JP2005092194A - Electrostatic latent image developing toner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外添粒子としての凝集シリカ粒子を含む静電潜像現像用トナーおよび画像形成装置に関し、より詳細には、環境条件の変化にかかわらず現像ローラ上に形成されたトナー層において、層むらの発生が少ない静電潜像現像用トナーおよび画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner for developing an electrostatic latent image containing aggregated silica particles as external additive particles and an image forming apparatus, and more specifically, in a toner layer formed on a developing roller regardless of changes in environmental conditions. The present invention relates to an electrostatic latent image developing toner and an image forming apparatus with little occurrence of layer unevenness.
電子写真法において、静電潜像を可視像とする際に用いられるトナーは、一般に熱可塑性樹脂（バインダー樹脂）、ワックス類、電荷制御剤、磁性粉体、及び他の添加剤を予備混合した後、溶融混練工程、粉砕工程、および分級工程の各製造工程を経て、所望の粒子径を有するトナーとして製造されている。そして、このように製造されたトナーは、摩擦帯電により一定量の電荷が蓄積された後、感光体上の静電潜像を現像し、所望の可視像化に供されている。 In electrophotography, the toner used to make an electrostatic latent image a visible image is generally premixed with thermoplastic resin (binder resin), waxes, charge control agent, magnetic powder, and other additives. After that, the toner is manufactured as a toner having a desired particle diameter through each of the manufacturing steps of the melt kneading step, the pulverizing step, and the classification step. The toner manufactured in this manner is accumulated in a certain amount of electric charge due to frictional charging, and then the electrostatic latent image on the photosensitive member is developed and used for a desired visible image.
ここで、摩擦帯電によって、トナーに蓄積される電荷は、静電潜像が形成される感光体の種類によって正または負のいずれかの電荷とすることが必要である。また、摩擦帯電によるトナーの帯電量は、静電潜像をより正確に可視像化するのに十分な量とする必要がある。また、近年、静電潜像形成のための光導電性感光体として、セレン感光体や有機光導電性感光体にかえて、無公害でかつ高い高感度を有し、さらにビッカース強度が１，５００〜２，０００と非常に硬い等の特性を有することから、アモルファスシリコン感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体と称する。）が多用されている。そのため、ａ−Ｓｉ感光体上に形成される静電潜像を現像するには、帯電性や感光体の耐久性の維持に寄与する特性(アモルファスシリコン感光体表面に付着した像流れを発生させる恐れのあるイオン生成物を研磨する特性)に優れたトナーを用いることが望まれている。 Here, the charge accumulated in the toner due to frictional charging needs to be either positive or negative depending on the type of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed. Further, the charge amount of the toner by frictional charging needs to be a sufficient amount to make the electrostatic latent image visible more accurately. Also, in recent years, as a photoconductive photoconductor for forming an electrostatic latent image, in place of a selenium photoconductor or an organic photoconductive photoconductor, it has pollution-free and high sensitivity, and has a Vickers strength of 1, Amorphous silicon photoconductors (hereinafter referred to as a-Si photoconductors) are frequently used because they have characteristics such as extremely hard values of 500 to 2,000. Therefore, in order to develop an electrostatic latent image formed on an a-Si photoconductor, characteristics that contribute to maintaining the chargeability and durability of the photoconductor (image flow attached to the surface of the amorphous silicon photoconductor is generated. It is desired to use a toner excellent in the property of polishing a feared ion product.
このため、電荷制御剤や導電性物質をバインダー樹脂中に添加するばかりでなく、トナー粒子に対して、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機粒子を外部添加して、電荷の極性及び帯電量を制御するとともに、耐久性や研磨性についても制御している。
しかしながら、これらの無機粒子は、表面に存在する水酸基のため、親水性が非常に高く、その結果、トナーに添加した場合、トナーの流動性や帯電立ち上がり特性が湿度の影響で変化し、印字耐久性や画像濃度低下などの弊害を与える場合が見られた。
For this reason, in addition to adding a charge control agent and a conductive substance to the binder resin, inorganic particles such as silica, aluminum oxide, titanium oxide, and zinc oxide are externally added to the toner particles, so that the polarity of the charge is increased. In addition, the charge amount is controlled, and the durability and polishability are also controlled.
However, these inorganic particles are extremely hydrophilic because of the hydroxyl groups present on the surface. As a result, when added to toner, the fluidity and charge rise characteristics of the toner change due to the influence of humidity, and printing durability In some cases, the image quality and the image density are adversely affected.
そこで、このような湿度等の環境条件の影響を防ぐため、電子写真トナー用流動化剤として使用可能な平均粒径に調整し、凝集体の量を少なくするとともに、疎水化剤としてのシリコーンオイルの添加量を多くした電子写真トナー用流動化剤が提案されている。より具体的には、一次粒子の平均粒径が３０〜１００ｎｍのシリカ粒子よりなる電子写真トナー用流動化剤において、シリカ粒子がジメチルシリコーンオイルにより疎水化処理され、かつジメチルシリコーンオイルに由来する該粒子中の炭素量が３．１〜６．０重量％である電子写真トナー用流動化剤が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, in order to prevent the influence of such environmental conditions as humidity, the average particle size that can be used as a fluidizing agent for electrophotographic toner is adjusted, the amount of aggregates is reduced, and silicone oil as a hydrophobizing agent is used. There has been proposed a fluidizing agent for an electrophotographic toner in which the added amount of is increased. More specifically, in the fluidizing agent for electrophotographic toner comprising silica particles having an average primary particle size of 30 to 100 nm, the silica particles are hydrophobized with dimethyl silicone oil and derived from dimethyl silicone oil. A fluidizing agent for an electrophotographic toner in which the amount of carbon in the particles is 3.1 to 6.0% by weight has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、バインダー樹脂と、着色剤と、帯電制御剤と、を含有してなるトナー粒子に対して、体積平均一次粒径が２０ｎｍ以下のシリカ粒子（第１無機微粒子）と、体積平均一次粒径が３０ｎｍ〜１μｍのシリカ粒子（第２無機微粒子）と、酸化セリウムと、さらに他の希土類元素化合物からなる微粒子と、を含む非磁性一成分用トナーが提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Further, silica particles having a volume average primary particle size of 20 nm or less (first inorganic fine particles) and a volume average primary particle size with respect to toner particles containing a binder resin, a colorant, and a charge control agent. Has proposed a non-magnetic one-component toner containing silica particles (second inorganic fine particles) of 30 nm to 1 μm, cerium oxide, and fine particles made of another rare earth element compound (for example, see Patent Document 2). ).
また、金属キレート化されたバインダー樹脂（Ａ）と、着色剤（Ｂ）と、流動性付与剤（Ｃ）を含有する静電荷像現像用トナーであって、流動性付与剤として、５０％体積粒子径が１.００〜５.００μｍで、体積粒子径２０.２μｍ以上の粒子が０％、かつ５０％個数粒子径が１.００〜４.００μｍで、個数粒子径１２.７μｍ以上の粒子が０％であるシリカ粒子を用いる静電荷像現像用トナーが開示されている（例えば、特許文献３参照）。 The toner for developing an electrostatic charge image contains a metal chelated binder resin (A), a colorant (B), and a fluidity-imparting agent (C). Particles having a particle diameter of 1.00 to 5.00 μm, a volume particle diameter of 20.2 μm or more are 0%, and a 50% number particle diameter is 1.00 to 4.00 μm and a number particle diameter of 12.7 μm or more. An electrostatic charge image developing toner using silica particles having 0% is disclosed (for example, see Patent Document 3).
また、結着樹脂及び着色剤を有するトナー粒子と、平均一次粒径が５０ｎｍ以下のシリカ粒子を有する静電潜像現像用トナーであって、トナー粒子と、シリカ粒子と、を混合した後に、超音波を照射し、５３μｍ以上の凝集シリカ粒子を、トナーの全重量に対して、０．０１重量％未満の値にした静電荷像現像用トナーが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
しかしながら、特許文献１に開示された電子写真トナー用流動化剤は、凝集体の量が少なくしてあるために、粒度分布の調整が困難であって、粒径が小さい、例えば、５μｍ以下のシリカ粒子の割合が多すぎるという問題が見られた。したがって、例えば、低温低湿条件等から、高温低湿条件へ環境条件が変化した場合に、図７に示すように、現像ロール１００の表面に形成されたトナー層に、いわゆる層むら１０２が生じやすいという問題が見られた。なお、図８に、層むらが発生しやすい環境、例えば、高温低湿条件（図中、楕円で示す。）と、感光体の製品使用環境（図中、点線で囲まれた領域）との関係を示す。 However, the fluidizing agent for electrophotographic toner disclosed in Patent Document 1 is difficult to adjust the particle size distribution because the amount of aggregates is small, and the particle size is small, for example, 5 μm or less. There was a problem that the proportion of silica particles was too high. Therefore, for example, when the environmental condition changes from a low temperature and low humidity condition to a high temperature and low humidity condition, as shown in FIG. 7, so-called layer unevenness 102 is likely to occur in the toner layer formed on the surface of the developing roll 100. There was a problem. FIG. 8 shows the relationship between an environment in which layer unevenness is likely to occur, for example, a high-temperature and low-humidity condition (indicated by an ellipse in the figure) and the product usage environment of the photoreceptor (area surrounded by a dotted line in the figure). Indicates.
また、特許文献２に開示された非磁性一成分用トナーは、構成が複雑であって、製造コストが高いばかりか、やはり第１無機微粒子および第２無機微粒子とも、比較的、粒径が小さいシリカ粒子を使用しているために、現像ロールの表面に形成されたトナー層に層むらが生じやすいという問題が見られた。 In addition, the non-magnetic one-component toner disclosed in Patent Document 2 has a complicated structure and high production cost. Also, both the first inorganic fine particles and the second inorganic fine particles have a relatively small particle size. Since silica particles are used, there has been a problem that unevenness of the toner layer formed on the surface of the developing roll tends to occur.
また、特許文献３に開示された静電荷像現像用トナーは、高価な金属キレート化されたバインダー樹脂（Ａ）を使用しなければならないとともに、粒径が小さい、例えば、１μｍ以下のシリカ粒子の割合が多すぎて、環境条件が変化した場合に、現像ロールの表面に形成されたトナー層に層むらが発生するという問題が見られた。 In addition, the electrostatic image developing toner disclosed in Patent Document 3 must use an expensive metal chelated binder resin (A) and has a small particle size, for example, 1 μm or less of silica particles. There was a problem that the toner layer formed on the surface of the developing roll was uneven when the ratio was too high and the environmental conditions changed.
さらに、特許文献４に開示された静電荷像現像用トナーは、超音波照射という特殊な処理工程が必要であるばかりか、所定粒径以上のシリカ粒子の添加量を厳格に制限することを特徴としており、粒径が小さいシリカ粒子が多い以上、依然として現像ロールの表面に形成されたトナー層において、層むらが発生しやすいという問題が見られた。 Furthermore, the electrostatic image developing toner disclosed in Patent Document 4 not only requires a special processing step of ultrasonic irradiation, but also strictly limits the amount of silica particles having a predetermined particle size or more. As long as there are many silica particles having a small particle diameter, there is still a problem that layer unevenness is likely to occur in the toner layer formed on the surface of the developing roll.
そこで、従来の課題を鋭意検討した結果、外添剤として、所定粒径以上の凝集シリカ粒子のみならず、所定粒径以下の凝集シリカ粒子が共同して、層むらの発生原因となっていることを見出し、所定粒径以上および所定粒径以下の凝集シリカ粒子を予め除去した凝集シリカ粒子を使用することにより、本発明を完成させたものである。 Therefore, as a result of diligently examining conventional problems, as an external additive, not only aggregated silica particles having a predetermined particle diameter or more but also aggregated silica particles having a predetermined particle diameter or less jointly cause generation of layer unevenness. Thus, the present invention has been completed by using the agglomerated silica particles from which the agglomerated silica particles having a predetermined particle size or more and a predetermined particle size or less have been removed in advance.
すなわち、本発明の目的は、使用環境によらず、層むらの発生が少なく、安定した画像形成を長期間にわたって実施できる静電潜像現像用トナーおよび画像形成装置を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a toner for developing an electrostatic latent image and an image forming apparatus capable of performing stable image formation over a long period of time with little occurrence of layer unevenness regardless of the use environment.
本発明によれば、トナー粒子に対して、凝集シリカ粒子を外添処理した静電潜像現像用トナーであって、凝集シリカ粒子の全体量に対して、凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が３％以下の値である静電潜像現像用トナーが提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、所定粒径以上の凝集シリカ粒子のみならず、所定粒径以下の凝集シリカ粒子についても、その添加割合を数値的に制限していることにより、所定粒径以上および所定粒径以下の凝集シリカ粒子の再凝集を防ぐことができるようになった。したがって、通常環境はもちろんのこと、高温低湿の環境、例えば３５℃、１５％といった環境であっても、１％以下の印字率の画像出力を間欠的に繰り返した場合、現像剤担持体表面に担持された現像剤層（トナー層）に、現像剤層の厚みのむらである層むらが発生するのを有効に防止するので、長期間にわたって安定した画像形成ができる。なお、層むらの程度がひどくなると、潜像担持体に形成された静電潜像に付着するトナー量が減少する。このため、出力画像の対応する箇所において、層むらの発生が生じている箇所は、層むらの発生のない箇所と比較して、印字濃度が低下する。
According to the present invention, an electrostatic latent image developing toner obtained by externally adding aggregated silica particles to toner particles, the particle size in the particle size distribution of the aggregated silica particles relative to the total amount of the aggregated silica particles. A toner for developing an electrostatic latent image in which a ratio of 5 μm or less is a value of 15% or less and a ratio of a particle diameter of 50 μm or more is a value of 3% or less is provided, and the above-described problems can be solved.
That is, not only agglomerated silica particles having a predetermined particle diameter or more, but also agglomerated silica particles having a particle diameter of not more than a predetermined particle size, the agglomeration of not less than a predetermined particle diameter and not more than a predetermined particle diameter is numerically limited. It became possible to prevent reaggregation of silica particles. Accordingly, not only in a normal environment, but also in a high temperature and low humidity environment such as 35 ° C. and 15%, when image output with a printing rate of 1% or less is repeated intermittently, Since it is possible to effectively prevent generation of unevenness in the thickness of the developer layer in the carried developer layer (toner layer), stable image formation can be performed over a long period of time. Note that when the degree of layer unevenness is severe, the amount of toner attached to the electrostatic latent image formed on the latent image carrier decreases. For this reason, the print density of the portion where the unevenness of the layer occurs in the corresponding portion of the output image is lower than the portion where the unevenness of the layer does not occur.
また、本発明の静電潜像現像用トナーを構成するにあたり、凝集シリカ粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、凝集シリカ粒子が、層むらの発生原因とならない一方、静電潜像現像用トナーにおける流動化剤としての機能を十分に発揮させることができる。
Further, in constituting the electrostatic latent image developing toner of the present invention, the amount of the aggregated silica particles added is set to a value within the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles. preferable.
With such a configuration, the aggregated silica particles do not cause unevenness of the layer, but can sufficiently exhibit the function as a fluidizing agent in the electrostatic latent image developing toner.
また、本発明の静電潜像現像用トナーを構成するにあたり、凝集シリカ粒子の比表面積を４，０００〜１０，５００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、凝集シリカ粒子が、層むらの発生原因とならない一方、静電潜像現像用トナーにおける流動化剤としての機能をさらに十分に発揮することができる。
なお、かかる凝集シリカ粒子の比表面積は、例えば、後述するレーザー回折式粒度測定器を用いて測定することができる。
In constituting the electrostatic latent image developing toner of the present invention, the specific surface area of the aggregated silica particles is preferably set to a value in the range of 4,000 to 10,500 cm 2 / cm 3 .
With such a configuration, the aggregated silica particles do not cause unevenness of the layer, while the function as a fluidizing agent in the electrostatic latent image developing toner can be more fully exhibited.
In addition, the specific surface area of this aggregated silica particle can be measured using the laser diffraction type particle size measuring device mentioned later, for example.
また、本発明の静電潜像現像用トナーを構成するにあたり、凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径を６〜１３μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、凝集シリカ粒子の平均粒径を定量的に制御することができ、層むらの発生をさらに効果的に防止することができる。
なお、かかる凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径は、例えば、後述するレーザー回折式粒度測定器を用いて測定することができる。
In constituting the electrostatic latent image developing toner of the present invention, the median diameter in the particle size distribution of the aggregated silica particles is preferably set to a value in the range of 6 to 13 μm.
By comprising in this way, the average particle diameter of the aggregation silica particle can be controlled quantitatively, and generation | occurrence | production of layer unevenness can be prevented further effectively.
In addition, the median diameter in the particle size distribution of such agglomerated silica particles can be measured using, for example, a laser diffraction particle size measuring device described later.
また、本発明の静電潜像現像用トナーを構成するにあたり、凝集シリカ粒子が気流分級機によって、分級処理してあることが好ましい。
このように構成することにより、所定粒径以上の凝集シリカ粒子のみならず、所定粒径以下の凝集シリカ粒子についても、所望量に容易かつ短時間に調整することができる。その結果、そのように分級処理した凝集シリカ粒子を使用することにより、層むらの発生を有効に防止することができる。
Further, in constituting the electrostatic latent image developing toner of the present invention, it is preferable that the agglomerated silica particles are classified by an airflow classifier.
By comprising in this way, not only the aggregation silica particle more than predetermined particle diameter but the aggregation silica particle below predetermined particle diameter can be easily adjusted to a desired quantity in a short time. As a result, by using the agglomerated silica particles thus classified, it is possible to effectively prevent the occurrence of layer unevenness.
また、本発明の別の態様は、現像剤担持体を有する現像装置を備えており、当該現像装置により、トナー粒子に対して、所定の凝集シリカ粒子を外添処理して構成した静電潜像現像用トナーを潜像担持体に対して現像する画像形成装置であって、凝集シリカ粒子の全体量に対して、凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が３％以下の値である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置である。
すなわち、このように画像形成装置を構成して、使用することにより、所定粒径以上の凝集シリカ粒子のみならず、所定粒径以下の凝集シリカ粒子についても、その添加割合を効果的に制限していることにより、環境条件が変化した場合であっても有効に層むらの発生を防止して、長期間にわたって安定した画像形成ができるようになった。
Another aspect of the present invention is provided with a developing device having a developer carrier, and the electrostatic latent image formed by externally adding predetermined agglomerated silica particles to the toner particles by the developing device. An image forming apparatus for developing a toner for image development on a latent image carrier, wherein a ratio of a particle size of 5 μm or less in a particle size distribution of the aggregated silica particles to a total amount of the aggregated silica particles is 15% or less. In addition, an electrostatic latent image developing toner having a particle size of 50 μm or more and a value of 3% or less is used.
That is, by configuring and using the image forming apparatus in this way, the addition ratio is effectively limited not only for the agglomerated silica particles having a predetermined particle diameter or larger, but also for the agglomerated silica particles having a predetermined particle diameter or smaller. As a result, even when the environmental conditions change, it is possible to effectively prevent the occurrence of layer unevenness and to form a stable image over a long period of time.
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、現像剤担持体の、潜像担持体に対する線速比を０．８〜１．３の範囲内の値とすることが好ましい。
すなわち、かかる線速比が０．８より小さくなると画像濃度が規格値を満足しない場合があるためであり、一方、かかる線速比が１．３を越えると、現像剤担持体の表面にトナーが付着し、層むらが発生しやすくなって、画像濃度のむらが生じる場合があるためである。
In configuring the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the linear velocity ratio of the developer carrier to the latent image carrier is set to a value in the range of 0.8 to 1.3.
That is, if the linear speed ratio is less than 0.8, the image density may not satisfy the standard value. On the other hand, if the linear speed ratio exceeds 1.3, the toner on the surface of the developer carrying member This is because non-uniformity of the image density is likely to occur and layer unevenness is likely to occur, resulting in uneven image density.
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、現像剤担持体の表面における１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）を８〜１６μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
すなわち、かかる１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が８μｍより小さいと、トナーの搬送性が不十分なため、現像剤担持体（現像ローラと称する場合がある。）上のトナー層が不安定となって層むらが発生し、形成画像に濃度ムラが生じる場合があるためである。一方、かかる１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１６μｍより大きくなると、搬送性は良化するものの、トナーにかかる摺擦力が強くなりすぎる場合があるためである。したがって、耐久時のトナーを含む現像剤の劣化が大きくなり、トナーの微粉が発生して、潜像担持体（感光体と称する場合がある。）の表面に付着するとともにトナーの飛散の原因となる場合がある。
Further, in configuring the image forming apparatus of the present invention, it is preferable to set the 10-point average surface roughness (Rz) on the surface of the developer carrying member to a value within the range of 8 to 16 μm.
That is, when the 10-point average surface roughness (Rz) is smaller than 8 μm, the toner transportability is insufficient, and the toner layer on the developer carrier (sometimes referred to as a developing roller) becomes unstable. This is because layer unevenness occurs and density unevenness may occur in the formed image. On the other hand, when the 10-point average surface roughness (Rz) is larger than 16 μm, the transportability is improved, but the rubbing force applied to the toner may become too strong. Therefore, the deterioration of the developer including the toner at the time of endurance is increased, toner fine powder is generated, adheres to the surface of the latent image carrier (sometimes referred to as a photoconductor), and causes toner scattering. There is a case.
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、現像剤担持体の表面における凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）を８０〜１５０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
すなわち、かかる凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）が８０μｍよりも小さくなると、トナーにかかる摺擦力が大きくなって、耐久時の現像剤の劣化が大きくなり、トナーの微粉が発生して潜像担持体の表面に付着するとともに、トナーが飛散しやすくなって、潜像担持体の汚染問題となる場合があるためである。一方、かかる凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）が１５０μｍより大きくなると、凹凸の数の減少によって、トナーの搬送性が低下し、潜像担持体上のトナー層が不安定となって層むらが発生したり、形成画像に濃度ムラが生じたりする場合があるためである。
In configuring the image forming apparatus of the present invention, it is preferable that the average crest pitch (Sm) of the unevenness on the surface of the developer carrying member is set to a value within the range of 80 to 150 μm.
That is, when the average crest spacing (Sm) of the unevenness is smaller than 80 μm, the rubbing force applied to the toner is increased, the developer is deteriorated during the durability, and toner fine powder is generated to generate a latent image. This is because the toner adheres to the surface of the body and the toner easily scatters, which may cause a contamination problem of the latent image carrier. On the other hand, when the average peak spacing (Sm) of the unevenness is larger than 150 μm, the toner transportability is lowered due to the decrease in the number of the unevenness, and the toner layer on the latent image carrier becomes unstable, resulting in layer unevenness. This is because density unevenness may occur in the formed image.
本発明の静電潜像現像用トナーおよび画像形成装置によれば、所定粒径以上の凝集シリカ粒子のみならず、所定粒径以下の凝集シリカ粒子についても含有量を制限し、粒度分布を調整した凝集シリカ粒子を、外部添加することにより、通常環境ではもちろんのこと、高温低湿の環境、例えば３５℃、１５％といった環境であっても、１％以下のという印字率の画像出力を間欠的に繰り返した場合、現像剤担持体表面に担持された現像剤層（トナー層）に、現像剤層の厚みのむらである層むらが発生するのを有効に防止するので、長期間にわたって安定した画像形成ができるようになった。 According to the electrostatic latent image developing toner and the image forming apparatus of the present invention, the content of not only the aggregated silica particles having a predetermined particle diameter but also the aggregated silica particles having a predetermined particle diameter or less is limited to adjust the particle size distribution. By externally adding the agglomerated silica particles, an image output with a printing rate of 1% or less is intermittent even in a high temperature and low humidity environment such as 35 ° C. and 15% as well as in a normal environment. If the process is repeated, the developer layer (toner layer) carried on the surface of the developer carrying member is effectively prevented from causing unevenness in the thickness of the developer layer. It became possible to form.
以下、本発明の静電潜像現像用トナーおよび画像形成装置に関する実施の形態を具体的に説明する。
[第１の実施形態]
第１の実施形態は、トナー粒子に対して、凝集シリカ粒子を外添処理した静電潜像現像用トナーであって、凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が、全体量に対して、１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が、３％以下の値である静電潜像現像用トナーである。
Embodiments relating to the electrostatic latent image developing toner and the image forming apparatus of the present invention will be specifically described below.
[First embodiment]
The first embodiment is an electrostatic latent image developing toner in which aggregated silica particles are externally added to toner particles, and the ratio of the particle size of 5 μm or less in the particle size distribution of the aggregated silica particles is the total amount. On the other hand, the toner for developing an electrostatic latent image has a value of 15% or less and a ratio of a particle size of 50 μm or more is a value of 3% or less.
１．トナー粒子
第１の実施形態に使用するトナー粒子は、例えば、バインダー樹脂と、ワックス類と、電荷制御剤と、磁性粉と、から構成してあることが好ましい。
1. Toner Particles The toner particles used in the first embodiment are preferably composed of, for example, a binder resin, waxes, a charge control agent, and magnetic powder.
（１）バインダー樹脂
第１の実施形態のトナーに使用するバインダー樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
(1) Binder resin Although the kind of binder resin used for the toner of the first embodiment is not particularly limited, for example, styrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, polyethylene resin. Use thermoplastic resins such as polypropylene resin, vinyl chloride resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl ether resin, N-vinyl resin, styrene-butadiene resin, etc. Is preferred.
また、バインダー樹脂において、二つの重量平均分子量ピーク（低分子量ピークと、高分子量ピークと称する。）を有することが好ましい。具体的に、低分子量ピークが３、０００〜２０、０００の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが３００、０００〜１、５００、０００の範囲内であり、Ｍｗ/Ｍｎが１０以上あるものが好ましい。重量平均分子量ピークがこのような範囲内にあれば、トナーを容易に定着させることができ、また、耐オフセット性を向上させることもできる。尚、バインダー樹脂の重量平均分子量は、分子量測定装置（ＧＰＣ）を用いて、カラムからの溶出時間を測定し、標準ポリスチレン樹脂を用いて予め作成しておいた検量線と照らし合わせることにより、求めることができる。 The binder resin preferably has two weight average molecular weight peaks (referred to as a low molecular weight peak and a high molecular weight peak). Specifically, the low molecular weight peak is in the range of 3,000 to 20,000, the other high molecular weight peak is in the range of 300,000 to 1,500,000, and Mw / Mn is 10 or more. Those are preferred. If the weight average molecular weight peak is within such a range, the toner can be easily fixed, and offset resistance can be improved. The weight average molecular weight of the binder resin is determined by measuring the elution time from the column using a molecular weight measuring device (GPC) and comparing it with a calibration curve prepared in advance using a standard polystyrene resin. be able to.
また、バインダー樹脂において、軟化点を１１０〜１５０℃の範囲内の値とすることが好ましく、１２０〜１４０℃の範囲内の値とすることがより好ましい。この理由は、かかるバインダー樹脂の軟化点が１１０℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する場合があるためである。一方、バインダー樹脂の軟化点が１５０℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる場合があるためである。
また、バインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）を５５〜７０℃の範囲内の値とすることが好ましく、５８〜６８℃の範囲内の値とすることがより好ましい。この理由は、かかるバインダー樹脂のガラス転移点が５５℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する場合があるためである。一方、バインダー樹脂のガラス転移点が７０℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる場合があるためである。
なお、バインダー樹脂の軟化点やガラス転移点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、吸熱ピ−ク位置や比熱の変化点から求めることができる。
Moreover, in a binder resin, it is preferable to make a softening point into the value within the range of 110-150 degreeC, and it is more preferable to set it as the value within the range of 120-140 degreeC. This is because when the softening point of the binder resin is less than 110 ° C., the obtained toners are fused to each other, and the storage stability may be lowered. On the other hand, if the softening point of the binder resin exceeds 150 ° C., the toner fixability may be poor.
Moreover, it is preferable to make the glass transition point (Tg) of binder resin into the value within the range of 55-70 degreeC, and it is more preferable to set it as the value within the range of 58-68 degreeC. This is because when the glass transition point of the binder resin is less than 55 ° C., the obtained toners are fused to each other, and the storage stability may be lowered. On the other hand, if the glass transition point of the binder resin exceeds 70 ° C., the toner fixability may be poor.
The softening point and glass transition point of the binder resin can be determined from the endothermic peak position and the specific heat change point using a differential scanning calorimeter (DSC).
（２）ワックス類
また、トナーにおいて、定着性やオフセット性の効果を求めることから、ワックス類を添加することが好ましい。
このようなワックス類の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂系ワックス、フィッシャートロプッシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、ワックス類の添加量についても特に制限されるものではないが、例えば、トナー全体量を１００重量％としたときに、ワックス類の添加量を１〜５重量％の範囲内の値とするのが好ましい。ワックス類の添加量が１重量％未満となると、読取ヘッドへのオフセットや像スミアリング等を効率的に防止することができない傾向があり、一方、ワックス類の添加量が５重量％を超えると、トナー同士が融着してしまい、保存安定性が低下する傾向がある。
(2) Waxes Further, it is preferable to add waxes in order to obtain the effect of fixability and offset property in the toner.
The type of such wax is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene wax, polypropylene wax, fluororesin-based wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, ester wax, montan wax, rice wax and the like. One kind alone or a combination of two or more kinds may be mentioned.
Also, the amount of added wax is not particularly limited. For example, when the total amount of toner is 100% by weight, the added amount of wax is set to a value in the range of 1 to 5% by weight. Is preferred. If the amount of added wax is less than 1% by weight, there is a tendency that offset to the read head, image smearing, etc. cannot be effectively prevented, while if the added amount of wax exceeds 5% by weight. Further, the toners are fused with each other, and the storage stability tends to be lowered.
（３）電荷制御剤
また、トナーにおいて、帯電レベルや帯電立ち上がり特性（短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかの指標）が著しく向上し、耐久性や安定性に優れた特性等が得られる観点から、電荷制御剤を添加することが好ましい。
このような電荷制御剤の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ニグロシン、第四級アンモニウム塩化合物、樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤を使用することが好ましい。
また、トナーの全体量を１００重量％としたときに、電荷制御剤の添加量は、１．５〜１５重量％の範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、電荷制御剤の添加量が１．５重量％未満となると、トナーに対して、安定して帯電特性を付与することが困難となり、画像濃度が低くなったり、いわゆるカブリの原因となったり、耐久性が低下したりする場合があるためである。一方、電荷制御剤の添加量が１５重量％を超えると、耐環境性、特に高温高湿下での帯電不良、画像不良となり、感光体汚染等の欠点が生じやすくなる場合があるためである。
(3) Charge control agent In addition, in the toner, the charge level and the charge rise characteristic (indicator of whether or not the charge is charged to a constant charge level in a short time) are remarkably improved, and characteristics such as excellent durability and stability are obtained. Therefore, it is preferable to add a charge control agent.
The type of the charge control agent is not particularly limited. For example, positive charge such as nigrosine, a quaternary ammonium salt compound, a resin type charge control agent in which an amine compound is bonded to a resin, and the like. It is preferable to use a charge control agent exhibiting properties.
Further, when the total amount of toner is 100% by weight, the charge control agent is preferably added in a range of 1.5 to 15% by weight. This is because if the amount of the charge control agent added is less than 1.5% by weight, it becomes difficult to stably impart charging characteristics to the toner, resulting in low image density or so-called fogging. This is because the durability may be reduced. On the other hand, if the addition amount of the charge control agent exceeds 15% by weight, there are cases where environmental resistance, particularly charging failure and image failure under high temperature and high humidity, and defects such as photoconductor contamination are likely to occur. .
（４）磁性粉
また、トナーにおいて、公知の磁性粉をトナー中に分散させ磁性トナーとして構成することができる。好ましい磁性粉としては、フェライト、マグネタイト、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属もしくは合金、またはこれらの強磁性元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金等を挙げることができる。また、磁性粉の平均粒径を０．１〜１μｍの範囲内の値とするのが好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲内の値とするのがより好ましい。この理由は、かかる平均粒径を有する磁性粉であれば、取り扱いが容易である一方、微粉末の形でバインダー樹脂中に均一に分散することができるためである。
また、磁性粉の表面を、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で処理することが好ましい。このように表面処理することにより、磁性粉の吸湿性や分散性を改善することができるためである。
(4) Magnetic powder In the toner, a known magnetic powder can be dispersed in the toner to constitute a magnetic toner. Preferred magnetic powder is a metal or alloy exhibiting ferromagnetism such as ferrite, magnetite, iron, cobalt, nickel, etc., a compound containing these ferromagnetic elements, or a magnetic element that does not contain ferromagnetic elements but is subjected to an appropriate heat treatment. An alloy that exhibits ferromagnetism can be cited. Moreover, it is preferable to make the average particle diameter of magnetic powder into the value within the range of 0.1-1 micrometer, and it is more preferable to set it as the value within the range of 0.1-0.5 micrometer. This is because the magnetic powder having such an average particle diameter is easy to handle, while it can be uniformly dispersed in the binder resin in the form of fine powder.
Moreover, it is preferable to treat the surface of the magnetic powder with a surface treatment agent such as a titanium coupling agent or a silane coupling agent. This is because the surface treatment can improve the hygroscopicity and dispersibility of the magnetic powder.
２．凝集シリカ粒子
（１）粒度分布
凝集シリカ粒子の粒度分布において、図１および図２中、ラインＢに示すように、粒径５μｍ以下の割合が、全体量に対して、１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が、３％以下の値であることを特徴とする。
この理由は、粒径５μｍ以下の凝集シリカ粒子の割合が１５％を超えると、当該凝集シリカ粒子が、感光体粒子に付着しやすくなって、再凝集するとともに、さらに比較的粒径が大きい凝集シリカ粒子の周囲に集まって、層むらの原因になるためである。一方、粒径５０μｍ以上の凝集シリカ粒子の割合が３％を超えると、やはり、比較的粒径が小さい凝集シリカ粒子を周囲に集めて、大凝集シリカ粒子を形成して、やはり層むらの原因になるためである。
2. Agglomerated silica particles (1) Particle size distribution In the particle size distribution of the agglomerated silica particles, as shown in line B in FIGS. 1 and 2, the ratio of the particle size of 5 μm or less is 15% or less of the total amount. In addition, the ratio of the particle size of 50 μm or more is a value of 3% or less.
The reason for this is that when the ratio of the aggregated silica particles having a particle size of 5 μm or less exceeds 15%, the aggregated silica particles are likely to adhere to the photoreceptor particles, reaggregate, and further aggregate with a relatively large particle size. This is because they gather around the silica particles and cause layer unevenness. On the other hand, when the ratio of the aggregated silica particles having a particle diameter of 50 μm or more exceeds 3%, the aggregated silica particles having a relatively small particle diameter are gathered around to form large aggregated silica particles, which is also a cause of layer unevenness. Because it becomes.
また、図１のラインＣは粒径５μｍ以下の割合が、全体量に対して１５％以上の値である粒度分布を有する凝集シリカ粒子に対応したものである。この凝集シリカ粒子は、所定粒径以下の微細な粒子が多いため、感光体粒子に付着しやすくなって、層むらを発生しやすくなる。
また、図２のラインＤとＥは解砕条件等を変更したものである。これらの凝集シリカ粒子は、ラインＢに示される凝集シリカ粒子と同様の特性を示すことが確認されている。
したがって、凝集シリカ粒子のより好ましい粒度分布としては、粒径５μｍ以下の割合を、全体量に対して、１０％以下の値とするとともに、粒径５０μｍ以上の割合を２％以下の値とすることである。
Further, line C in FIG. 1 corresponds to agglomerated silica particles having a particle size distribution in which the ratio of the particle size of 5 μm or less is a value of 15% or more with respect to the total amount. Since these agglomerated silica particles are often fine particles having a predetermined particle size or less, they easily adhere to the photoreceptor particles and easily cause layer irregularities.
Further, lines D and E in FIG. 2 are obtained by changing the crushing conditions and the like. These agglomerated silica particles have been confirmed to exhibit the same characteristics as the agglomerated silica particles shown in line B.
Therefore, as a more preferable particle size distribution of the agglomerated silica particles, the ratio of the particle diameter of 5 μm or less is set to a value of 10% or less with respect to the total amount, and the ratio of the particle diameter of 50 μm or more is set to a value of 2% or less. That is.
なお、凝集シリカ粒子の粒度分布、比表面積およびメジアン径は、図６に示されるレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ−５００）を用いて測定することができる。すなわち、測定試料として、凝集シリカ粒子１０ｇを測り取るとともに、溶媒として１００ｍｌのメタノールを使用し、当該メタノールを収容したサンプルホルダーに測定試料を少しずつ入れて撹拌する。次いで、得られたサンプル溶液を、超音波分散バス１０１にて撹拌処理しながら循環ポンプ１０２を用いて循環させ、レーザー照射部１０３にサンプル溶液を流し込む。次いで、光源としてＨｅ−Ｎｅレーザー１０４を使用し、光源から照射されたレーザーのビーム径を、ビーム拡大器１０５を用いて拡大しつつ、レーザー照射部１０３に照射する。そして、得られた回折光Ｍを、集光レンズ１０６を通して検出器１０７で検出し、それをＡＤ変換器１０９にて電気信号に変換し、装置制御・演算部１０８でさらに計算した結果を、凝集シリカ粒子の粒度分布、比表面積、およびメジアン径として算出することができる。 The particle size distribution, specific surface area, and median diameter of the agglomerated silica particles can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (LA-500 manufactured by Horiba, Ltd.) shown in FIG. That is, 10 g of the aggregated silica particles are measured as a measurement sample, and 100 ml of methanol is used as a solvent, and the measurement sample is gradually added to a sample holder containing the methanol and stirred. Next, the obtained sample solution is circulated using the circulation pump 102 while being stirred in the ultrasonic dispersion bath 101, and the sample solution is poured into the laser irradiation unit 103. Next, the He—Ne laser 104 is used as a light source, and the laser beam irradiation unit 103 is irradiated with the beam diameter of the laser beam emitted from the light source while being enlarged using the beam expander 105. Then, the obtained diffracted light M is detected by the detector 107 through the condenser lens 106, converted into an electric signal by the AD converter 109, and the result further calculated by the apparatus control / calculation unit 108 is agglomerated. It can be calculated as the particle size distribution, specific surface area, and median diameter of the silica particles.
（２）添加量
凝集シリカ粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凝集シリカ粒子の添加量が０．１重量部未満の値になると、層むら自体の発生は少なくなるが、トナー粒子の流動性が著しく低下して、均一な画像特性が得られない場合があるためである。一方、かかる凝集シリカ粒子の添加量が１０重量部を超えると、トナー粒子の流動性については良好になるものの、層むらの発生率が著しく上がる場合があるためである。
したがって、凝集シリカ粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．３〜５重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜３重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(2) Addition amount The addition amount of the aggregated silica particles is preferably set to a value within the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles.
The reason for this is that when the amount of such agglomerated silica particles is less than 0.1 parts by weight, the occurrence of layer unevenness itself is reduced, but the fluidity of the toner particles is significantly reduced, and uniform image characteristics are obtained. This is because it may not be possible. On the other hand, when the added amount of the aggregated silica particles exceeds 10 parts by weight, although the fluidity of the toner particles is improved, the occurrence rate of layer unevenness may be remarkably increased.
Therefore, the addition amount of the agglomerated silica particles is more preferably set to a value within the range of 0.3 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles, and a value within the range of 0.5 to 3 parts by weight. More preferably.
（３）比表面積
凝集シリカ粒子の比表面積を４，０００〜１０，５００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凝集シリカ粒子の比表面積が４，０００ｃｍ2／ｃｍ3未満の値になっても、１０，５００ｃｍ2／ｃｍ3を超えた値になっても、いずれにしても層むらの発生率が高くなる場合があるためである。また、かかる凝集シリカ粒子の比表面積が、１０，５００ｃｍ2／ｃｍ3を超えると、白筋や白点の発生も見られやすくなったり、画像濃度が時間の経過とともに低下したりする場合があるためである。
したがって、かかる凝集シリカ粒子の比表面積を６，０００〜１０，０００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることがより好ましく、７，０００〜９，０００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(3) Specific surface area It is preferable to set the specific surface area of the aggregated silica particles to a value within the range of 4,000 to 10,500 cm 2 / cm 3 .
The reason for this is that, even if the specific surface area of such agglomerated silica particles is less than 4,000 cm 2 / cm 3 or more than 10,500 cm 2 / cm 3 , the layer unevenness is in any case. This is because the occurrence rate may increase. Further, when the specific surface area of such agglomerated silica particles exceeds 10,500 cm 2 / cm 3 , white streaks and white spots are likely to be observed, and the image density may decrease with time. Because.
Therefore, the specific surface area of the aggregated silica particles is more preferably set to a value in the range of 6,000 to 10,000 cm 2 / cm 3 , and a value in the range of 7,000 to 9,000 cm 2 / cm 3 More preferably.
ここで、図３を参照して、凝集シリカ粒子の比表面積と、層むらの発生性との関係を説明する。図３の横軸には、凝集シリカ粒子の比表面積（ｃｍ2／ｃｍ3）の値を採って示しており、縦軸には、層むらの発生性の評価点（相対値）の値を採って示してある。
かかる図３から容易に理解できるように、使用する凝集シリカ粒子の比表面積を４，０００〜１０，５００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることにより、１点以上の評価点が得られ、６，０００〜１０，０００ｃｍ2／ｃｍ3の範囲内の値とすることにより、３点以上の評価点が得られ、それぞれ層むらの発生を有効に防止することができる。
Here, with reference to FIG. 3, the relationship between the specific surface area of the agglomerated silica particles and the occurrence of layer unevenness will be described. The horizontal axis of FIG. 3 shows the value of the specific surface area (cm 2 / cm 3 ) of the agglomerated silica particles, and the vertical axis shows the evaluation point (relative value) for the occurrence of layer unevenness. It is taken and shown.
As can be easily understood from FIG. 3, one or more evaluation points can be obtained by setting the specific surface area of the aggregated silica particles to be used within a range of 4,000 to 10,500 cm 2 / cm 3. By setting the value within the range of 6,000 to 10,000 cm 2 / cm 3 , three or more evaluation points can be obtained, and the occurrence of layer unevenness can be effectively prevented.
（４）メジアン径
凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径を６〜１３μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる粒度分布におけるメジアン径が６μｍ未満の値になっても、１３μｍを超えた値になっても、いずれにしても層むらの発生率が高くなる場合があるためである。また、凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径が、１３μｍを超えると、白筋や白点の発生が見られやすくなる場合があるためである。
したがって、かかる凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径を７〜１２μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、８〜１１μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(4) Median diameter The median diameter in the particle size distribution of the aggregated silica particles is preferably set to a value in the range of 6 to 13 μm.
This is because the occurrence rate of layer unevenness may be increased in any case regardless of whether the median diameter in the particle size distribution is less than 6 μm or more than 13 μm. Moreover, it is because generation | occurrence | production of a white streak or a white spot may become easy to be seen when the median diameter in the particle size distribution of an aggregation silica particle exceeds 13 micrometers.
Therefore, the median diameter in the particle size distribution of the aggregated silica particles is more preferably set to a value within the range of 7 to 12 μm, and further preferably set to a value within the range of 8 to 11 μm.
ここで、図４を参照して、凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径と、層むらの発生性との関係を説明する。図４の横軸には、凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径（μｍ）の値を採って示しており、縦軸には、層むらの発生性の評価点（相対値）の値を採って示してある。かかる図４から容易に理解できるように、使用する凝集シリカ粒子の粒度分布におけるメジアン径を６〜１３μｍの範囲内の値とすることにより、１点以上の評価が得られ、メジアン径を７〜１１μｍの範囲内の値とすることにより、３点以上の評価が得られ、それぞれ層むらの発生を有効に防止することができる。 Here, with reference to FIG. 4, the relationship between the median diameter in the particle size distribution of the agglomerated silica particles and the occurrence of layer unevenness will be described. The horizontal axis of FIG. 4 shows the median diameter (μm) value in the particle size distribution of the agglomerated silica particles, and the vertical axis shows the evaluation point (relative value) for the occurrence of layer unevenness. It is shown. As can be easily understood from FIG. 4, by setting the median diameter in the particle size distribution of the agglomerated silica particles to be used to a value within the range of 6 to 13 μm, one or more evaluations are obtained, and the median diameter is 7 to By setting the value within the range of 11 μm, three or more evaluations can be obtained, and the occurrence of unevenness in the layers can be effectively prevented.
（５）分級処理
凝集シリカ粒子が気流分級機によって、分級処理してあることが好ましい。
この理由は、気流分級機を使用することにより、所定の粒径以上の凝集シリカ粒子の効率的除去ができる一方、所定の粒径以下の凝集シリカ粒子についても、一度に効率的除去ができるためである。
したがって、気流分級機を使用する前は、図１および図２中、ラインＡに示すような粒度分布であったものが、ラインＢに示すように、粒径５μｍ以下の割合が、全体量に対して、１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が、３％以下の値である粒度分布に、容易かつ迅速にすることができる。
(5) Classification treatment The agglomerated silica particles are preferably classified by an airflow classifier.
The reason for this is that by using an airflow classifier, aggregated silica particles having a predetermined particle size or larger can be efficiently removed, while aggregated silica particles having a predetermined particle size or less can also be efficiently removed at a time. It is.
Therefore, before using the airflow classifier, the particle size distribution as shown in line A in FIGS. 1 and 2 was changed to a ratio of particle size of 5 μm or less in the total amount as shown in line B. On the other hand, the particle size distribution having a value of 15% or less and a ratio of the particle size of 50 μm or more can be easily and quickly set to a value of 3% or less.
（６）疎水化処理
凝集シリカ粒子が、疎水化処理を施した凝集シリカ粒子であることが好ましい。
すなわち、通常、凝集シリカ粒子は、表面に多数の水酸基を有しており、親水性であるが、そのままでは再凝集しやすく、所定の粒径以上の凝集シリカと、所定の粒径以下の凝集シリカ粒子とが共同して再凝集し、層むらの発生を助長する場合がある。したがって、凝集シリカ粒子に対して、疎水化処理を施すことにより、層むらの発生についても、より効果的に防止することができる。
ここで、疎水化処理の態様については特に制限されるものではないが、例えば、凝集シリカ粒子と、所定量のシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、シリコーンオイル、または有機酸等と、混合し、凝集シリカ粒子の表面の水酸基の露出を防ぐ方法が好適である。
(6) Hydrophobization treatment The aggregated silica particles are preferably aggregated silica particles that have been subjected to a hydrophobic treatment.
That is, usually, the aggregated silica particles have a large number of hydroxyl groups on the surface and are hydrophilic, but are easily re-aggregated as they are, and the aggregated silica having a predetermined particle size or more and the aggregation having a predetermined particle size or less are aggregated. In some cases, the silica particles re-aggregate together to promote the occurrence of layer unevenness. Therefore, the occurrence of layer unevenness can be more effectively prevented by subjecting the aggregated silica particles to a hydrophobic treatment.
Here, the mode of the hydrophobizing treatment is not particularly limited. For example, the agglomerated silica particles are mixed with a predetermined amount of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a silicone oil, an organic acid, or the like. A method of preventing exposure of hydroxyl groups on the surface of the aggregated silica particles is preferable.
３．凝集シリカ粒子以外の無機粒子
凝集シリカ粒子以外の無機粒子として、以下のような酸化チタンや針状導電性粒子を添加することが好ましい。
3. Inorganic particles other than aggregated silica particles As inorganic particles other than aggregated silica particles, it is preferable to add the following titanium oxide or acicular conductive particles.
（１）酸化チタン
（１）−１ 平均粒子径
また、粒状酸化チタンの平均粒径を０．０１〜０．５０μｍの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、かかる粒状酸化チタンの平均粒径が０．０１μｍ未満になると、均一に研磨効果を発揮することが困難となって、チャージアップが生じたり、高温高湿時において像流れが発生したりして、画像欠陥となるためである。一方、かかる粒状酸化チタンの平均粒径が０．５０μｍを超えると、トナーにおける帯電量のばらつきが大きくなり、画像濃度低下、耐久性の低下を引き起こす場合があるためである。したがって、粒状酸化チタンの平均粒径を０．０２〜０．４μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．０５〜０．３μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、粒状酸化チタンの平均粒径は平均１次粒径の値であり、以下のように測定した。すなわち、３０，０００倍〜１００，０００倍の倍率を適宜用い、電子顕微鏡ＪＳＭ−８８０（日本電子データム社製）を用いて、５０個の粒子の長径と短径を測定して、それらの平均を求めて算出した。
(1) Titanium oxide (1) -1 average particle diameter Moreover, the average particle diameter of granular titanium oxide is made into the value within the range of 0.01-0.50 micrometer, It is characterized by the above-mentioned.
The reason for this is that if the average particle size of such granular titanium oxide is less than 0.01 μm, it will be difficult to achieve a uniform polishing effect, resulting in charge-up or image flow at high temperatures and high humidity. This is because an image defect occurs. On the other hand, if the average particle diameter of such granular titanium oxide exceeds 0.50 μm, the variation in charge amount in the toner becomes large, which may cause a decrease in image density and a decrease in durability. Therefore, the average particle size of the granular titanium oxide is more preferably set to a value within the range of 0.02 to 0.4 μm, and further preferably set to a value within the range of 0.05 to 0.3 μm.
In addition, the average particle diameter of granular titanium oxide is a value of an average primary particle diameter, and it measured as follows. That is, using a magnification of 30,000 times to 100,000 times as appropriate, an electron microscope JSM-880 (manufactured by JEOL Datum) was used to measure the major axis and minor axis of 50 particles, and the average of them. Was calculated.
（１）−２ 表面処理
また、粒状酸化チタンの表面をチタネート系化合物（チタン系カップリング剤を含む。）で処理することを特徴とする。この理由は、このような表面処理を施すことにより、粒状酸化チタンの表面に疎水性基を容易に導入することができるためである。したがって、このように表面処理された粒状酸化チタンを使用することにより、特に高温高湿条件下での帯電特性が低下することを防止することができる。
ここで、好ましいチタネート系化合物としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタン、ビニルトリメトキシチタン、ナフチルトリメトキシチタン、フェニルトリメトキシチタン、メチルトリメトキシチタン、エチルトリメトキシチタン、プロピルトリメトキシチタン、イソブチルトリメトキシチタン、オクタデシルトリメトキシチタン等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
(1) -2 Surface treatment The surface of granular titanium oxide is treated with a titanate compound (including a titanium coupling agent). This is because a hydrophobic group can be easily introduced onto the surface of the granular titanium oxide by performing such a surface treatment. Therefore, by using the granular titanium oxide surface-treated in this way, it is possible to prevent the charging characteristics from being deteriorated particularly under high temperature and high humidity conditions.
Here, preferred titanate compounds include isopropyl triisostearoyl titanium, vinyl trimethoxy titanium, naphthyltrimethoxy titanium, phenyl trimethoxy titanium, methyl trimethoxy titanium, ethyl trimethoxy titanium, propyl trimethoxy titanium, isobutyl trimethoxy titanium. , Octadecyltrimethoxytitanium or the like alone or in combination of two or more.
（１）−３ 体積固有抵抗
また、粒状酸化チタンの体積固有抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ以上の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる体積固有抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ未満の値となると、針状導電性粒子の体積固有抵抗との関係もあるが、高温高湿条件下での帯電特性が著しく低下する場合があるためである。
ただし、粒状酸化チタンの体積固有抵抗が過度に大きくなると、チャージアップが生じ易くなったり、低温低湿条件下での帯電特性が著しく低下したりする場合があるためである。
したがって、粒状酸化チタンの体積固有抵抗を１×１０4Ω・ｃｍ〜１×１０7Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがより好ましく、５×１０5Ω・ｃｍ〜５×１０6Ω・ｃｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(1) -3 Volume Specific Resistance The volume specific resistance of granular titanium oxide is preferably set to a value of 1 × 10 4 Ω · cm or more.
This is because when the volume resistivity is less than 1 × 10 4 Ω · cm, there is a relationship with the volume resistivity of the acicular conductive particles, but the charging characteristics under high temperature and high humidity conditions are significantly reduced. It is because there is a case to do.
However, if the volume resistivity of the granular titanium oxide is excessively large, charge-up is likely to occur, and the charging characteristics under low temperature and low humidity conditions may be significantly reduced.
Therefore, the volume resistivity of the granular titanium oxide is more preferably set to a value in the range of 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 7 Ω · cm, and 5 × 10 5 Ω · cm to 5 × 10 6 Ω. More preferably, the value is within the range of cm.
（１）−４ 添加量
また、酸化チタンの添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．０１〜７重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる添加量が０．０１重量部未満の値となると、研磨効果を有効に発揮することが困難になって、高温高湿条件下での帯電特性が著しく低下する場合があるためである。一方、かかる添加量が７重量部を超えると、チャージアップが生じ易くなったり、低温低湿条件下での帯電特性が著しく低下したりする場合があるためである。
したがって、酸化チタンの添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．５〜３重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
(1) -4 Addition Amount of addition of titanium oxide is preferably set to a value within a range of 0.01 to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner particles.
The reason for this is that when the added amount is less than 0.01 parts by weight, it becomes difficult to effectively exhibit the polishing effect, and the charging characteristics under high temperature and high humidity conditions may be significantly reduced. It is. On the other hand, when the added amount exceeds 7 parts by weight, charge-up is likely to occur, and charging characteristics under low temperature and low humidity conditions may be significantly reduced.
Therefore, the amount of titanium oxide added is more preferably set to a value in the range of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles, and a value in the range of 0.5 to 3 parts by weight. More preferably.
（２）針状導電性粒子
また、針状導電性粒子、長軸を０．２〜２．０μｍの範囲内の値とし、短軸を０．０１〜０．１μｍの範囲内の値としたもの、例えば、酸化チタンとともに添加することが好ましい。
この理由は、かかる針状導電性粒子を添加することにより、初期帯電量および耐久後の帯電量を安定させるとともに、チャージアップを有効に防止できるためである。
なお、針状電性粒子の体積固有抵抗を１×１０-1〜１×１０4Ω・ｃｍの範囲内の値とすることが好ましく、さらには、針状電性粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．０１〜５重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
(2) Needle-like conductive particles The needle-like conductive particles have a major axis in the range of 0.2 to 2.0 μm and a minor axis in the range of 0.01 to 0.1 μm. It is preferable to add it together with, for example, titanium oxide.
The reason for this is that by adding such needle-like conductive particles, the initial charge amount and the charge amount after durability can be stabilized, and charge-up can be effectively prevented.
The volume specific resistance of the acicular electric particles is preferably set to a value within the range of 1 × 10 −1 to 1 × 10 4 Ω · cm. Furthermore, the addition amount of the acicular electric particles is set to the toner. The value is preferably in the range of 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the particles.
３．平均粒径
また、トナー粒子の平均粒径は特に制限されるものではないが、例えば、５〜１２μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるトナー粒子の平均粒径が５μｍ未満の値となると、トナーの帯電特性や流動特性が悪化する場合があるためであり、一方、かかるトナーの平均粒径が１２μｍを超えると、画像特性が低下する場合があるためである。
したがって、トナー粒子の平均粒径を、６〜１１μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
3. Average particle diameter The average particle diameter of the toner particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 12 μm, for example.
This is because when the average particle size of the toner particles is less than 5 μm, the charging characteristics and flow properties of the toner may be deteriorated. On the other hand, when the average particle size of the toner exceeds 12 μm, This is because image characteristics may deteriorate.
Therefore, the average particle diameter of the toner particles is more preferably set to a value within the range of 6 to 11 μm.
[第２の実施形態]
第２の実施形態は、現像剤担持体を有する現像装置を備えており、当該現像装置により、トナー粒子に対して、所定の凝集シリカ粒子を外添処理して構成した静電潜像現像用トナーを潜像担持体に対して現像する画像形成装置であって、凝集シリカ粒子の全体量に対して、凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が３％以下の値である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置である。
以下、第１の実施形態において既に説明した内容は省略し、第２の実施形態の画像形成装置として、異なる点を説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment includes a developing device having a developer carrier, and for developing an electrostatic latent image formed by externally adding predetermined agglomerated silica particles to toner particles by the developing device. An image forming apparatus for developing a toner on a latent image carrier, wherein a ratio of a particle size of 5 μm or less in a particle size distribution of the aggregated silica particles to a total amount of the aggregated silica particles is 15% or less. And an electrostatic latent image developing toner having a particle size of 50 μm or more and a value of 3% or less.
Hereinafter, the contents already described in the first embodiment will be omitted, and different points will be described as the image forming apparatus of the second embodiment.
１．画像形成装置
（１）構成
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一実施例としてのプリンタ１を示し、かかるプリンタ１は、図中、時計回りに回転する潜像担持体を備えている、したがって、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラム（感光体）９の周囲に、回転方向に沿って、現像器１０と、転写ローラ１９と、クリーニング用の摺察ローラ１１と、クリーニングブレード１３と、帯電ユニット８と、がそれぞれ配設されている。
ここで、現像器１０には、現像剤担持体である現像ローラ３２が配設され、現像ローラ３２の表面と、感光体９の表面とは、所定間隔で離間されている。そして、現像器１０は、トナーコンテナ３１から適宜所定量のトナーが供給可能に構成されている。また、トナーコンテナ３１の上方には、上部扉７が基部７ａを中心として矢印方向に開閉可能に配置され、トナーコンテナ３１を脱着可能に構成されている。
1. Configuration of Image Forming Apparatus (1) FIG. 1 shows a printer 1 as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The printer 1 includes a latent image carrier that rotates clockwise in the drawing. Therefore, around the amorphous silicon (a-Si) photosensitive drum (photosensitive body) 9, along the rotational direction, the developing device 10, the transfer roller 19, the cleaning roller 11 for cleaning, and the cleaning A blade 13 and a charging unit 8 are provided.
Here, the developing device 10 is provided with a developing roller 32 which is a developer carrying member, and the surface of the developing roller 32 and the surface of the photosensitive member 9 are separated from each other at a predetermined interval. The developing device 10 is configured to be able to supply a predetermined amount of toner from the toner container 31 as appropriate. Further, an upper door 7 is disposed above the toner container 31 so as to be openable and closable in the direction of the arrow with the base 7a as a center, and is configured to be detachable from the toner container 31.
また、感光体９の上部には、感光体９の表面に画像のドットを形成する露光装置５が設けられ、露光装置５は図示しないレーザー光源からのレーザー光を反射するポリゴンミラー２と、レーザー光を、反射ミラー４を介して帯電ユニット８および現像ローラ３２の間の感光体表面に画像ドットを結像する光学系３と、を有して構成されている。
また、プリンタ１の下部には、後述する制御回路７１が収納されるコントロール・ボックス５４が設けられ、このコントロール・ボックス５４の上側には、給紙カセット５５が外部から着脱可能に配置され、記録紙積置台５２上に載置された記録紙は搬送ローラ５３及び１５により給紙通路１６および１７を通ってレジストローラ１８及び３０の当接位置まで搬送可能に構成されている。
An exposure device 5 for forming image dots on the surface of the photoconductor 9 is provided above the photoconductor 9. The exposure device 5 includes a polygon mirror 2 that reflects laser light from a laser light source (not shown), a laser, and the like. And an optical system 3 that forms an image dot on the surface of the photoreceptor between the charging unit 8 and the developing roller 32 via the reflection mirror 4.
In addition, a control box 54 in which a control circuit 71 to be described later is accommodated is provided at the lower part of the printer 1. A paper feed cassette 55 is detachably disposed on the upper side of the control box 54 to perform recording. The recording paper placed on the paper stacking table 52 is configured to be transported by the transport rollers 53 and 15 through the paper feed paths 16 and 17 to the contact position of the registration rollers 18 and 30.
また、プリンタ１の右側には、手差トレイ５０が開閉可能に配置され、手差トレイ５０を開いた状態にすると、その手差トレイに載置される記録紙は搬送ローラ５１により給紙通路１７に搬送可能に構成されている。
一方、プリンタ１の左方には、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４によって定着部が構成されており、感光体９と、転写ローラ１９との間を通過した記録紙は、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４による熱と圧力の作用によって、トナーが定着され、定着後の記録紙は搬送ローラ２５、２６により排紙通路２７を通って、排紙ローラ２８、２９によりプリンタ１の上面に設けられた排紙トレイ６に集積されるように構成されている。
また、プリンタ１の上部には各種情報を表示する表示部４７、インストールスイッチ４８及び電源スイッチ４９が設けられている。
A manual feed tray 50 is disposed on the right side of the printer 1 so as to be openable and closable. When the manual feed tray 50 is opened, the recording paper placed on the manual feed tray is fed by a feed roller 51 to a paper feed path. 17 is configured to be transportable.
On the other hand, on the left side of the printer 1, a fixing unit is constituted by a fixing roller 23 and a pressure roller 24, and the recording paper that has passed between the photoreceptor 9 and the transfer roller 19 The toner is fixed by the action of heat and pressure by the pressure roller 24, and the recording paper after fixing passes through the paper discharge passage 27 by the transport rollers 25 and 26 and is provided on the upper surface of the printer 1 by the paper discharge rollers 28 and 29. The paper discharge tray 6 is configured to be stacked.
Further, a display unit 47 for displaying various information, an installation switch 48, and a power switch 49 are provided at the top of the printer 1.
このように構成されたプリンタ１において、電源スイッチ４９をオンし、図示しないコンピュータから印字データが送信されて来ると、この印字データを印刷可能な画像データに変換した後に、図示しないメインモータの駆動が開始される。すなわち、感光体９が時計方向に回転し、同時に帯電ユニットで８感光体９の表面が一様に帯電され、画像データに基づいて、露光装置５が感光体９の表面に静電潜像を形成する。次いで、形成された静電潜像に対して、現像器１０に備えてある現像ローラ３２からトナーが転写付着されることにより、現像が行われてトナー像が形成される。このトナー像は、転写ローラ１９にトナーとは逆極性の電圧（電流）が印加されることにより、感光体９から記録紙に転写され、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４により定着され、搬送ローラローラ２５，２７，排紙ローラ２８，２９により排紙トレイ６に搬送されて集積される。 In the printer 1 configured as described above, when the power switch 49 is turned on and print data is transmitted from a computer (not shown), the print data is converted into printable image data, and then a main motor (not shown) is driven. Is started. That is, the photoconductor 9 rotates clockwise, and at the same time, the surface of the 8 photoconductors 9 is uniformly charged by the charging unit. Based on the image data, the exposure device 5 generates an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor 9. Form. Next, toner is transferred and attached to the formed electrostatic latent image from a developing roller 32 provided in the developing device 10, whereby development is performed to form a toner image. This toner image is transferred to the recording paper from the photosensitive member 9 by applying a voltage (current) having a polarity opposite to that of the toner to the transfer roller 19, and is fixed by the fixing roller 23 and the pressure roller 24, and the conveying roller The rollers 25 and 27 and the paper discharge rollers 28 and 29 are conveyed to the paper discharge tray 6 and accumulated.
２．静電潜像現像用トナー
第２の実施形態で使用する静電潜像現像用トナーは、凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が、凝集シリカ粒子の全体量に対して、１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が、３％以下の値である外添剤を含む静電潜像現像用トナーであれば好適に使用することができるが、詳細には、第１の実施形態で説明したのと同様の内容とすることができる。
2. Toner for electrostatic latent image development The toner for electrostatic latent image development used in the second embodiment has a ratio of the particle size of 5 μm or less in the particle size distribution of the aggregated silica particles to 15% of the total amount of the aggregated silica particles. %, And a toner for developing an electrostatic latent image containing an external additive having a particle size of 50 μm or more and a value of 3% or less can be preferably used. The contents can be the same as those described in the first embodiment.
[実施例１]
１．トナーの作成
（１）トナー粒子の作成
以下の配合割合となるように、スチレン／アクリル樹脂と、電荷制御剤と、磁性粉とをヘンシェルミキサを用いて予備混合した後、二軸押出機により溶融混練し、これを冷却した。次いで、粉砕工程および分級工程を経て、平均粒径８μｍのトナー粒子を得た。
１）スチレン／アクリル樹脂 １００重量部
（Mn:30000,Tg:55℃）
２）電荷制御剤（４級アンモニウム塩） ３重量部
（Tg:60,MI:43g/10min）
３）磁性粉（マグネタイト） ４５重量部
（σｓ:82Am2/kg，σｒ:6Am2/kg，平均粒径：0.2μ）
[Example 1]
1. Preparation of toner (1) Preparation of toner particles Styrene / acrylic resin, charge control agent, and magnetic powder are premixed using a Henschel mixer so as to have the following blending ratio, and then melted by a twin screw extruder. Kneaded and cooled. Subsequently, toner particles having an average particle diameter of 8 μm were obtained through a pulverization step and a classification step.
1) 100 parts by weight of styrene / acrylic resin (Mn: 30000, Tg: 55 ° C)
2) Charge control agent (quaternary ammonium salt) 3 parts by weight (Tg: 60, MI: 43g / 10min)
3) 45 parts by weight of magnetic powder (magnetite) (σ s : 82Am 2 / kg, σ r : 6Am 2 / kg, average particle size: 0.2μ)
（２）外添粒子の添加
得られたトナー粒子１００重量部に対して、図１中、ラインＢで示すように、気流分級機を用いて粒径を調整した疎水性の凝集シリカ粒子（表１中のシリカ１に該当）と、酸化チタン（チタン工業社製、ＥＣ−１００）と、を以下の配合となるように外添して、トナーを作成した。
１）トナー粒子 １００重量部
２）凝集シリカ粒子（シリカ１） １重量部
３）酸化チタン １重量部
(2) Addition of External Additive Particles As shown by line B in FIG. 1, hydrophobic aggregated silica particles whose particle size was adjusted using an air classifier (Table 1) with respect to 100 parts by weight of the obtained toner particles. 1) and titanium oxide (manufactured by Titanium Industry Co., Ltd., EC-100) were externally added so as to have the following composition to prepare a toner.
1) Toner particles 100 parts by weight 2) Aggregated silica particles (silica 1) 1 part by weight 3) Titanium oxide 1 part by weight
２．トナーの評価
得られたトナーを磁性一成分現像剤として構成し、層むらの発生性、白筋および白点の発生性、初期画像特性および耐久性をそれぞれ評価した。
2. Evaluation of Toner The obtained toner was constituted as a magnetic one-component developer, and the occurrence of layer unevenness, the occurrence of white streaks and white spots, initial image characteristics and durability were evaluated.
（１）層むらの発生性
得られたトナーを磁性一成分現像剤として、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラミタ製ページプリンタ(ＦＳ−６０２０)に使用し、層むらの評価を行った。すなわち、層むらが生じやすい高温低湿条件(３５℃、１５％ＲＨ)にて、３０００枚の間欠通紙を行った後、感光体を目視観察し、以下の評価基準に準じて、層むらの発生性を評価した。
なお、層むらの評価に際して、Ａ４サイズの６４ｇ紙を用い、印字率０．４％の標準画像を出力した。
◎：層むらは全く観察されない。
○：顕著な層むらは観察されない。
△：少々の層むらが観察される。
×：顕著な層むらが観察される。
(1) Occurrence of layer unevenness The obtained toner was used as a magnetic one-component developer in a page printer (FS-6020) manufactured by Kyocera Mita equipped with an a-Si photoreceptor, and the layer unevenness was evaluated. That is, after performing 3000 sheets of intermittent paper passing under high temperature and low humidity conditions (35 ° C., 15% RH) where layer unevenness is likely to occur, the photoreceptor is visually observed, and layer unevenness is determined according to the following evaluation criteria. The occurrence was evaluated.
In evaluating the layer unevenness, A4 size 64 g paper was used and a standard image with a printing rate of 0.4% was output.
A: No layer unevenness is observed.
○: No noticeable layer unevenness is observed.
Δ: Slight layer unevenness is observed.
X: Remarkable layer unevenness is observed.
（２）白筋および白点の発生性
層むらの発生性と同様に、間欠通紙を行った後、得られた紙面における画像を目視観察し、以下の評価基準に準じて、白筋および白点の発生性を評価した。
◎：白筋および白点は全く観察されない。
○：顕著な白筋および白点は観察されない。
△：少々の白筋および白点が観察される。
×：顕著な白筋および白点が観察される。
(2) Occurrence of white streaks and white spots Similar to the occurrence of layer unevenness, after performing intermittent paper feeding, the image on the obtained paper surface was visually observed, and white streaks and white spots and white spots were observed according to the following evaluation criteria. The occurrence of white spots was evaluated.
A: White streaks and white spots are not observed at all.
○: Remarkable white streaks and white spots are not observed.
Δ: Some white streaks and white spots are observed.
X: Remarkable white streaks and white spots are observed.
（３）画像特性
得られたトナーを用いて、磁性一成分現像剤を構成し、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ(ＦＳ−３７５０)に適用して、画像特性の評価を行った。すなわち、通常環境(２３±３℃、５０±１０％Ｒｈ)にて、初期時に画像評価パターン（ソリッドパターン）を印字して初期画像とした。次いで、Ａ４紙、１０万枚の連続通紙を行った後、画像評価パターン（ソリッドパターン）を再度印字して、耐久画像とした。そして、得られた初期画像および耐久画像における画像濃度を、マクベス社製のマクベス反射濃度計（型番：ＲＤ９１８）を用いてそれぞれ測定し、以下の基準に準じて評価した。得られた結果を表２に示す。
◎：１．５以上の値である。
○：１．４０〜１．５０未満の値である。
△：１．３０〜１．４０未満の値である。
×：１．３０未満の値である。
(3) Image characteristics Using the obtained toner, a magnetic one-component developer was constructed and applied to a page printer (FS-3750) manufactured by Kyocera equipped with an a-Si photosensitive member, and image characteristics were evaluated. That is, an image evaluation pattern (solid pattern) was printed at the initial stage in a normal environment (23 ± 3 ° C., 50 ± 10% Rh) to obtain an initial image. Subsequently, after continuous passing of 100,000 sheets of A4 paper, an image evaluation pattern (solid pattern) was printed again to obtain a durable image. And the image density in the obtained initial image and durable image was each measured using the Macbeth reflection densitometer (model number: RD918) by a Macbeth company, and it evaluated according to the following references | standards. The obtained results are shown in Table 2.
A: A value of 1.5 or more.
A: A value of 1.40 to less than 1.50.
(Triangle | delta): It is a value less than 1.30-1.40.
X: A value less than 1.30.
[実施例２〜３および比較例１〜３]
表１に示すように、凝集シリカ粒子における粒径５μｍ以下の含有量、粒径５０μｍ以上の含有量、比表面積、およびメジアン径をそれぞれ変えたほかは、実施例１と同様にトナーを作成し、評価した。得られた結果を表２に示す。
[Examples 2-3 and Comparative Examples 1-3]
As shown in Table 1, a toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that the content of the aggregated silica particles with a particle size of 5 μm or less, the content with a particle size of 50 μm or more, the specific surface area, and the median diameter were changed. ,evaluated. The obtained results are shown in Table 2.
[実施例４〜６]
実施例４〜６においては、実施例１で作成したトナーを、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラミタ製ページプリンタ(ＦＳ−６０２０)の現像装置に投入して、高温低湿環境（３３±２℃、１５±５％ＲＨ）下での、現像ローラの感光体に対する線速比の影響を検討した。すなわち、表３に示すように線速比を変化させて、０．４％の印字率のＡ４サイズ（横通紙）の出力を連続して行い、１０００枚おきに現像ローラの表面の状態を観察し、実施例１と同様に層むらの評価を実施した。また、同時に、ベタ画像も出力し、画像への影響も評価した。
また、この評価においては、表面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）を１０．２±１．０μｍ、表面の凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）を１０２±１０μｍとしたアルミニウム製の回動自在な現像スリーブ（図示せず）を有する現像ローラを用いた。
また、現像ローラの表面の表面粗さの測定には、接触式表面粗さ計（（株）小坂研究所製：サーフコーダーＳＥ−３３００）を用いた。かかる表面粗さ計を用いた測定では、１回の測定で、現像ローラの表面における十点平均粗さ（Ｒｚ）と、凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）を同時に測定することができる。さらに、測定条件としては、カットオフ値が０．８ｍｍ、測定長さが２．５ｍｍ、送りスピードが０．１ｍｍ／秒、倍率が５，０００倍であった。
なお、得られた評価結果を表３に示す。
[Examples 4 to 6]
In Examples 4 to 6, the toner prepared in Example 1 was put into a developing device of a page printer (FS-6020) manufactured by Kyocera Mita equipped with an a-Si photosensitive member, and a high temperature and low humidity environment (33 ± 2 ° C., The influence of the linear speed ratio of the developing roller to the photosensitive member under 15 ± 5% RH was examined. That is, as shown in Table 3, by changing the linear speed ratio, A4 size (transverse paper) with a printing rate of 0.4% is continuously output, and the surface condition of the developing roller is changed every 1000 sheets. Observing and evaluating the layer unevenness in the same manner as in Example 1. At the same time, a solid image was output and the influence on the image was evaluated.
Further, in this evaluation, the aluminum 10-point average surface roughness (Rz) is 10.2 ± 1.0 μm, and the average crest (Sm) of the surface irregularities is 102 ± 10 μm. A developing roller having a developing sleeve (not shown) was used.
Further, a contact type surface roughness meter (manufactured by Kosaka Laboratory Ltd .: Surfcoder SE-3300) was used for measuring the surface roughness of the surface of the developing roller. In the measurement using such a surface roughness meter, the ten-point average roughness (Rz) on the surface of the developing roller and the average peak spacing (Sm) of the unevenness can be simultaneously measured in one measurement. Furthermore, the measurement conditions were a cut-off value of 0.8 mm, a measurement length of 2.5 mm, a feed speed of 0.1 mm / second, and a magnification of 5,000 times.
The obtained evaluation results are shown in Table 3.
[実施例７〜９]
実施例７〜９においては、実施例１で作成したトナーをａ−Ｓｉ感光体搭載京セラミタ製ページプリンタ(ＦＳ−６０２０)の現像装置に投入して、高温低湿環境（３３±２℃、１５±５％ＲＨ）下での、現像ローラの表面における１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）の影響を評価した。すなわち、表４に示すように、１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が異なる現像ローラを用いて、０．４％の印字率のＡ４サイズ（横通紙）の出力を連続して行い、１０００枚おきに現像ローラの表面状態を観察して、実施例１と同様に層むらの評価を実施した。また、ベタ画像を出力し、画像への影響も同時評価した。
また、この評価においては、表面の凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）を１０２±１０μｍとしたアルミニウム製の回動自在な現像スリーブ（図示せず）を有する現像ローラを用い、現像ローラの感光体に対する線速比は０．９３とした。
なお、得られた評価結果を表４に示す。
[Examples 7 to 9]
In Examples 7 to 9, the toner prepared in Example 1 was put into a developing device of a page printer (FS-6020) manufactured by Kyocera Mita equipped with an a-Si photosensitive member, and a high temperature and low humidity environment (33 ± 2 ° C., 15 The influence of 10-point average surface roughness (Rz) on the surface of the developing roller under ± 5% RH) was evaluated. That is, as shown in Table 4, using a developing roller having a different 10-point average surface roughness (Rz), an output of A4 size (transverse paper) with a printing rate of 0.4% is continuously performed. The surface condition of the developing roller was observed every other sheet, and the layer unevenness was evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, a solid image was output, and the effect on the image was simultaneously evaluated.
In this evaluation, a developing roller having a rotatable developing sleeve (not shown) made of aluminum with an average crest distance (Sm) of the surface irregularities of 102 ± 10 μm is used, and the developing roller with respect to the photosensitive member is used. The linear speed ratio was 0.93.
The evaluation results obtained are shown in Table 4.
[実施例１０〜１２]
実施例１０〜１２においては、実施例１で作成したトナーをａ−Ｓｉ感光体搭載京セラミタ製ページプリンタ(ＦＳ−６０２０)の現像装置に投入して高温低湿環境（３３±２℃、１５±５％ＲＨ）下での、現像ローラの表面の凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）の影響を評価した。すなわち、表５に示すように、現像ローラの表面の凸凹の平均山間隔（Ｓｍ）が異なる現像ローラを用い、０．４％の印字率のＡ４サイズ（横通紙）の出力を連続して行い、１，０００枚おきに現像ローラの表面状態を観察して、実施例１と同様に層むらの評価を実施した。また、ベタ画像を出力し、画像への影響も評価した。
また、この評価においては、表面の１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）を１０．２±１．０μｍｍとしたアルミニウム製の回動自在な現像スリーブ（図示せず）を有する現像ローラを用い、現像ローラの感光体に対する線速比を０．９３とした。
なお、得られた評価結果を表５に示す。
[Examples 10 to 12]
In Examples 10 to 12, the toner prepared in Example 1 was put into a developing device of a page printer (FS-6020) manufactured by Kyocera Mita equipped with an a-Si photosensitive member, and a high temperature and low humidity environment (33 ± 2 ° C., 15 ±). The influence of the average crest spacing (Sm) of the unevenness of the surface of the developing roller under 5% RH) was evaluated. That is, as shown in Table 5, using a developing roller having different average crest spacing (Sm) of the unevenness on the surface of the developing roller, the output of A4 size (transverse paper) with a printing rate of 0.4% is continuously performed. Then, the surface condition of the developing roller was observed every 1,000 sheets, and the layer unevenness was evaluated in the same manner as in Example 1. In addition, a solid image was output and the influence on the image was also evaluated.
In this evaluation, a developing roller having a rotatable developing sleeve (not shown) made of aluminum having a 10-point average surface roughness (Rz) of 10.2 ± 1.0 μmm was used. The linear speed ratio of the roller to the photoreceptor was 0.93.
The obtained evaluation results are shown in Table 5.
１：プリンタ
２：ポリゴンミラー
３：光学系
４：反射ミラー
５：露光装置
７：上部扉
７ａ：基部
８：帯電ユニット
９：感光体ドラム（感光体）
１０：現像器
１１：クリーニング用の摺察ローラ
１３：クリーニングブレード
１５，５３：搬送ローラ
１６，１７：給紙通路
１８，３０：レジストローラ
１９：転写ローラ
３１：トナーコンテナ
３２：現像ローラ
５４：コントロール・ボックス
５５：給紙カセット
７１：制御回路
1: Printer 2: Polygon mirror 3: Optical system 4: Reflection mirror 5: Exposure device 7: Upper door 7a: Base 8: Charging unit 9: Photosensitive drum (photosensitive material)
10: Developing unit 11: Cleaning roller 13: Cleaning blade 15, 53: Conveying roller 16, 17: Paper feed path 18, 30: Registration roller 19: Transfer roller 31: Toner container 32: Developing roller 54: Control Box 55: paper feed cassette 71: control circuit
Claims (9)
前記凝集シリカ粒子の全体量に対して、前記凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が３％以下の値であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。 An electrostatic latent image developing toner obtained by externally adding predetermined agglomerated silica particles to toner particles,
The ratio of the particle size of 5 μm or less in the particle size distribution of the aggregated silica particles to the total amount of the aggregated silica particles is a value of 15% or less, and the ratio of the particle size of 50 μm or more is a value of 3% or less. A toner for developing an electrostatic latent image.
前記凝集シリカ粒子の全体量に対して、前記凝集シリカ粒子の粒度分布における粒径５μｍ以下の割合が１５％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が３％以下の値である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置。 A developing device having a developer carrying member is provided, and the electrostatic latent image developing toner constituted by externally adding predetermined agglomerated silica particles to the toner particles by the developing device is applied to the latent image carrying member. An image forming apparatus that develops the image,
The ratio of the particle size distribution of 5 μm or less in the particle size distribution of the aggregated silica particles to the total amount of the aggregated silica particles is a value of 15% or less, and the ratio of the particle size of 50 μm or more is a value of 3% or less. An image forming apparatus using a toner for developing an electrostatic latent image.
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