JP2005099726A - Toner for forming image, toner container, two-component developer, image forming method and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真等における画像形成方法に用いられる画像形成用トナー、さらに詳しくは、着色剤として特定成分の黒色酸化鉄化合物を配合した画像形成用トナー、そのトナーが充填されたトナー容器、そのトナーを用いた二成分現像剤、画像形成方法およびプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to an image forming toner used in an image forming method in electrophotography and the like, more specifically, an image forming toner in which a black iron oxide compound as a specific component is blended as a colorant, a toner container filled with the toner, The present invention relates to a two-component developer using the toner, an image forming method, and a process cartridge.
従来、電子写真法としては、各種の方法が開示(特許文献1〜3)されているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を乾式トナーを用いて現像し、紙等にトナー像を転写したのち、加熱、加圧等により定着し、コピーを得るものである。 Conventionally, various methods have been disclosed as electrophotographic methods (Patent Documents 1 to 3). Generally, a photoconductive substance is used to form an electric latent image on a photoreceptor by various means. Then, the latent image is developed using dry toner, and the toner image is transferred to paper or the like, and then fixed by heating, pressing, or the like to obtain a copy.
電気的潜像を現像する方式には、大別して絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方式とカスケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法等のように天然または合成樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散したトナーを用いる乾式現像方式があり、乾式現像方式には一成分現像方式とキャリアを用いる二成分現像方式がある。 Methods for developing electrical latent images are roughly divided into liquid development methods that use a developer in which various pigments and dyes are finely dispersed in an insulating organic liquid, cascade methods, magnetic brush methods, powder cloud methods, etc. Thus, there is a dry development method using a toner in which a colorant such as carbon black is dispersed in a natural or synthetic resin, and there are a one-component development method and a two-component development method using a carrier.
近年ではカーボンブラックに変わる着色剤として、熱伝導性の良い黒色金属化合物微粉末を用いる試みが提案されている。また、近年、環境汚染や健康被害の問題が大きく取りざたされるようになり、トナーにおいても使用原材料の安全性に関する要求が高まっている。
トナーの黒色着色剤として多量に使用されているカーボンブラックには極微量の芳香族炭化水素が含有されており、この中には、3,4−ベンツピレンのような発ガン性を指摘されている物質が含有されていることより、カーボンブラックを用いたトナーについて安全性を問題視する風潮が高まっている。
In recent years, attempts have been made to use black metal compound fine powder having good thermal conductivity as a colorant to replace carbon black. In recent years, the problem of environmental pollution and health damage has become a major issue, and there is an increasing demand for the safety of raw materials used in toners.
Carbon black, which is used in a large amount as a black colorant for toner, contains a very small amount of aromatic hydrocarbon, and in this, carcinogenicity such as 3,4-benzpyrene has been pointed out. Due to the fact that the substance is contained, there is an increasing trend toward safety as a problem for toner using carbon black.
カーボンブラックに代わる低磁性の黒色顔料としては特許文献4にFe2TiO5とFe2O3−FeTiO3固溶体との混合組成を有する多結晶粒子からなる黒色顔料粒子粉末が記載され、特許文献5、6にはMnを含有するヘマタイト構造を有する黒色粒子粉末が記載されている。
前記特許文献4に記載の黒色顔料は、マグネタイトに酸化チタンを被覆するか又はマグネタイトと酸化チタンを混合して非酸化性雰囲気で焼成して得られるFe2TiO5とFe2O3−FeTiO3固溶体との混合組成を有する多結晶粒子からなる黒色顔料粒子粉末に関するものであり、安全、無害な酸化鉄と酸化チタンを主成分とするものであるので、安全性については問題になるものではないが、凝集性の強いマグネタイトを主原料にし、酸化チタンを被覆したマグネタイトを700℃以上の高温度で焼成を行なっているものであるため、ヘマタイトが生成し、色調が赤みを帯び、黒色度が不足したものになり、さらには粒子間同士の焼結あるいは合一化が生じた粒子しか得られず、均一に単分散させるという点で問題があるものであった。また、前記特許文献5、6に記載の黒色顔料は環境汚染物質であるMnを多量に含有するものであるので、安全、無害な顔料とは言い難いものである。
As a low magnetic black pigment replacing carbon black,
The black pigment described in
特許文献7では平均粒径0.1〜0.5μmのFe2TiO5とFe2O3−FeTiO3固溶体との混合物が提案されているが、この黒色顔料はL*値が18〜25であり、カーボンブラックなみの黒色度とは言えず不充分である。また、特許文献8〜10ではFeOを25〜30%含有した磁性酸化鉄が提案されているが、これは磁性トナーには有効であるが、非磁性二成分現像システムには使用できない。また、特許文献11、12では残留磁化6Am2/kg以下のマグネタイトが提案され、また、特許文献13には内部にTi、表面にTiとFeからなる酸化鉄粒子が提案されているが、これらも飽和磁化が80〜85Am2/kgと高く、磁性トナーには有効であるが、非磁性二成分現像システムには使用できない。また、特許文献14では飽和磁化0.5〜10Am2/kg、粒径0.1〜0.4μm、Fe2TiO4で被覆されたルチル型TiO2混合相結晶が提案されており、充分な黒色度が得られているが、近年の省エネルギー化はますます進み、薄肉ローラ、低面圧の定着装置を使用した場合は充分な定着性を得ることが困難であり、そのため充分な黒色度を得ることができない。また、特許文献15では飽和磁化30Am2/Kg以下の金属化合物を含有し、誘電損率50以下のトナーが提案されている。これにより、その実施例記載のように定着速度を180mm/sec程度の中速に設定したときの画像の黒色度が充分であるトナーを得ることができたが、近年ますます高速化がすすみ、定着速度として400〜600mm/secが要求されるが、前記特許文献15記載のトナーでは高速機においては充分な定着性が得られず、そのため充分な黒色度を得ることができない。また、特許文献16では飽和磁化40Am2/kg以下の金属化合物を20質量部以下含有するトナーにより、定着後のa*値が−3.0〜3.0、b*値が−3.0〜3.0のトナーが提案されているが、この範囲では赤み又は青みが強くカーボンブラックなみの黒色性とは言えない。また、特許文献17では黒色ヘマタイト粒子に黒色含水酸化鉄粒子粉末が考案されているが、実質は芯材がマンガンであり安全性に問題が残る。
Patent Document 7 proposes a mixture of Fe 2 TiO 5 and Fe 2 O 3 —FeTiO 3 solid solution having an average particle size of 0.1 to 0.5 μm. This black pigment has an L * value of 18 to 25. Yes, the blackness is not as good as that of carbon black.
一方、マグネタイトは安全、無害な酸化鉄を主成分とする黒色顔料であるが、高い磁性を有するため、粒子同士が再凝集して、均一な分散体が得難いという問題がある。また、マグネタイトは導電性能を有するため、絶縁性乃至は高抵抗を必要とする上記二成分現像方式や非磁性一成分現像方式のトナーの着色剤としては使用できないものである。 On the other hand, magnetite is a black pigment mainly composed of safe and harmless iron oxide, but has a high magnetic property, so that there is a problem that particles are reaggregated and it is difficult to obtain a uniform dispersion. In addition, since magnetite has a conductive property, it cannot be used as a colorant for the toner of the above-described two-component development method or non-magnetic one-component development method that requires insulation or high resistance.
さらに、トナー像を転写紙上に加熱定着する方法としては、大別して接触定着法と非接触定着法があり、前者は加熱ローラ定着、ベルト定着、後者はフラッシュ定着、オーブン(雰囲気)定着が挙げられる。
加熱ローラ定着方式はトナー像と加熱ローラが直接接触するため、極めて熱効率の良い定着方式であり、装置も小型化できるため、広く一般に用いられている。
しかしながら、近年省エネルギー化がますます進み、定着を行わない待機時には熱源を切るような場合がある。このような装置では、熱源を入れたら直ちに熱ローラが加熱され、極短時間で所望の温度に達する必要がある。
そのため、このような装置に用いられる定着装置は熱エネルギー効率を高めるため、トナー像支持面と接触する側の定着ローラの厚みを1.0mm以下とするような試みがなされている(特許文献18、19)。これにより、極短時間で所望の温度まで達することが可能となった。
しかし、定着ローラの厚みを1.0mm以下とすることでローラ自身の機械的強度が弱くなり、ローラ間に大きな荷重を加えるとローラが変形するため大きな荷重が加えられなくなった。
このため、このような定着装置に用いられるトナーは従来のトナーとは比較にならないほどの低温定着化が求められている。
Further, methods for heat-fixing a toner image on transfer paper are roughly classified into a contact fixing method and a non-contact fixing method. The former includes heating roller fixing, belt fixing, the latter includes flash fixing, and oven (atmosphere) fixing. .
The heating roller fixing method is a very heat efficient fixing method because the toner image and the heating roller are in direct contact with each other, and the apparatus can be miniaturized, so that it is widely used.
However, in recent years, energy saving has been further advanced, and there are cases where the heat source is turned off during standby when fixing is not performed. In such an apparatus, the heat roller is heated as soon as the heat source is turned on, and it is necessary to reach a desired temperature in a very short time.
For this reason, in order to increase the thermal energy efficiency of the fixing device used in such an apparatus, an attempt has been made to reduce the thickness of the fixing roller on the side in contact with the toner image support surface to 1.0 mm or less (Patent Document 18). 19). This makes it possible to reach the desired temperature in a very short time.
However, when the thickness of the fixing roller is 1.0 mm or less, the mechanical strength of the roller itself is weakened, and when a large load is applied between the rollers, the roller is deformed, so that a large load cannot be applied.
For this reason, the toner used in such a fixing device is required to be fixed at a low temperature that is not comparable to conventional toners.
この問題を解決する技術として、従来よりいくつかの提案がなされている。
例えば、特許文献20には、ポリエステル樹脂と極性基を有するワックスから成る芯粒子を樹脂被覆し、ポリエステル樹脂とワックスの溶融粘度を規定したロール定着用トナーが記載され、特許文献21〜23には、特定のポリエステル樹脂と離型剤から成り、ポリエステル樹脂の80〜120℃における溶融粘度と、溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用トナーが記載され、特許文献24には、特定のポリエステル樹脂と離型剤から成り、ポリエステル樹脂の80〜120℃における溶融粘度と、溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用カプセルトナーが記載され、特許文献25には、特定のポリエステル樹脂と有機金属化合物、離型剤を含有し、ポリエステル樹脂の120〜150℃における溶融粘度と、溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用トナーが記載され、特許文献26には、110〜130℃で測定された溶融粘度と温度の関係式を規定したスチレン−アクリル樹脂から成るトナーが記載され、特許文献27には、特定の荷電制御剤を含有し、平均粘度勾配を規定したトナーが記載されている。
As a technique for solving this problem, several proposals have conventionally been made.
For example, Patent Document 20 describes a toner for roll fixing in which core particles made of polyester resin and a wax having a polar group are coated with a resin, and the melt viscosity of the polyester resin and the wax is defined. A film fixing toner comprising a specific polyester resin and a release agent, and specifying the melt viscosity of the polyester resin at 80 to 120 ° C., the slope of the graph of the melt viscosity and temperature, and the melt viscosity of the specific release agent is described
また、近年ますます高画質化が進み、トナー粒径は小さくなる傾向にある。トナー粒径が小さい場合、定着ローラ間で加圧しても、トナー粒子に圧が加わり難いため、定着性が悪くなることが知られている。特に面圧を低くした定着装置の場合、この傾向が顕著となる。 In recent years, the image quality has been increasingly improved, and the toner particle size tends to be small. It is known that when the toner particle size is small, it is difficult to apply pressure to the toner particles even if the pressure is applied between the fixing rollers, so that the fixability is deteriorated. This tendency is particularly noticeable in the case of a fixing device having a low surface pressure.
そこで、本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、環境に対し安全、無害であり、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる黒色顔料を使用した画像形成用トナーを提供することをその課題とする。さらに前記画像形成用トナーを充填したトナー容器、そのトナーを用いた二成分現像剤、画像形成方法およびプロセスカートリッジを提供することをその課題とする。さらに本発明は薄肉、低面圧ローラを用いた定着装置に用いても、定着性及び耐熱保存性に優れた画像形成用トナー及び画像形成方法を提供することをその課題とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and is an image forming toner using a black pigment that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering. The issue is to provide It is another object of the present invention to provide a toner container filled with the image forming toner, a two-component developer using the toner, an image forming method, and a process cartridge. It is another object of the present invention to provide an image forming toner and an image forming method excellent in fixability and heat resistant storage stability even when used in a fixing device using a thin-walled, low surface pressure roller.
本発明によれば、以下に示す画像形成用トナー、それを充填したトナー容器、そのトナーを用いた二成分現像剤、画像形成方法およびプロセスカートリッジが提供される。 According to the present invention, the following image forming toner, a toner container filled therewith, a two-component developer using the toner, an image forming method, and a process cartridge are provided.
(1) 少なくともバインダー樹脂と着色剤とを含有する画像形成用トナーであり、前記着色剤が波長分散型蛍光X線法による測定においてTi成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物であり、かつ多試料回転式磁化測定装置にて、測定磁場398Am2/kgで測定した前記トナーの保磁力が2〜15kA/mの範囲にあることを特徴とする画像形成用トナー。
(2) 前記トナーの飽和磁化σsが、0.1〜5.0 Am2/kgであることを特徴とする前記(1)に記載の画像形成用トナー。
(3) 前記トナーの真比重が、1.35〜1.55であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の画像形成用トナー。
(4) 前記トナーの体積固有抵抗が、10.9〜11.4LogΩcmであることを特徴とする前記(1)から(3)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(5) 前記トナーの前記黒色酸化鉄化合物の含有量が、21〜30質量%であることを特徴とする前記(1)から(4)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(6) 前記トナーが、さらに、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸又はその塩からなるジルコニウム化合物を含有することを特徴とする前記(1)から(5)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(7) ISO 12647−2TYPE1相当のアート紙に前記トナーを付着量0.60〜0.85mg/cm2で定着後、ISO 12647−1規定の測定方法に基づきX−Rite938(光源D50の2度視野)により測定した定着後の色座標におけるL*値が10〜28、a*値が−1.0〜1.0、b*値が−1.0〜1.0の範囲にあることを特徴とする前記(1)から(6)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(8) 質量平均粒径D4が3〜10μmであることを特徴とする前記(1)から(7)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(9) 前記黒色酸化鉄化合物の平均一次面積粒径が0.005〜1.5μmであることを特徴とする前記(1)から(8)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(10) JIS K 6760に基づき150℃、荷重2160gで測定したときのMI値(メルトインデックス値)が10〜20(g/min)であることを特徴とする前記(1)から(9)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(11) 前記トナーのガラス転移点が55〜65℃であることを特徴とする前記(1)から(10)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(12) 前記トナーが、ワックスを含有し、ワックス成分として0.5〜7質量%のカルナウバワックス及び/またはライスワックス及び/またはエステルワックスを含有することを特徴とする前記(1)から(11)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(13) THF可溶成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布において、ピークトップ分子量Mpが3300〜5500であることを特徴とする前記(1)から(12)のいずれかに記載の画像形成用トナー。
(14) 前記(1)から(13)のいずれかに記載の画像形成用トナーが充填されたことを特徴とするトナー容器。
(15) 前記(1)から(13)のいずれかに記載の画像形成用トナー及びキャリアを含有してなることを特徴とする二成分現像剤。
(16) 外部より帯電部材に電圧を印加し被帯電体に帯電を行なう帯電工程と、帯電している被帯電体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写工程と、転写後の被帯電体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を加熱定着する定着工程からなる画像形成方法であって、前記トナーが前記(1)から(13)のいずれかに記載の画像形成用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
(17) 前記定着工程が、トナー像を胆持した支持体を、2本のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行なう定着装置であり、トナー像支持面と接触する側の定着ローラの厚みが1.0mm以下、2本のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下であることを特徴とする前記(16)に記載の画像形成方法。
(18) トナー像が転写体上に転写された後の被帯電体表面をクリーニングして被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを前記現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを有することを特徴とする前記(16)または(17)に記載の画像形成方法。
(19) 前記帯電工程が、帯電部材を被帯電体に接触させて外部より帯電部材に電圧を印加し、被帯電体を帯電することを特徴とする前記(16)から(18)のいずれかに記載の画像形成方法。
(20) 前記転写工程において、前記被帯電体と前記転写部材とが当接していることを特徴とする前記(16)から(19)のいずれかに記載の画像形成方法。
(21) 感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段は、現像剤を保持し、前記現像剤は、前記(1)から(13)のいずれかに記載の画像形成用トナーを含有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(1) An image-forming toner containing at least a binder resin and a colorant, wherein the colorant is 10 to 45 masses of Fe component in terms of Ti atom with respect to Fe atom in measurement by wavelength dispersion type fluorescent X-ray method. And a coercive force of the toner measured with a multi-sample rotational magnetization measuring device at a measuring magnetic field of 398 Am 2 / kg is in the range of 2 to 15 kA / m. Image forming toner.
(2) The toner for image formation as described in (1) above, wherein the saturation magnetization σs of the toner is 0.1 to 5.0 Am 2 / kg.
(3) The toner for image formation as described in (1) or (2) above, wherein the true specific gravity of the toner is 1.35 to 1.55.
(4) The image forming toner according to any one of (1) to (3), wherein the toner has a volume specific resistance of 10.9 to 11.4 Log Ωcm.
(5) The toner for image formation as described in any one of (1) to (4) above, wherein the content of the black iron oxide compound in the toner is 21 to 30% by mass.
(6) The image forming toner according to any one of (1) to (5), wherein the toner further contains a zirconium compound composed of zirconium and an aromatic oxycarboxylic acid or a salt thereof.
(7) After fixing the toner on art paper equivalent to ISO 12647-2 TYPE 1 at an adhesion amount of 0.60 to 0.85 mg / cm 2 , X-Rite 938 (2 degrees of light source D50) based on the measurement method specified in ISO 12647-1 L * value in the color coordinates after fixing measured by (field of view) is 10 to 28, a * value is -1.0 to 1.0, and b * value is in the range of -1.0 to 1.0. The image forming toner according to any one of (1) to (6), wherein the toner is for image formation.
(8) The toner for image formation as described in any one of (1) to (7) above, wherein the mass average particle diameter D4 is 3 to 10 μm.
(9) The toner for image formation according to any one of (1) to (8), wherein the black iron oxide compound has an average primary area particle size of 0.005 to 1.5 μm.
(10) The MI value (melt index value) measured at 150 ° C. and a load of 2160 g based on JIS K 6760 is 10 to 20 (g / min), wherein (1) to (9) The image forming toner according to any one of the above.
(11) The image forming toner according to any one of (1) to (10), wherein the toner has a glass transition point of 55 to 65 ° C.
(12) The toner according to (1), wherein the toner contains a wax and contains 0.5 to 7% by mass of carnauba wax and / or rice wax and / or ester wax as a wax component. The toner for image formation as described in any one of 11).
(13) The molecular weight distribution of the THF-soluble component by gel permeation chromatography (GPC) has a peak top molecular weight Mp of 3300 to 5500, The image according to any one of (1) to (12) above Toner for forming.
(14) A toner container filled with the image forming toner according to any one of (1) to (13).
(15) A two-component developer comprising the image forming toner according to any one of (1) to (13) and a carrier.
(16) A charging step of applying a voltage to the charging member from the outside to charge the charged member, a step of forming an electrostatic charge image on the charged charged member, and developing the electrostatic charge image with toner to form a toner A developing step for forming an image, a transferring step for applying a voltage to the transfer member from the outside to transfer the toner image onto the transfer member, a cleaning step for cleaning the surface of the charged member after transfer with a cleaning member, and a toner image An image forming method comprising a fixing step of heat fixing, wherein the toner is the image forming toner according to any one of (1) to (13).
(17) The fixing step is a fixing device that heat-fixes the toner image by passing a support holding the toner image between two rollers, and is on the side in contact with the toner image support surface. The image according to (16), wherein the fixing roller has a thickness of 1.0 mm or less and a surface pressure (roller load / contact area) applied between the two rollers is 1.5 × 10 5 Pa or less. Forming method.
(18) The surface of the member to be charged after the toner image is transferred onto the transfer member is cleaned to collect the toner on the surface of the member to be charged, and the collected toner is supplied to the developing means for use in the developing step. The image forming method as described in (16) or (17) above, comprising a recycling system.
(19) Any one of (16) to (18), wherein the charging step includes charging the charged member by bringing the charging member into contact with the charged member and applying a voltage to the charging member from the outside. The image forming method described in 1.
(20) The image forming method according to any one of (16) to (19), wherein, in the transfer step, the charged body and the transfer member are in contact with each other.
(21) In a process cartridge that integrally supports a photosensitive member and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit and is detachable from an image forming apparatus main body, the developing unit includes a developer. A process cartridge, wherein the developer contains the image forming toner according to any one of (1) to (13).
前記(1)の構成によれば、環境に対し安全、無害であり、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる黒色顔料を使用した画像形成用トナーを提供することができる。また、薄肉、低面圧ローラを用いた定着装置に用いても、定着性及び耐熱保存性に優れた画像形成用トナーを提供することができる。 According to the configuration (1), it is possible to provide an image forming toner using a black pigment that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering. Further, even when used in a fixing device using a thin and low surface pressure roller, it is possible to provide an image forming toner excellent in fixability and heat-resistant storage stability.
前記(2)の構成によれば、トナー飛散が良好となる。これは、例えば当該トナーを二成分現像剤として用いた場合、ごくわずかにトナーが磁化を有することにより、現像スリーブとの保磁力が発生し、飛散を防止できることが可能となるためである。 According to the configuration (2), toner scattering is good. This is because, for example, when the toner is used as a two-component developer, since the toner has a slight magnetization, a coercive force with the developing sleeve is generated and scattering can be prevented.
前記(3)の構成によれば、トナー飛散やかぶりがさらに良好となる。これは、例えば当該トナーを二成分現像剤として用いた場合、比重差が小さくなることによりキャリアとトナーの攪拌性が良好となりトナーの立ち上がり性が改善され、比重の不適当なための画像濃度不足も改善することが可能となるためである。 According to the configuration (3), toner scattering and fogging are further improved. This is because, for example, when the toner is used as a two-component developer, the difference in specific gravity is reduced, so that the stirrability between the carrier and the toner is improved and the start-up property of the toner is improved. It is because it becomes possible to improve.
前記(4)の構成によれば、トナー中の着色剤等の分散状態が良好になり、良好なトナーの帯電安定性が得られ、トナー飛散やかぶりを良好とすることが可能となる。 According to the configuration (4), the dispersion state of the colorant and the like in the toner is good, good charge stability of the toner is obtained, and toner scattering and fogging can be improved.
前記(5)の構成によれば、黒色酸化鉄化合物の含有量を21質量%以上としたため、十分な黒色度を得ることができる。また黒色酸化鉄化合物の含有量を30質量%以下としたため、トナーの比重が大きくなることを防止し、現像能力を高めることができる。 According to the configuration of (5), since the content of the black iron oxide compound is 21% by mass or more, sufficient blackness can be obtained. Further, since the content of the black iron oxide compound is 30% by mass or less, it is possible to prevent the specific gravity of the toner from increasing and to improve the developing ability.
前記(6)の構成によれば、帯電安定性や立ち上がり性が良好なトナーを得ることができる。 According to the configuration (6), it is possible to obtain a toner having good charging stability and rising property.
前記(7)の構成によれば、カーボンブラックなみの良好な黒色度と色あいを得ることができる。この範囲を外れると赤味や黄味を帯びた色調となり、良好な黒色度を得ることができない。 According to the configuration of the above (7), it is possible to obtain a blackness and hue as good as those of carbon black. If it is out of this range, the color tone becomes reddish or yellowish, and good blackness cannot be obtained.
前記(8)の構成によれば、さらに低温定着性と黒色度が向上する。 According to the configuration (8), the low-temperature fixability and the blackness are further improved.
前記(9)の構成によれば、トナー中での優れた分散性を得ることができる。黒色酸化鉄化合物の平均一次面積粒径が0.005μm未満であるとトナーが極端に硬くなり粉砕性が悪化し、1.5μmを超えると熱伝導性に不利となる場合がある。 According to the configuration (9), excellent dispersibility in the toner can be obtained. When the average primary area particle size of the black iron oxide compound is less than 0.005 μm, the toner becomes extremely hard and the grindability is deteriorated, and when it exceeds 1.5 μm, the thermal conductivity may be disadvantageous.
前記(10)の構成によれば、さらに低温定着性が向上し、それにより黒色度が高くなり、その効果は、特に高速機や省エネルギーシステムの低面圧ローラを用いた定着方式において顕著である。 According to the configuration of (10), the low-temperature fixability is further improved, thereby increasing the blackness, and the effect is remarkable particularly in a fixing method using a low-pressure roller of a high-speed machine or an energy saving system. .
前記(11)の構成によれば、さらに低温定着性と保存性を両立できる。 According to the configuration of (11), both low temperature fixability and storage stability can be achieved.
前記(12)の構成によれば、オイルレス機構においてもホットオフセットが発生せず、さらに低温定着性が良好であることにより黒色度が向上する。 According to the configuration of (12), hot offset does not occur even in the oilless mechanism, and the blackness is improved due to good low temperature fixability.
前記(13)の構成によれば、さらに低温定着性には有利である。ピークトップ分子量Mpが3300未満であると、生産工程における粉砕時、トナー同士が融着しやすくなり、5500をこえると低温定着性に充分な効果が得られない。 The configuration (13) is further advantageous for low-temperature fixability. When the peak top molecular weight Mp is less than 3300, the toners are likely to be fused together during pulverization in the production process.
前記(14)の構成によれば、環境に対し安全、無害で、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる黒色顔料を使用した画像形成用トナーを供給する容器を提供することが可能となる。 According to the configuration of (14), it is possible to provide a container for supplying image forming toner using a black pigment that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering. It becomes.
前記(15)の構成によれば、良好なトナーの帯電安定性を持ち、トナー飛散やかぶりのない良好な現像剤を得ることが可能となる。 According to the configuration (15), it is possible to obtain a good developer having good toner charging stability and free from toner scattering and fogging.
前記(16)の構成によれば、環境に対し安全、無害で、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる画像形成方法を得ることが可能となる。 With the configuration (16), it is possible to obtain an image forming method that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering.
前記(17)の構成によれば、トナーは熱伝導性が良好のため極めて短時間で所望の温度まで立ち上げることができ、良好な定着性が得られ、これにより着色度の高い画像形成方法を得ることができる。 According to the configuration of (17), since the toner has good thermal conductivity, the toner can be raised to a desired temperature in a very short time, and good fixability can be obtained. Can be obtained.
前記(18)の構成によれば、トナー中の微小な黒色酸化鉄化合物の硬度によりリサイクルトナーの凝集を防ぐことができ、リサイクル性の良好な画像形成方法を得ることが可能となる。 According to the configuration (18), aggregation of recycled toner can be prevented by the hardness of the minute black iron oxide compound in the toner, and an image forming method with good recyclability can be obtained.
前記(19)の構成によれば、トナー中の微小な黒色酸化鉄化合物の硬度により帯電部材への融着の無い画像形成方法を得ることが可能となる。 According to the configuration of (19), it is possible to obtain an image forming method without fusing to the charging member due to the hardness of the minute black iron oxide compound in the toner.
前記(20)の構成によれば、トナー中の微小な黒色酸化鉄化合物の硬度により転写部材への融着の無い画像形成方法を得ることが可能となる。 According to the configuration (20), it is possible to obtain an image forming method without fusing to the transfer member due to the hardness of the minute black iron oxide compound in the toner.
前記(21)の構成によれば、環境に対し安全、無害で、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる小型化、メンテナンス性良好なプロセスカートリッジを得ることが可能となる。 According to the configuration (21), it is possible to obtain a process cartridge that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can be reduced in size and can maintain toner, and has good maintainability.
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明の画像形成用トナーの好ましい態様は、少なくともバインダー樹脂と着色剤を含有する画像形成用トナーであり、該着色剤が波長分散型蛍光X線法においてチタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物であり、多試料回転式磁化測定装置にて、測定磁場398Am2/kgでの該トナーの保磁力が2〜15kA/mの範囲にあることである。
本発明により、環境に対し安全、無害であり、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる黒色顔料を使用した画像形成用トナーを提供することができる。また、薄肉、低面圧ローラを用いた定着装置に用いても、定着性及び耐熱保存性に優れた画像形成用トナーを提供することができる。とくにトナーの黒色度は十分に高く、マシン実機内でのトナー飛散発生が非常に少ない。本発明の画像形成用トナーは特に二成分現像に用いることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
A preferred embodiment of the image forming toner of the present invention is an image forming toner containing at least a binder resin and a colorant, and the colorant converts the titanium component into Fe atoms in terms of Ti atoms in the wavelength dispersive fluorescent X-ray method. It is a black iron oxide compound containing 10 to 45% by mass with respect to the coercive force of the toner at a measuring magnetic field of 398 Am 2 / kg in a multi-sample rotary magnetization measuring device in the range of 2 to 15 kA / m. It is.
According to the present invention, it is possible to provide an image forming toner using a black pigment that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering. Further, even when used in a fixing device using a thin and low surface pressure roller, it is possible to provide an image forming toner excellent in fixability and heat-resistant storage stability. In particular, the blackness of the toner is sufficiently high, and the occurrence of toner scattering in the actual machine is very small. The image forming toner of the present invention is particularly preferably used for two-component development.
いわゆるトナー飛散は逆帯電トナーや弱帯電トナーの発生により現像スリーブ上でトナーが飛散する現象であるが、このトナーの保磁力が2〜15kA/m、好ましくは5〜10KA/mの範囲にあることにより、キャリアとトナー、及び現像スリーブとトナーの間が保持され、逆帯電トナーや弱帯電トナーが飛散せず、現像部内で再攪拌されるため、トナー飛散やかぶりの発生の無いトナーを得ることができるものである。
トナーの保磁力が2kA/m未満であると、保磁力が低いためトナー飛散が発生する。また、トナーの保磁力が15kA/mを超えると、キャリアとトナー、及び現像スリーブとトナーの間の保磁力が強すぎて現像能力が低下し、画像濃度不足が発生する。磁磁気特性の測定には、理研電子(株)製の磁化測定装置BHU−60を用い、内径7mmφ、高さ10mmのセルに充填したトナーに、磁界を測定磁場398Am2/kgまで掃引した際の履歴曲線から、保磁力を求めた。
The so-called toner scattering is a phenomenon in which toner is scattered on the developing sleeve due to generation of reversely charged toner or weakly charged toner, and the coercive force of this toner is in the range of 2 to 15 kA / m, preferably 5 to 10 KA / m. As a result, the carrier and the toner, and the developing sleeve and the toner are held, and the reversely charged toner and the weakly charged toner do not scatter and are re-stirred in the developing unit, thereby obtaining toner that does not cause toner scattering and fogging. Is something that can be done.
When the coercive force of the toner is less than 2 kA / m, toner scattering occurs because the coercive force is low. On the other hand, when the coercive force of the toner exceeds 15 kA / m, the coercive force between the carrier and the toner and between the developing sleeve and the toner is too strong, the developing ability is lowered, and the image density is insufficient. For the measurement of the magneto-magnetic characteristics, a magnetic measurement device BHU-60 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. was used, and when the magnetic field was swept up to a measurement magnetic field of 398 Am 2 / kg in toner filled in a cell having an inner diameter of 7 mmφ and a height of 10 mm. From the history curve, the coercive force was obtained.
トナーの保磁力を2kA/m以上15kA/m以下とするためには、例えばTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物をトナー中に15〜40質量%の範囲で含有することが良い。さらにトナーの製造方法において混練時の粘度を104〜108poiseの範囲で溶融混練することで着色剤が均一分散し所望のトナーの保磁力を得ることができる。あるいは架橋成分を含有しない低分子量の樹脂と黒色酸化鉄化合物をマスターバッチ処理後、他材料とともに溶融混練し、トナー化することも有効な手段である。 In order to set the coercive force of the toner to 2 kA / m or more and 15 kA / m or less, for example, a black iron oxide compound containing 10 to 45% by mass with respect to Fe atoms in terms of Ti atoms is contained in the toner at 15 to 40% by mass. It is good to contain in the range. Furthermore, in the toner production method, the colorant is uniformly dispersed by melting and kneading the kneading viscosity in the range of 10 4 to 10 8 poise, and a desired coercive force of the toner can be obtained. Alternatively, a low molecular weight resin not containing a crosslinking component and a black iron oxide compound are processed by a master batch, and then melt kneaded with other materials to form a toner.
本発明の該着色剤には、チタンを構成成分として含む黒色酸化鉄化合物が用いられる。
以下、製法も含めて詳しく説明する。
A black iron oxide compound containing titanium as a constituent component is used for the colorant of the present invention.
Hereinafter, it explains in detail also including a manufacturing method.
本発明に係る黒色酸化鉄化合物を構成するチタン化合物の量は、チタン成分をTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%、好ましくは20〜40質量%の範囲内とすることが必要である。
この含量が10質量%未満の場合には、得られる黒色顔料粒子粉末の磁化値が大きくなり、保磁力が上昇し、現像能力が低下するので好ましくない。45質量%を超える場合には低磁性の黒色顔料粒子粉末が得られる点では好ましいが、保磁力が得られないとともに、TiO2の生成量が多くなるためL*値が高くなる不都合がある。L*値は明度をあらわし、好ましくはL*値が10〜28、さらに好ましくは10〜15の範囲である。
なお、Ti原子換算でFe原子に対する比率は、波長分散型蛍光X線分析装置を使用し、得られたメインピークを1モルあたりに換算し、その比率により求めることができる。
波長分散型蛍光X線分析方法としては、例えば理学電機製RIX3000を使用し、分光結晶LiF1、出力50KV、電流50mA、ターゲットRh、測定範囲30mmΦ、の条件にて、試料を32mmΦのアルミリングに加圧成型して測定をおこなう。
The amount of the titanium compound constituting the black iron oxide compound according to the present invention is required to be within the range of 10 to 45 mass%, preferably 20 to 40 mass% of the titanium component with respect to Fe atoms in terms of Ti atoms. It is.
When the content is less than 10% by mass, the magnetization value of the obtained black pigment particle powder is increased, the coercive force is increased, and the developing ability is decreased. When it exceeds 45% by mass, it is preferable in terms of obtaining low-magnetic black pigment particle powder, but there are disadvantages that the coercive force is not obtained and the L * value is increased because the amount of TiO 2 produced is increased. The L * value represents lightness, and the L * value is preferably in the range of 10 to 28, more preferably 10 to 15.
In addition, the ratio with respect to Fe atom in Ti atom conversion can be calculated | required by converting the main peak obtained per 1 mol using a wavelength dispersion type | mold fluorescence X-ray-analysis apparatus, and the ratio.
As a wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis method, for example, RIX3000 manufactured by Rigaku Corporation is used, and a sample is added to an aluminum ring of 32 mmΦ under the conditions of spectroscopic crystal LiF1, output 50 KV, current 50 mA, target Rh, measurement range 30 mmΦ. Measure by pressure molding.
黒色酸化鉄化合物の構造としては、Fe2O3−FeTiO3固溶体を含有する多結晶粒子粉末であることが、黒色であり、かつ低磁性であるという点から特に好ましい。 As the structure of the black iron oxide compound, a polycrystalline particle powder containing a Fe 2 O 3 —FeTiO 3 solid solution is particularly preferable because it is black and has low magnetism.
また、黒色酸化鉄化合物の黒色度を表す指標としては、CIE 1976(L*、a*、b*)均等知覚色空間の明度L*値が、前述のように10〜28、a*およびb*がいずれも−1.0〜1.0の範囲内にあることが好ましい。
また、黒色酸化鉄化合物の飽和磁化値は、50.0Am2/kg以下であることが好ましい。
また、黒色酸化鉄化合物の平均1次面積粒子径を、0.005〜1.5μmの範囲、特には0.005〜0.5μmの範囲内とすることにより、トナー中での優れた分散性を得ることができ、高い黒色度を得ることができる。さらに熱伝導性が良好となるため低温定着性が向上する。さらに0.005μm未満であるとトナーが極端に硬くなり粉砕性が悪化し、1.5μmを超えると熱伝導性に不利となる場合があるので、0.005〜1.5μmの範囲が好ましい。
黒色酸化鉄化合物の平均1次面積粒子径は、例えば黒色酸化鉄化合物をカーボンテープに採取し、Pt-Pdをコーティング後、日立走査型電子顕微鏡H−9000等による電子顕微鏡を使用し、加速電圧10kvにて15000倍に拡大したSEM像を撮影する。この画像を例えばルーゼックス画像解析装置にとりこみ、50個以上の黒色酸化鉄化合物の写真から平均1次面積粒子径を算出できる。
黒色酸化鉄化合物の平均1次面積粒子径を、0.005〜1.5μmの範囲、特に0.005〜0.5μmの範囲を得るための方法を示す。
Further, as an index representing the blackness of the black iron oxide compound, the lightness L * value of the CIE 1976 (L *, a *, b *) uniform perceptual color space is 10 to 28, a * and b as described above. * Is preferably in the range of -1.0 to 1.0.
Further, the saturation magnetization value of the black iron oxide compound is preferably 50.0 Am 2 / kg or less.
Further, when the average primary area particle diameter of the black iron oxide compound is in the range of 0.005 to 1.5 μm, particularly in the range of 0.005 to 0.5 μm, excellent dispersibility in the toner is achieved. And high blackness can be obtained. Furthermore, since the thermal conductivity is improved, the low-temperature fixability is improved. Further, if it is less than 0.005 μm, the toner becomes extremely hard and the grindability is deteriorated, and if it exceeds 1.5 μm, it may be disadvantageous for thermal conductivity, so the range of 0.005 to 1.5 μm is preferable.
The average primary area particle size of the black iron oxide compound is, for example, obtained by collecting the black iron oxide compound on a carbon tape, coating it with Pt-Pd, and using an electron microscope such as a Hitachi scanning electron microscope H-9000. An SEM image magnified 15000 times at 10 kv is taken. This image is taken into, for example, a Luzex image analyzer, and the average primary area particle diameter can be calculated from photographs of 50 or more black iron oxide compounds.
The method for obtaining the average primary area particle diameter of the black iron oxide compound in the range of 0.005 to 1.5 μm, particularly in the range of 0.005 to 0.5 μm is shown.
本発明に係る黒色酸化鉄化合物は、例えば、粒子表面をチタン化合物で被覆したマグネタイト粒子粉末、マグネタイト粒子粉末とチタン化合物との混合粉末又は粒子表面をチタン化合物で被覆したヘマタイト粒子粉末を還元して得られた還元粉末のそれぞれを非酸化性雰囲気下700℃以上の温度で加熱焼成した後、焼成物を粉砕する方法によって得ることができる。
これらの方法の中で、粒子表面をチタン化合物で被覆したマグネタイト粒子粉末を原料として用いる方法は、磁化値が小さい粒子が得られやすく、低磁性の黒色着色剤が得られるという点で特に好ましい方法である。
The black iron oxide compound according to the present invention is obtained by reducing, for example, magnetite particle powder whose particle surface is coated with a titanium compound, mixed powder of magnetite particle powder and titanium compound, or hematite particle powder whose particle surface is coated with a titanium compound. Each of the obtained reduced powders can be obtained by a method in which the fired product is pulverized after being heated and fired at a temperature of 700 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere.
Among these methods, the method using magnetite particle powder whose particle surface is coated with a titanium compound as a raw material is a particularly preferable method in that particles having a small magnetization value are easily obtained and a low-magnetic black colorant is obtained. It is.
ここで、マグネタイト粒子粉末、ヘマタイト粒子粉末としては、粒状、球状、針状等のいかなる形態の粒子でも用いることができ、また大きさは0.003〜1.5μm程度の粒子を使用することができる。
原料粒子のサイズと生成物粒子のサイズには相関があり、小さいサイズの原料粒子を用いると小さいサイズの生成物粒子が、大きいサイズの原料粒子を用いると大きいサイズの生成物粒子が得られる傾向にある。0.003〜1.5μm程度の粒子を使用することにより、平均1次面積粒子径が、0.005〜1.5μmの範囲の黒色酸化鉄化合物を得ることができる。
Here, as the magnetite particle powder and hematite particle powder, particles of any form such as granular, spherical, and needle-like can be used, and particles having a size of about 0.003 to 1.5 μm can be used. it can.
There is a correlation between the size of the raw material particles and the size of the product particles. When small raw material particles are used, small product particles tend to be obtained. When large raw material particles are used, large product particles tend to be obtained. It is in. By using particles of about 0.003 to 1.5 μm, a black iron oxide compound having an average primary area particle size in the range of 0.005 to 1.5 μm can be obtained.
チタン化合物としては、チタンの含水酸化物、水酸化物、酸化物のいずれをも使用することができる。マグネタイト粒子粉末と混合する場合には、水溶性のチタン化合物を用いるのが好ましい。 As the titanium compound, any of hydrated oxide, hydroxide and oxide of titanium can be used. When mixing with magnetite particle powder, it is preferable to use a water-soluble titanium compound.
非酸化性雰囲気としては、N2ガス等を用いることができる。雰囲気が酸化性である場合には、目的とする黒色酸化鉄化合物を得ることができない。 As the non-oxidizing atmosphere, N 2 gas or the like can be used. When the atmosphere is oxidizing, the target black iron oxide compound cannot be obtained.
加熱焼成温度は、700℃以上であることが必要である。700℃未満である場合には、酸化鉄とチタン化合物の固相反応が十分生起せず、目的とする黒色酸化鉄化合物が得られない。
粉砕は通常用いられるボールミル、アトライター、振動ミル等の粉砕機を用いて行うことができる。これにより目的とする平均1次面積粒子径の範囲の黒色酸化鉄化合物を得ることができる。
The heating and firing temperature needs to be 700 ° C. or higher. When the temperature is lower than 700 ° C., the solid phase reaction between iron oxide and titanium compound does not occur sufficiently, and the target black iron oxide compound cannot be obtained.
The pulverization can be performed using a pulverizer such as a commonly used ball mill, attritor, or vibration mill. Thereby, the black iron oxide compound in the range of the target average primary area particle diameter can be obtained.
上記方法において、特に黒色酸化鉄化合物の平均1次体積粒子径を0.1〜0.5μmの範囲を得るためには、加熱焼成前にあらかじめ周知の焼結防止剤で原料粒子を被覆しておくことが有効である。この場合には、加熱焼成時における粒子及び粒子相互間の焼結を防止することが出来、所望の平均1次体積粒子径の黒色酸化鉄化合物を得ることができる。
本発明の目的とする黒色顔料粒子粉末の諸特性を損なわない焼結防止剤としては、Al、Ti、Si、Zr及びPから選ばれた元素の1種又は2種以上からなる化合物を用いることができる。焼結防止剤の量はFe及びTiに対して0.1〜15.0原子%である。十分な焼結防止効果を得る為には0.1原子%以上であることが好ましく、15.0原子%を超える場合には、生成する黒色顔料粒子粉末中にマグネタイトが混在し、低磁性の黒色酸化鉄化合物を得ることが困難となる。
In the above method, in order to obtain the average primary volume particle diameter of the black iron oxide compound in the range of 0.1 to 0.5 μm, the raw material particles are coated with a known sintering inhibitor in advance before heating and firing. It is effective to leave In this case, it is possible to prevent sintering between the particles and the particles during heating and firing, and a black iron oxide compound having a desired average primary volume particle diameter can be obtained.
As a sintering inhibitor that does not impair various properties of the black pigment particle powder that is the object of the present invention, a compound comprising one or more elements selected from Al, Ti, Si, Zr and P is used. Can do. The amount of the sintering inhibitor is 0.1 to 15.0 atomic% with respect to Fe and Ti. In order to obtain a sufficient sintering prevention effect, it is preferably 0.1 atomic% or more, and when it exceeds 15.0 atomic%, magnetite is mixed in the resulting black pigment particle powder, and low magnetic properties are obtained. It becomes difficult to obtain a black iron oxide compound.
更に黒色度を高めるため、黒色染顔料、青色染顔料をメカノミル(岡田精工社製)又はメカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用いて黒色酸化鉄化合物に固定させることが好ましい。
黒色染顔料としては鉄黒、アニリンブラック、グラファイト、フラーレン等が、青色染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等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
In order to further increase the blackness, it is preferable to fix the black dyed pigment and the blue dyed pigment to the black iron oxide compound using Mechanomyl (Okada Seiko Co., Ltd.) or MechanoFusion System (Hosokawa Micron Co., Ltd.).
Iron black, aniline black, graphite, fullerene etc. as black dye / pigment, cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky blue, Indanthrene blue BC and the like are exemplified, but not limited thereto.
また、黒色酸化物化合物の真比重は4.0〜5.0、さらにかさ密度は0.5〜1.2g/cm3の範囲にあることが好ましい。 The true specific gravity of the black oxide compound is preferably 4.0 to 5.0, and the bulk density is preferably in the range of 0.5 to 1.2 g / cm 3 .
本発明においては、トナー飽和磁化σsが0.1〜5.0Am2/kgの範囲にあることが好ましい。この範囲においてさらにトナー飛散が良好となる。
これは、二成分現像剤において、ごくわずかにトナーが磁化を有することにより、現像スリーブとの保磁力が発生し、その飛散を防止できるためである。トナー飽和磁化σsが0.1Am2/kg未満であるとその効果は不充分であり、5.0Am2/kgを超えると磁性が強くなるため現像能力が低下する。
本発明における飽和磁化とは、例えば、多試料回転式磁化測定装置(東英工業株式会社 REM−1−10型)にて、内径7mmφ、高さ10mmのセルに充填したトナーに、測定磁場398Am2/kg、掃引速度1分、温度25℃における飽和磁化をいう。
トナー飽和磁化σsが0.1〜5.0Am2/kgの範囲を得るためには、例えばTi原子換算でFe原子に対して10〜45質量%含有する黒色酸化鉄化合物をトナー中に15〜40質量%の範囲で含有することが良い。さらにトナーの製造方法において混練時の粘度を104〜108poiseの範囲で溶融混練することで着色剤が均一分散し所望のトナー飽和磁化σsを得ることができる。あるいは低分子量の樹脂と黒色酸化鉄化合物をマスターバッチ処理後、他材料とともに溶融混練し、トナー化することも有効な手段である。
In the present invention, the toner saturation magnetization σs is preferably in the range of 0.1 to 5.0 Am 2 / kg. In this range, toner scattering is further improved.
This is because in the two-component developer, since the toner has a slight magnetization, a coercive force with the developing sleeve is generated, and scattering thereof can be prevented. If the toner saturation magnetization σs is less than 0.1 Am 2 / kg, the effect is insufficient. If the toner saturation magnetization σs exceeds 5.0 Am 2 / kg, the magnetism becomes stronger and the developing ability decreases.
The saturation magnetization in the present invention refers to, for example, a measurement magnetic field of 398 Am applied to a toner filled in a cell having an inner diameter of 7 mmφ and a height of 10 mm using a multi-sample rotational magnetization measuring device (Toei Kogyo Co., Ltd. REM-1-10 type). 2 / kg, saturation speed at a sweep rate of 1 minute,
In order to obtain a toner saturation magnetization σs in the range of 0.1 to 5.0 Am 2 / kg, for example, a black iron oxide compound containing 10 to 45% by mass with respect to Fe atoms in terms of Ti atoms is contained in 15 to 15%. It is good to contain in the range of 40 mass%. Furthermore, in the toner production method, the colorant is uniformly dispersed by melting and kneading the kneading viscosity in the range of 10 4 to 10 8 poise, and the desired toner saturation magnetization σs can be obtained. Alternatively, a low-molecular weight resin and a black iron oxide compound are processed by a master batch, and then melt-kneaded with other materials to form a toner.
さらに本発明においては、トナーの真比重が1.35〜1.55であることにより、さらにトナー飛散やかぶりが良好となる。これは二成分現像剤においてはキャリアとの比重差が小さくなることにより、キャリアとトナーの攪拌性が良好となり、トナーの立ち上がり性が改善されるためである。キャリアの真比重がトナーの1.3〜2.5倍の範囲にあることが効果が高く好ましい。
トナーの真比重が1.35未満であると、その効果が十分には得られない。
1.55を超えると、トナー比重が大きすぎるために現像能力が低下し、画像濃度不足が発生する。なお、真比重は、空気比較式比重計(ベックマン製MODEL−930)を用いて測定した。
Further, in the present invention, since the true specific gravity of the toner is 1.35 to 1.55, toner scattering and fogging are further improved. This is because in the two-component developer, the difference in specific gravity with the carrier becomes small, so that the stirring property between the carrier and the toner becomes good and the rising property of the toner is improved. It is preferable that the true specific gravity of the carrier is in the range of 1.3 to 2.5 times that of the toner because the effect is high.
If the true specific gravity of the toner is less than 1.35, the effect cannot be sufficiently obtained.
When it exceeds 1.55, the specific gravity of the toner is too large, so that the developing ability is lowered and the image density is insufficient. In addition, true specific gravity was measured using the air comparison type hydrometer (MODEL-930 by Beckman).
さらに本発明においては、トナーの体積固有抵抗が10.9〜11.4LogΩcmであることにより、トナー中の着色剤等の分散状態が良好であり、良好なトナーの帯電安定性が得られ、トナー飛散やかぶりが良好となる。 Further, in the present invention, since the volume specific resistance of the toner is 10.9 to 11.4 LogΩcm, the dispersion state of the colorant and the like in the toner is good, and good charging stability of the toner can be obtained. Good scattering and fogging.
本発明においては、該黒色酸化鉄化合物の含有量は、十分な黒色度を得る観点から21質量%以上であることが好ましく、トナーの真比重が過度に大きくなり現像能力に不利益を及ぼさないようにするという観点から30質量%であることが好ましい。 In the present invention, the content of the black iron oxide compound is preferably 21% by mass or more from the viewpoint of obtaining sufficient blackness, and the true specific gravity of the toner becomes excessively large, so that the developing ability is not adversely affected. It is preferable that it is 30 mass% from a viewpoint of doing.
本発明の画像形成用トナーにおいては、帯電性を制御するために、帯電制御剤を配合することが可能である。
この場合の帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが挙げられるが、その中でもジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸又はその塩からなるジルコニウム化合物であることにより帯電安定性や立ち上がり性が良好なトナーを得ることができる。
前記芳香族オキシカルボン酸としては公知のものが使用可能であるが、下記の一般式(1)で表される化合物が帯電付与能力の点から好ましい。これは、単にこの帯電制御剤の帯電特性が優れているということではなく、オキシカルボン酸が混練時の熱エネルギーにより本発明の黒色酸化鉄化合物のチタン化合物と水素結合し、これによりトナー中の帯電制御剤の分散性が非常に良好になるためである。また、黒色酸化鉄化合物と帯電制御剤の中心金属であるジルコニウムが良好に分散することによりフィラーの効果が得られトナーの強度が増し、融着や固着などに対し非常に有利となる。
In the image forming toner of the present invention, a charge control agent can be blended in order to control the chargeability.
Examples of the charge control agent in this case include a nigrosine dye, a quaternary ammonium salt, an amino group-containing polymer, a metal-containing azo dye, a salicylic acid complex compound, and a phenol compound. Among them, zirconium and aromatic oxy By using a zirconium compound composed of a carboxylic acid or a salt thereof, a toner having good charging stability and start-up property can be obtained.
As the aromatic oxycarboxylic acid, known compounds can be used, but a compound represented by the following general formula (1) is preferable from the viewpoint of charge imparting ability. This does not simply mean that the charge control agent has excellent charging characteristics, but the oxycarboxylic acid is hydrogen-bonded to the titanium compound of the black iron oxide compound of the present invention by the thermal energy during kneading, and thereby the toner in the toner. This is because the dispersibility of the charge control agent becomes very good. Further, when the black iron oxide compound and zirconium which is the central metal of the charge control agent are well dispersed, the effect of the filler is obtained, and the strength of the toner is increased, which is very advantageous for fusing and fixing.
式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して一価基を示すか、あるいはR1とR2又はR1とR3が結合を有し基本芳香族環と縮合環を形成していても良い。
該一価基としては、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、一価有機基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子などが挙げられる。
一価有機基としては、カルボキシル基、炭素数2〜11の置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルコキシ基、炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基またはアルケニル基、炭素数6〜18の置換もしくは無置換のアリール基などが挙げられる。
炭素数1〜10の置換もしくは無置換のアルキル基としては、特にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などを挙げることができる。アリール基としてはフェニル基などが挙げられる。
これらの基の中で、特に水素原子、塩素原子、水酸基、カルボキシル基、炭素数1〜10の低級アルキル基などを好ましい基の例として挙げることができる。
In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a monovalent group, or R 1 and R 2 or R 1 and R 3 have a bond to form a condensed ring with a basic aromatic ring You may do it.
Examples of the monovalent group include a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, and a monovalent organic group.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom.
Examples of the monovalent organic group include a carboxyl group, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 2 to 11 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted group having 1 to 10 carbon atoms. Examples thereof include an alkyl group or an alkenyl group, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 18 carbon atoms.
Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group.
Among these groups, a hydrogen atom, a chlorine atom, a hydroxyl group, a carboxyl group, a lower alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the like can be given as examples of preferable groups.
さらに具体的には、以下の式(2)〜(9)に示す芳香族オキシカルボン酸を帯電付与の点から特に好ましい原料化合物として挙げることができる。 More specifically, aromatic oxycarboxylic acids represented by the following formulas (2) to (9) can be mentioned as particularly preferable raw material compounds from the viewpoint of imparting charge.
本発明の画像形成用トナーは十分な低温定着性と現像能力を有するため、ISO 12647−2TYPE1相当のアート紙に該トナーを付着量0.60〜0.85mg/cm2で定着後、ISO 12647−1規定の測定方法に基づきX−Rite938(光源D50の2度視野)により測定した定着後の色座標におけるL*値が10〜28、a*値が−1.0〜1.0、b*値が−1.0〜1.0の範囲、好ましくはL*値が10〜20、さらに好ましくはL*値が10〜15、また好ましくはa*値が−0.5〜0.5、b*値が−0.5〜0.5の範囲の画像を得ることができる。これによりカーボンブラックなみの良好な黒色度と色あいを得ることができる。この範囲を外れると赤味や黄味を帯びた色調となり、良好な黒色度を得ることができないなお、L*は全反射光量比を表わし、値が小さいほど黒色に近いことを表わし、a*は赤味を表わし、値が大きいほど赤味が強いことを意味する。b*は黄味を表わし、値が大きいほど黄味が強いことを意味する。L*は明度を表わす。 Since the image forming toner of the present invention has sufficient low-temperature fixability and developing ability, the toner is fixed to art paper equivalent to ISO 12647-2 TYPE 1 at an adhesion amount of 0.60 to 0.85 mg / cm 2 and then ISO 12647. -1 L-value in the color coordinates after fixing measured by X-Rite 938 (2-degree field of view of the light source D50) based on the specified measuring method is 10 to 28, a * value is -1.0 to 1.0, b * Value is in the range of -1.0 to 1.0, preferably L * value is 10 to 20, more preferably L * value is 10 to 15, and preferably a * value is -0.5 to 0.5. , B * value can be obtained in the range of -0.5 to 0.5. As a result, it is possible to obtain a blackness and hue as good as those of carbon black. Outside this range, reddish or yellowish colors are obtained, and good blackness cannot be obtained. Note that L * represents the total reflected light amount ratio, and the smaller the value, the closer to black, a * Represents redness, and a larger value means stronger redness. b * represents yellowishness, and a larger value means stronger yellowishness. L * represents lightness.
なお、ISO 12647−2TYPE1相当のアート紙の色の基準値はL*値が93±3、a*値が0±2、b*値が−3±2、光沢度が65±5(%)である。本発明において使用したアート紙の実測値はL*値が93、a*値が0.3、b*値が0.2、光沢度が65%であった。 In addition, the standard value of the color of art paper equivalent to ISO 12647-2 TYPE1 is L * value of 93 ± 3, a * value of 0 ± 2, b * value of -3 ± 2, and glossiness of 65 ± 5 (%). It is. The measured values of the art paper used in the present invention were L * value of 93, a * value of 0.3, b * value of 0.2, and glossiness of 65%.
このような範囲を得るためにはバインダー樹脂としてポリエステル樹脂を使用することにより低温定着性と光沢性が増し、これにより所望のL*値、a*値、b*値を得やすくなる。ポリエステル樹脂としてはTHF不溶解分を5〜25%程度含有する樹脂を使用することで、混練時のトルクが増し黒色酸化鉄化合物の分散性が良好となり、所望のL*値、a*値、b*値を得やすくなる。また、THF不溶解分を含有しないポリエステル樹脂と黒色酸化鉄化合物を約1:1〜2:1程度の質量比率で混合し、二本ロールなどでプレ混練後、粉砕して、マスターバッチ化し、この粉砕物を再度他の材料と混合し、トナー化するということも有効である。このときのトナーの溶融粘度は、150℃、荷重2160gで測定したときのMI値が10〜20(g/min)であることにより、さらに低温定着性が向上し、それにより黒色度が高くなり、所望のL*値、a*値、b*値を得やすくなる。その効果は、特に高速機や省エネルギーシステムの低面圧定着方式において顕著である。MI値が10未満では低温定着性が充分に得られず、20を超えると耐ホットオフセット性に不利である。 In order to obtain such a range, the use of a polyester resin as a binder resin increases the low-temperature fixability and glossiness, thereby making it easier to obtain desired L * values, a * values, and b * values. As the polyester resin, by using a resin containing about 5 to 25% of THF-insoluble matter, the torque at the time of kneading is increased, the dispersibility of the black iron oxide compound is improved, and the desired L * value, a * value, It becomes easier to obtain a b * value. Further, a polyester resin not containing a THF-insoluble component and a black iron oxide compound are mixed at a mass ratio of about 1: 1 to 2: 1, pre-kneaded with a two-roll or the like, pulverized, and master batched. It is also effective to mix this pulverized product with other materials to form a toner. The melt viscosity of the toner at this time is 10 to 20 (g / min) when measured at 150 ° C. and a load of 2160 g, thereby further improving the low-temperature fixability, thereby increasing the blackness. This makes it easier to obtain desired L * values, a * values, and b * values. The effect is particularly remarkable in the low surface pressure fixing method of high speed machines and energy saving systems. If the MI value is less than 10, low-temperature fixability cannot be obtained sufficiently, and if it exceeds 20, it is disadvantageous for hot offset resistance.
さらにトナーの分子量分布としては、THF可溶成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布においてピークトップ分子量Mpが3300〜5500であることがさらに低温定着性には有利となり所望のL*値、a*値、b*値を得やすくなる。3300未満であると、生産において粉砕時トナー融着しやすくなり、5500をこえると低温定着性に充分な効果が得られない。この範囲のMI値、分子量分布を得るためには樹脂のピークトップ分子量Mpが3300〜7000の範囲にあり、さらにはTHF不溶解分を5〜25%程度含有する樹脂を使用し、他材料と混合し、狙いの分子量やMI値となるように混練することにより得られやすい。低温定着性を向上するために、さらにTHF不溶解分を含有しない樹脂をブレンドすることも有効である。また、トナーのガラス転移点は低温定着性と保存性を両立するためには、55〜65℃であることがよい。 Further, as the molecular weight distribution of the toner, the peak top molecular weight Mp of 3300 to 5500 in the molecular weight distribution of the THF-soluble component by gel permeation chromatography (GPC) is more advantageous for low-temperature fixability, and the desired L * value, It becomes easy to obtain a * value and b * value. If it is less than 3300, toner fusion during pulverization tends to occur during production, and if it exceeds 5500, a sufficient effect on low-temperature fixability cannot be obtained. In order to obtain the MI value and molecular weight distribution in this range, the resin has a peak top molecular weight Mp in the range of 3300 to 7000, and further contains a THF-insoluble content of about 5 to 25%. It is easy to obtain by mixing and kneading to achieve the target molecular weight and MI value. In order to improve the low-temperature fixability, it is also effective to blend a resin not containing a THF-insoluble component. Further, the glass transition point of the toner is preferably 55 to 65 ° C. in order to achieve both low-temperature fixability and storage stability.
ガラス転移温度Tgの測定は、示差熱分析測定装置(DSC測定装置)、DSC−7(パーキンエルマー製)を用い測定し、測定方法はASTM D3418−82に準じて行なった。測定試料は5〜10mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして標準試料、例えば酸化アルミニウムを入れ、測定範囲30〜200℃の間で昇温速度10℃/分で一度昇温、降温させ前履歴をとったあと昇温速度10℃/分で昇温させたときの温度40〜100℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。このときの吸熱ピークが出る前と後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を本発明におけるガラス転移温度Tgとする。 The glass transition temperature Tg was measured using a differential thermal analysis measuring device (DSC measuring device) and DSC-7 (manufactured by Perkin Elmer), and the measuring method was performed according to ASTM D3418-82. The measurement sample is precisely weighed 5 to 10 mg. This is put in an aluminum pan, a standard sample such as aluminum oxide is put as a reference, the temperature is raised once at a rate of temperature rise of 10 ° C / min in the measurement range of 30 to 200 ° C, and the temperature is raised after taking the previous history An endothermic peak of the main peak in the temperature range of 40 to 100 ° C. when the temperature is raised at a rate of 10 ° C./min is obtained. At this time, the point of intersection between the intermediate point line of the baseline before and after the endothermic peak and the differential heat curve is defined as the glass transition temperature Tg in the present invention.
トナーのMI値(メルトインデックス値)測定はJIS−K6760に準じて、TOYOSEIKI FLOW RATE COUNTER TYPE C−5059D(東洋精機製)を用い、荷重2160g、測定温度150℃、試料量5gにて測定した。 The MI value (melt index value) of the toner was measured according to JIS-K6760 using a TOYOSEIKI FLOW RATE COUNTER TYPE C-5059D (manufactured by Toyo Seiki) at a load of 2160 g, a measurement temperature of 150 ° C., and a sample amount of 5 g.
トナーのTHF可溶成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布において、ピークトップ分子量Mp測定は、市販の単分散標準ポリスチレンを標準とし、以下の条件で行なった。
検出器:SHODEX RI−71S
溶剤:テトラヒドロフラン
カラム:KF−G+KF−807Lx3+KF800D
流速:1.0ml/分
試料:0.25%THF溶液
In the molecular weight distribution by the gel permeation chromatography (GPC) of the THF soluble component of the toner, the peak top molecular weight Mp was measured under the following conditions with a commercially available monodisperse standard polystyrene as a standard.
Detector: SHODEX RI-71S
Solvent: Tetrahydrofuran Column: KF-G + KF-807Lx3 + KF800D
Flow rate: 1.0 ml / min Sample: 0.25% THF solution
さらに本発明のトナーの質量平均粒径D4は3〜10μmであることにより、さらに低温定着性と黒色度が向上する。この範囲にあることで、トナーの熱伝導性が充分に得られるためと、トナーと定着紙の凹凸面の接着性が高まるためである。3μm未満であると粉塵を吸入する可能性が高くなり安全性から好ましくない。10μmを超えるとトナーの熱伝導性に不利である。 Further, the toner of the present invention has a mass average particle diameter D4 of 3 to 10 μm, so that the low temperature fixability and blackness are further improved. This is because the thermal conductivity of the toner can be sufficiently obtained by being in this range, and the adhesiveness between the uneven surface of the toner and the fixing paper is enhanced. If it is less than 3 μm, the possibility of inhaling dust increases, which is not preferable from the viewpoint of safety. If it exceeds 10 μm, it is disadvantageous for the thermal conductivity of the toner.
トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの質量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
A method for measuring the particle size distribution of the toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the mass average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.
As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
さらに本トナーはワックスを含有しても良く、ワックス成分として0.5〜7質量%のカルナウバワックス及び/またはライスワックス及び/またはエステルワックスを含有することが耐ホットオフセット性に有効である。 Further, the toner may contain a wax, and it is effective for hot offset resistance to contain 0.5 to 7% by mass of carnauba wax and / or rice wax and / or ester wax as a wax component.
また、本発明の画像形成用トナーを混合して二成分現像剤として使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径30〜1000μm程度の粉末、または、この粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能であるが、帯電能力の点から粒径30〜80μmが好ましい。 In addition, as a carrier used as a two-component developer by mixing the image forming toner of the present invention, a powder having a particle size of about 30 to 1000 μm mainly composed of glass, iron, ferrite, nickel, zircon, silica or the like. Alternatively, the powder can be used by appropriately selecting from those coated with a styrene-acrylic resin, a silicon resin, a polyamide resin, a polyvinylidene fluoride resin, etc. using the powder as a core material. A diameter of 30 to 80 μm is preferable.
本発明の画像形成用トナーは容器に充填され、トナーが充填された容器は画像形成装置とは別途に流通され、ユーザーが画像形成装置に装着して画像形成するのが一般的である。容器として用いられるのは限定的でなく、例えば従来のボトル型あるいはカートリッジあるいは減容可能なフレキシブルカートリッジなどが使用される。 The toner for image formation of the present invention is filled in a container, and the container filled with the toner is distributed separately from the image forming apparatus, and is generally mounted on the image forming apparatus by a user to form an image. The container is not limited to be used. For example, a conventional bottle type or cartridge or a flexible cartridge capable of volume reduction is used.
また本発明における画像形成方法とは、外部より帯電部材に電圧を印加し被帯電体に帯電を行なう帯電工程と、帯電している被帯電体に静電荷像を形成する工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加しトナー画像を転写体上に転写する転写工程と、転写後の被帯電体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程と、トナー画像を加熱定着する定着工程からなる。具体的には、電子写真法によって画像を形成するための装置であれば限定せず、例えば複写機やプリンターなどが包含される。
一例として図1を参照して説明する。
図1は本発明に用いられる画像形成装置の一例である。デジタル複写機である画像形成装置は、周知の電子写真方式を用い、内部にドラム状感光体(1)を備えている。感光体(1)の周囲には矢印Aで示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施する帯電器(2)、露光手段(3)、現像手段(4)、転写手段(5)、クリーニング手段(6)、リサイクル手段(15)、および定着手段(10)が配置されている。
The image forming method in the present invention includes a charging step in which a voltage is applied to the charging member from the outside to charge the charged member, a step of forming an electrostatic charge image on the charged charged member, and an electrostatic charge image. The toner is developed with toner to form a toner image, a transfer step in which a voltage is applied to the transfer member from the outside to transfer the toner image onto the transfer member, and the surface of the charged member after transfer is cleaned with a cleaning member. It consists of a cleaning process and a fixing process for fixing the toner image by heating. Specifically, the apparatus is not limited as long as it is an apparatus for forming an image by electrophotography, and includes, for example, a copying machine and a printer.
An example will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus used in the present invention. An image forming apparatus, which is a digital copying machine, uses a known electrophotographic system and includes a drum-shaped photosensitive member (1) therein. Around the photoreceptor (1), along with the rotation direction indicated by the arrow A, a charger (2) for carrying out an electrophotographic copying process, an exposure means (3), a developing means (4), a transfer means (5), A cleaning means (6), a recycling means (15), and a fixing means (10) are arranged.
露光手段(3)は、複写機上面の原稿載置台(7)に置かれた原稿を読み取り手段(8)によって読み取られた画像信号を基に感光体(1)上に静電潜像を形成する。
感光体(1)上に形成された静電潜像は、現像手段(4)によってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置(9)から給送されてくる転写紙に転写手段(5)によって静電転写される。トナー像が載った転写紙は、定着手段(10)に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体(1)はクリーニング手段(6)によりクリーニングされ、クリーニングにより回収されたトナーはリサイクル手段(15)によりトナーホッパー部へ回収され、補給トナーと混合後、現像剤容器に戻され、次の作像ステップに入る。
The exposure means (3) forms an electrostatic latent image on the photosensitive member (1) based on the image signal read by the reading means (8) on the original placed on the original table (7) on the upper surface of the copying machine. To do.
The electrostatic latent image formed on the photosensitive member (1) is converted into a toner image by the developing means (4), and the toner image is transferred onto the transfer paper fed from the paper feeding device (9). ) Is electrostatically transferred. The transfer paper on which the toner image is placed is conveyed and fixed to the fixing means (10), and then discharged outside the apparatus.
On the other hand, the untransferred portion and the contaminated photoreceptor (1) are cleaned by the cleaning means (6), and the toner recovered by the cleaning is recovered to the toner hopper by the recycling means (15) and mixed with the replenishing toner. Then, the developer container is returned to the next image forming step.
さらに、近年オゾンの発生を低減化するために、前記帯電工程、転写工程、クリーニング工程において接触方式が有効に使用されており、帯電ローラーや帯電ブレード、転写ベルト、クリーニングブレードなどが使用されているが、これらの不具合として、直接感光体に接触または当接するためにトナーが融着するという問題が発生しやすい。とくに、前記帯電工程や転写工程においてこの問題が顕著である。
しかし、本発明のトナーは着色剤として微小な黒色酸化鉄化合物を含有しているため、適度な削れ効果が得られるため、そのような不具合を発生しないため好ましい。
また、リサイクルシステムにおいては、従来リサイクル経路による圧力でトナーが凝集しやすいという不具合が発生しやすかったが、本発明のトナーは微小な金属材料の硬度によりリサイクルトナーの凝集を防ぐことができるため好ましい。
前記帯電ローラーや帯電ブレード、転写ベルト、クリーニングブレードの材質としては導電性ゴムが好ましい。
Further, in order to reduce the generation of ozone in recent years, a contact method is effectively used in the charging process, the transfer process, and the cleaning process, and a charging roller, a charging blade, a transfer belt, a cleaning blade, and the like are used. However, as these inconveniences, the problem that the toner is fused due to direct contact or contact with the photoconductor is likely to occur. In particular, this problem is remarkable in the charging process and the transfer process.
However, since the toner of the present invention contains a fine black iron oxide compound as a colorant, an appropriate shaving effect can be obtained, so that such a problem does not occur.
Further, in the recycling system, the problem that the toner is likely to aggregate due to the pressure of the recycling path in the related art is likely to occur. However, the toner of the present invention is preferable because the aggregation of the recycled toner can be prevented by the hardness of a minute metal material. .
The material of the charging roller, charging blade, transfer belt, and cleaning blade is preferably conductive rubber.
本発明の定着工程は、トナー像を胆持した支持体を、2本のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行なう定着装置であり、トナー像支持面と接触する側の定着ローラの厚みが1.0mm以下、2本のローラ間に加える面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下である定着装置に用いられ、その例を図2に示す。符号(21)は定着ローラ、(22)は加圧ローラをそれぞれ表わしている。定着ローラ(21)はアルミニウム、鉄、ステンレス又は真鍮のような高熱伝導体から構成された金属シリンダー(23)の表面にRTV、シリコンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなオフセット防止層(24)が被覆されている。定着ローラ(21)の内部には、加熱ランプ(25)が配置されている。加圧ローラ(22)の金属シリンダー(26)は定着ローラ(21)と同じ材質が用いられる場合が多く、その表面にはPFA、PTFAなどのオフセット防止層(27)が被覆されている。また、必ずしも必要ではないが、加圧ローラ(22)の内部には加熱ランプ(28)が配置されている。
定着ローラと加圧ローラは図示してはいないが、両端のバネにより圧接され回転する。
この定着ローラ(21)と加圧ローラ(22)の間にトナー像(T)の付着支持体(S)(紙などの転写紙)を通過させ定着を行なう。
The fixing step of the present invention is a fixing device that heats and fixes a toner image by passing a support holding a toner image between two rollers, and fixes the toner image on the side in contact with the toner image support surface. The roller thickness is 1.0 mm or less, and the surface pressure (roller load / contact area) applied between the two rollers is 1.5 × 10 5 Pa or less, and an example is shown in FIG. Reference numeral (21) represents a fixing roller, and (22) represents a pressure roller. The fixing roller (21) has RTV, silicon rubber, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetra on the surface of a metal cylinder (23) made of a high thermal conductor such as aluminum, iron, stainless steel or brass. An anti-offset layer (24) such as fluoroethylene (PTFE) is coated. A heating lamp (25) is arranged inside the fixing roller (21). The metal cylinder (26) of the pressure roller (22) is often made of the same material as the fixing roller (21), and its surface is covered with an offset prevention layer (27) such as PFA or PTFA. Although not necessarily required, a heating lamp (28) is disposed inside the pressure roller (22).
Although the fixing roller and the pressure roller are not shown, they are pressed against and rotated by springs at both ends.
A fixing support (S) (transfer paper such as paper) for toner image (T) is passed between the fixing roller (21) and the pressure roller (22) for fixing.
本発明に用いられる定着装置は、定着ローラの金属シリンダーの厚みを1.0mm以下とすることにより、定着ローラの温度立ち上がり特性を改善したものであり、極めて短時間で所望の温度まで立ち上げることができる。
好ましい金属シリンダーの厚みは、用いる材料の強度、熱伝導率により異なるが0.2〜0.7mmが好ましい。
The fixing device used in the present invention improves the temperature rise characteristic of the fixing roller by setting the thickness of the metal cylinder of the fixing roller to 1.0 mm or less, and can rise to a desired temperature in a very short time. Can do.
The preferred thickness of the metal cylinder varies depending on the strength and thermal conductivity of the material used, but is preferably 0.2 to 0.7 mm.
また、定着ローラと加圧ローラ間に加える荷重(面圧)は1.5×105Pa以下であることが好ましい。面圧はローラ両端に加えられる荷重をローラ接触面積で割った値である。
ローラ接触面積は、定着可能温度まで加熱したローラ間にOHP用紙のような、加熱により表面性の大きく変化するシートを通過させ、途中で停止し数10秒間保持した後排出し、表面性の変化した箇所の面積を求める。
該面圧は高い方がトナー像の定着には有利であるが、前記定着ローラの金属シリンダーの厚みを1.0mm以下とした定着装置では、ローラの歪みを招くため、大荷重は加えられず、その荷重は1.5×105Pa以下であり、好ましくは0.5〜1.0×105Paである。
本発明のトナーは熱伝導性が良好のため、面圧が1.5×105Pa以下、好ましくは0.5〜1.0×105Paであっても良好な定着性が得られ、これにより着色度の高い画像を得ることができる。
Further, the load (surface pressure) applied between the fixing roller and the pressure roller is preferably 1.5 × 10 5 Pa or less. The surface pressure is a value obtained by dividing the load applied to both ends of the roller by the roller contact area.
The roller contact area is determined by passing a sheet whose surface property greatly changes due to heating, such as OHP paper, between the rollers heated to the fixing temperature, stopping on the way, holding it for several tens of seconds, and then discharging it. Find the area of the location.
A higher surface pressure is advantageous for fixing a toner image. However, in a fixing device in which the thickness of the metal cylinder of the fixing roller is 1.0 mm or less, a large load is not applied because the roller is distorted. The load is 1.5 × 10 5 Pa or less, preferably 0.5 to 1.0 × 10 5 Pa.
Since the toner of the present invention has good thermal conductivity, good fixability can be obtained even when the surface pressure is 1.5 × 10 5 Pa or less, preferably 0.5 to 1.0 × 10 5 Pa. Thereby, an image with a high coloring degree can be obtained.
本発明のプロセスカートリッジは、本発明のトナーを使用し、感光体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とする。
図3に本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す。
図において、符号(30)はプロセスカートリッジ全体を示し、(31)は感光体、(32)は帯電手段、(33)は現像手段、(34)はクリーニング手段を示す。
本発明においては、上述の感光体(31)と、帯電手段(32)、現像手段(33)及びクリーニング手段(34)より選ばれる少なくとも一つの手段とをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
The process cartridge of the present invention uses the toner of the present invention, and integrally supports the photosensitive member and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit, and is detachable from the main body of the image forming apparatus. It is characterized by that.
FIG. 3 shows a schematic configuration of an image forming apparatus having the process cartridge of the present invention.
In the figure, reference numeral (30) denotes the entire process cartridge, (31) denotes a photoreceptor, (32) denotes charging means, (33) denotes developing means, and (34) denotes cleaning means.
In the present invention, the above-described photoreceptor (31) and at least one means selected from a charging means (32), a developing means (33) and a cleaning means (34) are integrally coupled as a process cartridge. The process cartridge is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
本発明のプロセスカートリッジを有する画像形成装置は、感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピー)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。 In the image forming apparatus having the process cartridge of the present invention, the photosensitive member is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. In the rotation process, the photosensitive member is uniformly charged with a positive or negative predetermined potential on its peripheral surface by the charging unit, and then receives image exposure light from an image exposing unit such as slit exposure or laser beam scanning exposure. An electrostatic latent image is sequentially formed on the peripheral surface of the body, and the formed electrostatic latent image is then developed with toner by a developing unit, and the developed toner image is transferred between the photosensitive member and the transfer unit from the paper feeding unit. Then, the image is sequentially transferred to the transfer material fed in synchronization with the rotation of the photosensitive member by the transfer means. The transfer material that has received the image transfer is separated from the surface of the photosensitive member, introduced into the image fixing means, and fixed on the image, and printed out as a copy (copy). The surface of the photoconductor after the image transfer is cleaned by removing toner remaining after transfer by a cleaning unit, and after being further neutralized, it is repeatedly used for image formation.
本発明の画像形成用トナーに用いられるバインダー樹脂としては、従来より公知の樹脂が全て使用される。
例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。
以上の樹脂は単独使用も可能であるが二種類以上併用しても良い。また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
As the binder resin used in the image forming toner of the present invention, all conventionally known resins are used.
For example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene -Styrene such as maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Resin (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, polyethylene resin, polypropylene resin, petroleum resin, polyurethane resin, Ketone resin, ethylene Examples include ethyl acrylate copolymer, xylene resin, and polyvinyl butyrate resin.
These resins can be used alone or in combination of two or more. Moreover, the manufacturing method of these resin is not specifically limited, either bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
なお、トナーの低温定着性を有利にするためには、上記樹脂のうちで特にポリエステル樹脂をバインダー樹脂として用いることが好ましい。
ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。
使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、1,4−ビス(ヒドロキシメタ)シクロヘキサン、及びビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。
また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
ポリエステル樹脂のTgは55〜70℃が好ましい。
In order to make the low temperature fixability of the toner advantageous, it is preferable to use a polyester resin as the binder resin among the above resins.
The polyester resin is obtained by condensation polymerization of alcohol and carboxylic acid.
Examples of the alcohol used include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and propylene glycol, etherified bisphenols such as 1,4-bis (hydroxymeta) cyclohexane and bisphenol A, and other divalent alcohols. Mention may be made of monomers and trihydric or higher polyhydric alcohol monomers.
Examples of carboxylic acids include divalent organic acid monomers such as maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and malonic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1 , 2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxy Mention may be made of trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomers such as propane and 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid.
The Tg of the polyester resin is preferably 55 to 70 ° C.
上記トナーには、必要に応じてその他各種の添加剤を添加することも可能である。
添加剤としては、シリカ、酸化アルミニウム類および酸化チタン類を例示することができる。高流動性を付与することを主目的する場合には、疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタンとして平均一次粒径が0.001〜1μm、好ましくは0.005〜0.1μmの範囲ものから適宜選択するのが有利である。特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが好ましく、通常0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜2質量%の割合で使用される。
Various other additives may be added to the toner as necessary.
Examples of the additive include silica, aluminum oxides, and titanium oxides. When the main purpose is to impart high fluidity, the average primary particle diameter is 0.001 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.1 μm as hydrophobized silica or rutile type fine particle titanium oxide. It is advantageous to select appropriately. In particular, organosilane surface-treated silica or titania is preferable, and is usually used in a proportion of 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 2% by mass.
次に本発明の画像形成用トナーの製造方法を説明する。
本発明のトナーの製造方法は、少なくともバインダー樹脂(結着剤樹脂)、主荷電制御剤および着色剤を含む現像剤成分を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、並びに分級する工程とを有する公知のトナーの製造方法が適用できる。
また機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末(副生品)を戻して再利用する製造方法も採用できる。ここで製品となる粒子以外の粉末すなわち副製品とは、溶融混練する工程後の粉砕する工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や、次の分級する工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を、混合工程や溶融混練する工程で、副生品とその他の原料との質量比率は、副生品/その他の原料=1/99〜50/50の質量比率で混合するのが好ましい。
Next, a method for producing the image forming toner of the present invention will be described.
The toner production method of the present invention includes a step of mechanically mixing a developer component including at least a binder resin (binder resin), a main charge control agent, and a colorant, a step of melt-kneading, and a step of pulverizing. In addition, a known toner manufacturing method having a classification step can be applied.
In addition, in the mechanical mixing step and the melt kneading step, a production method in which powder (by-product) other than the particles that are products obtained in the pulverization or classification step is returned and reused can also be employed. Here, the powder other than the particles to be the product, that is, the by-product is a fine particle or coarse particle other than the component that becomes the product having a desired particle size obtained in the pulverization step after the melt-kneading step, or the next classification step. It means fine particles or coarse particles other than the components that are produced as products having a desired particle size. In the mixing step and the step of melt-kneading such a by-product, the mass ratio of the by-product and other raw materials is mixed at a mass ratio of by-product / other raw materials = 1/99 to 50/50. Is preferred.
混合する工程は、少なくともバインダー樹脂、主荷電制御剤および着色剤、好ましくはさらに副製品を含む現像剤成分を機械的に混合するものである。混合方法は、回転羽を有する通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。 The mixing step mechanically mixes at least a binder resin, a main charge control agent and a colorant, preferably a developer component further containing a by-product. The mixing method may be performed under normal conditions using a normal mixer having rotating blades, and is not particularly limited.
以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。
この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、バインダー樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より低温過ぎると切断が激しく、高温過ぎると分散が進まない。
When the above mixing process is completed, the mixture is then charged into a kneader and melt-kneaded. As the melt kneader, a uniaxial or biaxial continuous kneader or a batch kneader using a roll mill can be used.
It is important that this melt-kneading is performed under appropriate conditions that do not cause the molecular chains of the binder resin to be broken. Specifically, the melt kneading temperature should be performed with reference to the softening point of the binder resin. If the temperature is lower than the softening point, cutting is severe, and if the temperature is too high, dispersion does not proceed.
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際、ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中で分級し、もって所定の粒径の現像剤を製造する。
また、上記の方法以外にもスプレードライ法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法などによりトナーを製造しても良い。
When the above melt-kneading process is completed, the kneaded product is then pulverized. In this pulverization step, it is preferable to first coarsely pulverize and then finely pulverize. At this time, a method of pulverizing by colliding with a collision plate in a jet stream or pulverizing with a narrow gap between a rotor and a stator that rotate mechanically is preferably used.
After the pulverization step is completed, the pulverized product is classified in an air stream by centrifugal force or the like, thereby producing a developer having a predetermined particle size.
In addition to the above methods, the toner may be produced by spray drying, suspension polymerization, emulsion aggregation, dissolution suspension, or the like.
また、現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造された現像剤にさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。
外添剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるが、ジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。
使用できる混合設備の例としては、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
In addition, when preparing the developer, in order to improve the fluidity, storage stability, developability, and transferability of the developer, the hydrophobic silica fine particles listed above are further listed in the developer produced as described above. Inorganic fine particles such as powder may be added and mixed.
For mixing external additives, a general powder mixer is used, but it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually. Of course, you may change the rotation speed of a mixer, rolling speed, time, temperature, etc. A strong load may be given first, then a relatively weak load, and vice versa.
Examples of the mixing equipment that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Ladige mixer, a Nauter mixer, a Henschel mixer, and the like.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以降、部は、特に断わらない限り質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these Examples. In the following, parts are based on mass unless otherwise specified.
黒色酸化鉄化合物の製造例
[黒色酸化鉄化合物1〜4の製造例、表1参照]
粒状ヘマタイト粒子粉末とチタン酸化物との混合粉末を窒素雰囲気下にて表1に記載の焼成温度、焼成時間にて焼成し、ボールミルにて粉砕して黒色酸化鉄化合物1〜4を得た。
Production Example of Black Iron Oxide Compound [Production Examples of Black Iron Oxide Compounds 1 to 4, see Table 1]
The mixed powder of granular hematite particle powder and titanium oxide was fired at a firing temperature and firing time shown in Table 1 under a nitrogen atmosphere, and pulverized with a ball mill to obtain black iron oxide compounds 1 to 4.
[黒色酸化鉄化合物5〜12の製造例、表1参照]
粒状ヘマタイト粒子表面をチタン水酸化物で被覆したヘマタイト粒子粉末を還元して得られた還元粉末に、窒素雰囲気下にて表1に記載の焼成温度、焼成時間にて焼成し、ボールミルにて粉砕後、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)にて600℃で青色染顔料無金属フタロシアニンブルーを黒色顔料粒子粒子表面に固定させ黒色酸化鉄化合物5〜12を得た。チタン成分量は波長分散型蛍光X線分析方法として例えば理学電機製RIX3000を使用し、分光結晶LiF1、出力50KV、電流50mA、ターゲットRh、測定範囲30mmΦ、の条件にて、試料を32mmΦのアルミリングに加圧成型して測定をおこなった。
なお表中、チタン成分量とは、Ti成分をTi原子換算でFe原子に対して示した値である。
[Production examples of black
The reduced powder obtained by reducing the hematite particle powder with the surface of the granular hematite particles coated with titanium hydroxide was fired in a nitrogen atmosphere at the firing temperature and firing time shown in Table 1, and pulverized with a ball mill. Thereafter, a black dyed pigment-free metal phthalocyanine blue was fixed to the surface of the black pigment particle particles at 600 ° C. with a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain black iron oxide compounds 5-12. The amount of titanium component is a wavelength dispersive X-ray fluorescence analysis method. For example, RIX3000 manufactured by Rigaku Corporation is used, and the sample is an aluminum ring of 32 mmΦ under the conditions of spectroscopic crystal LiF1, output 50 KV, current 50 mA, target Rh, measurement range 30 mmΦ. Measurement was performed by pressure molding.
In the table, the amount of titanium component is a value indicating the Ti component with respect to Fe atoms in terms of Ti atoms.
[実施例1]
トナー処方を以下に示す。
スチレン−nブチルアクリレート共重合体(THF不溶解分30%、Tg72℃) 58質量部
黒色酸化鉄化合物1 35質量部
カルナウバワックス 5質量部
荷電制御剤(クロム系アゾ染料:保土谷化学製TRH-1) 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度160℃で10分混練し、粉砕、分級し、10.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)0.5部を混合し実施例1のトナーを得た。
[Example 1]
The toner formulation is shown below.
Styrene-n-butyl acrylate copolymer (THF insoluble content 30%, Tg 72 ° C.) 58 parts by mass Black iron oxide compound 1 35 parts by
評価方法は下記の方法による。 The evaluation method is as follows.
磁気特性
多試料回転式磁化測定装置(東英工業株式会社 REM−1−10型)にて、内径7mmφ、高さ10mmのセルに充填したトナーに、測定磁場398Am2/kg、掃引速度1分、温度25℃で掃引した際の履歴曲線から、飽和磁化、保磁力をそれぞれ求めた。
Magnetic properties Using a multi-sample rotational magnetization measurement device (Toei Kogyo Co., Ltd. REM-1-10 type), a toner filled in a cell having an inner diameter of 7 mmφ and a height of 10 mm is measured with a magnetic field of 398 Am 2 / kg and a sweep speed of 1 minute The saturation magnetization and the coercive force were determined from the hysteresis curve when swept at a temperature of 25 ° C.
かぶり評価
かぶりは以下の基準で総合的に判断した。
◎:非常に良好。かぶりなし。
○:良好。わずかにかぶり発生
△:可能。かぶり発生しているが現実的には問題なし。
×:悪い。かぶりひどい。
Fog evaluation Fog was judged comprehensively according to the following criteria.
A: Very good. No fogging.
○: Good. Slight fogging △: Possible. Although fogging has occurred, there is practically no problem.
X: Bad. It is terrible.
トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの質量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
A method for measuring the particle size distribution of the toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the mass average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
ガラス転移温度Tgの測定は、示差熱分析測定装置(DSC測定装置)、DSC−7(パーキンエルマー製)を用い測定し、測定方法はASTM D3418−82に準じて行なった。測定試料は5〜10mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして標準試料、例えば酸化アルミニウムを入れ、測定範囲30〜200℃の間で昇温速度10℃/分で一度昇温、降温させ前履歴をとったあと昇温速度10℃/分で昇温させたときの温度40〜100℃の範囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。このときの吸熱ピークが出る前と後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を本発明におけるガラス転移温度Tgとする。 The glass transition temperature Tg was measured using a differential thermal analysis measuring device (DSC measuring device) and DSC-7 (manufactured by Perkin Elmer), and the measuring method was performed according to ASTM D3418-82. The measurement sample is precisely weighed 5 to 10 mg. This is put in an aluminum pan, a standard sample such as aluminum oxide is put as a reference, the temperature is raised once at a rate of temperature rise of 10 ° C / min in the measurement range of 30 to 200 ° C, and the temperature is raised after taking the previous history An endothermic peak of the main peak in the temperature range of 40 to 100 ° C. when the temperature is raised at a rate of 10 ° C./min is obtained. At this time, the point of intersection between the intermediate point line of the baseline before and after the endothermic peak and the differential heat curve is defined as the glass transition temperature Tg in the present invention.
トナーのMI値(メルトインデックス値)測定はJIS−K6760に準じて、TOYOSEIKI FLOW RATE COUNTER TYPE C−5059D(東洋精機製)を用い、荷重2160g、測定温度150℃、試料量5gにて測定した。 The MI value (melt index value) of the toner was measured according to JIS-K6760 using a TOYOSEIKI FLOW RATE COUNTER TYPE C-5059D (manufactured by Toyo Seiki) at a load of 2160 g, a measurement temperature of 150 ° C., and a sample amount of 5 g.
トナーのTHF可溶成分のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による分子量分布において、ピークトップ分子量Mp測定は、市販の単分散標準ポリスチレンを標準とし、以下の条件で行なった。
検出器:SHODEX RI−71S
溶剤:テトラヒドロフラン
カラム:KF−G+KF−807Lx3+KF800D
流速:1.0ml/分
試料:0.25%THF溶液
In the molecular weight distribution by the gel permeation chromatography (GPC) of the THF soluble component of the toner, the peak top molecular weight Mp was measured under the following conditions with a commercially available monodisperse standard polystyrene as a standard.
Detector: SHODEX RI-71S
Solvent: Tetrahydrofuran Column: KF-G + KF-807Lx3 + KF800D
Flow rate: 1.0 ml / min Sample: 0.25% THF solution
(1)定着性の評価方法
図2に示される構成の定着器(面圧:0.7×105Pa)をimagio MF6550改造機((株)リコー製)に装着し、ヒーター温度を振ってコピーを行ない定着画像を得る。
定着後の画像にメンデイングテープ(3M社製)を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出する。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す定着率が80%以下となるときの温度を定着温度とする。(画像濃度=テープ付着前)
定着率(%)=テープ引き剥がし後の画像濃度/画像濃度×100
なお、imagio MF6550改造機((株)リコー製)は転写ベルト、帯電ローラー、リサイクルシステムを搭載している。またホットオフセット温度も調べた。
(1) Fixing evaluation method A fixing device (surface pressure: 0.7 × 10 5 Pa) having the configuration shown in FIG. 2 is mounted on an imagio MF6550 remodeling machine (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and the heater temperature is varied. Copy to obtain a fixed image.
A fixing tape (manufactured by 3M) is applied to the fixed image, and after applying a certain pressure, it is slowly peeled off. The image density before and after that is measured with a Macbeth densitometer, and the fixing rate is calculated by the following equation. The temperature of the fixing roller is lowered step by step, and the temperature at which the fixing rate represented by the following formula becomes 80% or less is defined as the fixing temperature. (Image density = before tape attachment)
Fixing rate (%) = image density after tape peeling / image density × 100
The imagio MF6550 modified machine (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) is equipped with a transfer belt, a charging roller, and a recycling system. The hot offset temperature was also examined.
(2)画像濃度の評価方法
図2に示される構成の定着器(面圧:0.7×105Pa)をimagio MF6550((株)リコー製)に装着し、100,000枚のコピー後の黒部画像をマクベス濃度計にて測定した。画像濃度が大きいほうが着色力は大きい。また、色調も調べた。
(2) Image Density Evaluation Method A fixing device (surface pressure: 0.7 × 10 5 Pa) having the configuration shown in FIG. 2 is mounted on an imagio MF6550 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and after 100,000 copies are made. The black part image was measured with a Macbeth densitometer. The higher the image density, the greater the coloring power. The color tone was also examined.
(3)トナー飛散の評価方法
図2に示される構成の定着器(面圧:0.7×105Pa)をimagio MF6550((株)リコー製)に装着し、100,000枚のコピーを行ない、マシン前扉内側に添付した白紙の汚れをマクベス濃度計にて測定する。
白紙のマクベス濃度は0.07であり、この値が高いほどトナー飛散が悪い。
(3) Evaluation Method of Toner Scattering A fixing device (surface pressure: 0.7 × 10 5 Pa) having the configuration shown in FIG. 2 is mounted on an imagio MF6550 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and 100,000 copies are made. Measure the dirt on the blank paper attached to the inside of the front door with a Macbeth densitometer.
The Macbeth density of white paper is 0.07, and the higher this value, the worse the toner scattering.
(4)平均1次面積粒子径の測定方法
日立透過型電子顕微鏡H−9000による電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示した。
(4) Measuring method of average primary area particle size The average value of the values measured from an electron micrograph with a Hitachi transmission electron microscope H-9000 was shown.
[実施例2]
スチレン−メタアクリレート共重合体(THF不溶解分0%、Tg75℃) 76質量部
黒色酸化鉄化合物2 18質量部
カルナウバワックス 4質量部
荷電制御剤(サリチル酸亜鉛:オリエント化学工業社製E−84) 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度150℃で10分混練し、粉砕、分級し、2.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(HDK-1303VP:クライアントジャパン製)1.5部を混合し実施例2のトナーを得た。
[Example 2]
Styrene-methacrylate copolymer (THF insoluble content 0%, Tg75 ° C.) 76 parts by weight Black iron oxide compound 2 18 parts by
[実施例3]
スチレン−メタアクリレート共重合体(THF不溶解分0%、Tg75℃) 76質量部
黒色酸化鉄化合物2 18質量部
カルナウバワックス 4質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度150℃で10分混練し、粉砕、分級し、2.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)1.5部を混合し実施例3のトナーを得た。
[Example 3]
Styrene-methacrylate copolymer (THF insoluble content 0%, Tg 75 ° C.) 76 parts by weight Black iron oxide compound 2 18 parts by
[実施例4]
ポリエステル樹脂(THF不溶解分0%、Tg55℃) 71質量部
黒色酸化鉄化合物3 21質量部
カルナウバワックス 6質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度150℃で10分混練し、粉砕、分級し、7.2μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)1.5部を混合し実施例4のトナーを得た。
[Example 4]
Polyester resin (THF insoluble content 0%, Tg 55 ° C.) 71 parts by weight Black iron oxide compound 3 21 parts by weight Carnauba wax 6 parts by weight Charge control agent (zirconium salicylate: TN-105 by Hodogaya Chemical Co., Ltd. 2 parts by weight or more) The mixture was kneaded for 10 minutes at a kneading temperature of 150 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified to a mass average particle diameter of 7.2 μm, and then silica fine powder (R-972: Client Japan) using a Henschel mixer. The toner of Example 4 was obtained by mixing 1.5 parts.
[実施例5]
黒色酸化鉄化合物4 30質量部
ポリエステル樹脂(THF不溶解分20%、Tg70℃) 35質量部
ポリエステル樹脂(THF不溶解分00%、Tg65℃) 30質量部
カルナウバワックス 3質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度130℃で10分混練し、粉砕、分級し、6.8μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(HDK-1303VP:クライアントジャパン製、)0.5部と酸化チタン(SMT-600BI:テイカ)0.1部を混合し実施例5のトナーを得た。
[Example 5]
Black
[実施例6]
ポリエステル樹脂(Tg;60℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物5、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチBを予め作製した。
マスターバッチB 50質量部
スチレン-Nブチルアクリレート(THF不溶解分25%、Tg50℃) 10質量部
ポリエステル樹脂(THF不溶解分10%、Tg;55℃ ) 30質量部
ライスワックス 7質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 3質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度150℃で10分混練し、粉砕、分級し、5.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)0.7部と酸化チタン0.3部を混合し実施例6のトナーを得た。
[Example 6]
Using polyester resin (Tg; 60 ° C., THF insoluble content 0%), black
Masterbatch B 50 parts by mass Styrene-N-butyl acrylate (THF
[実施例7]
ポリエステル樹脂(Tg;60℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物6、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチCを予め作製した。
ポリエステル樹脂(THF不溶解分25%、Tg65℃) 36質量部
スチレン−メタクリル酸共重合体 (THF不溶解分0%、Tg62℃) 5質量部
マスターバッチC 52質量部
エステルワックス 6質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 1質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度130℃で15分混練、粉砕、分級し、3.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)0.7部と酸化チタン0.3部を混合し実施例7のトナーを得た。
[Example 7]
Using polyester resin (Tg; 60 ° C., THF insoluble content 0%), black iron oxide compound 6, polyester resin, and pure water were mixed at a mass ratio of 1: 1: 0.5, and 2 It knead | mixed with this roll. Kneading was carried out at 70 ° C., and then the roll temperature was raised to 120 ° C. to evaporate water and prepare a master batch C in advance.
Polyester resin (THF
[実施例8]
ポリエステル樹脂(Tg;60℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物7、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチDを予め作製した。
ポリエステル樹脂(THF不溶解分40%、Tg;60℃) 32質量部
マスターバッチD 58質量部
カルナウバワックス 6質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 4質量部
以上の処方にて2軸エクストルーダーを用いて130℃で30分混練し、粉砕、分級し、4.2μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製)1.8部と酸化チタン(チタン工業SW-100)0.5部を混合し、実施例8のトナーを得た。
[Example 8]
Using polyester resin (Tg; 60 ° C., THF insoluble content 0%), black iron oxide compound 7, polyester resin, and pure water were mixed at a mass ratio of 1: 1: 0.5, and 2 It knead | mixed with this roll. Kneading was performed at 70 ° C., and then the roll temperature was raised to 120 ° C. to evaporate water and prepare a master batch D in advance.
Polyester resin (THF insoluble matter 40%, Tg; 60 ° C.) 32 parts by mass Masterbatch D 58 parts by mass Carnauba wax 6 parts by mass Charge control agent (zirconium salicylate: TN-105 manufactured by Hodogaya Chemical) 4 parts by mass The mixture was kneaded at 130 ° C. for 30 minutes using a biaxial extruder, pulverized and classified to give a mass average particle diameter of 4.2 μm. Thereafter, 1.8 parts of silica fine powder (R-972: manufactured by Client Japan) and 0.5 parts of titanium oxide (Titanium Industry SW-100) were mixed using a Henschel mixer to obtain a toner of Example 8.
[実施例9]
ポリエステル樹脂A(Tg;65℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物8、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチEを予め作製した。
スチレン−nブチルアクリレート共重合体(Tg58℃、THF不溶解分10%) 10質量部
ポリエステル樹脂A 28質量部
マスターバッチE 60質量部
カルナウバワックス 5質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 2質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度160℃で10分混練し、粉砕、分級し、4.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(HDK-1301VP:クライアントジャパン製)3.0部を混合しトナーを得た。
[Example 9]
Using polyester resin A (Tg; 65 ° C., THF insoluble content 0%), black
Styrene-nbutyl acrylate copolymer (Tg 58 ° C., THF
[実施例10]
ポリエステル樹脂B(Tg;5 5℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物9、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチFを予め作製した。
ポリエステル樹脂(Tg58℃、THF不溶解分30%) 30質量部
ポリエステル樹脂B 10質量部
マスターバッチF 50質量部
カルナウバワックス 7質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 3質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度160℃で10分混練し、粉砕、分級し、6.0μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(HDK-1301VP:クライアントジャパン製)2.0部を混合しトナーを得た。
[Example 10]
Using polyester resin B (Tg; 55 ° C., THF insoluble content 0%), black iron oxide compound 9, polyester resin and pure water were mixed at a mass ratio of 1: 1: 0.5. It knead | mixed with two rolls. Kneading was performed at 70 ° C., and then the roll temperature was raised to 120 ° C. to evaporate water and prepare a master batch F in advance.
Polyester resin (Tg 58 ° C., THF insoluble content 30%) 30 parts by weight
[比較例1]
ポリエステル樹脂B(Tg;5 5℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物10、ポリエステル樹脂、純水を質量比で1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチGを予め作製した。
ポリエステル樹脂(Tg58℃、THF不溶解分30%) 30質量部
ポリエステル樹脂B 10質量部
マスターバッチG 50質量部
カルナウバワックス 7質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 3質量部
以上の処方で2軸エクストルーダーを用いて混練温度160℃で10分混練し、粉砕、分級し、6.0μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(HDK-1301VP:クライアントジャパン製)2.0部を混合しトナーを得た。
[Comparative Example 1]
Using polyester resin B (Tg; 55 ° C., THF insoluble content 0%), black
Polyester resin (Tg 58 ° C., THF insoluble content 30%) 30 parts by weight
[比較例2]
ポリエステル樹脂B(Tg;5 5℃、THF不溶解分0%)を使用して、黒色酸化鉄化合物11、ポリエステル樹脂、純水を1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチGを予め作製した。
スチレン−n−BMA共重合体(THF不溶解分20%、Tg69℃) 10質量部
ポリエステル樹脂B 30質量部
マスターバッチG 50質量部
カルナウバワックス 7質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 3質量部
以上の処方にて2軸エクストルーダーを用いて150℃、10分の混練条件で混練し、粉砕、分級し、6.5μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製
)0.5部と酸化チタン0.2部を混合し、比較例2のトナーを得た。
[Comparative Example 2]
Using polyester resin B (Tg; 55 ° C., THF insoluble content 0%), black iron oxide compound 11, polyester resin, and pure water were mixed at a ratio of 1: 1: 0.5, It knead | mixed with the roll. Kneading was performed at 70 ° C., and then the roll temperature was raised to 120 ° C. to evaporate water and prepare a master batch G in advance.
Styrene-n-BMA copolymer (THF insoluble content 20%, Tg 69 ° C.) 10 parts by mass Polyester resin B 30 parts by mass Masterbatch G 50 parts by mass Carnauba wax 7 parts by mass Charge control agent (zirconium salicylate: Hodogaya Chemical) TN-105 manufactured) 3 parts by mass The above formulation was kneaded under a kneading condition at 150 ° C. for 10 minutes using a biaxial extruder, pulverized and classified to give a mass average particle diameter of 6.5 μm. Thereafter, 0.5 part of silica fine powder (R-972: manufactured by Client Japan) and 0.2 part of titanium oxide were mixed using a Henschel mixer to obtain a toner of Comparative Example 2.
[比較例3]
ポリエステル樹脂(THF不溶解分20%、Tg59℃) 50質量部
ポリエステル樹脂(THF不溶解分0%、Tg59℃) 20質量部
黒色酸化鉄化合物12 20質量部
カルナウバワックス 7質量部
荷電制御剤(サリチル酸ジルコニウム:保土谷化学製TN-105) 3質量部
以上の処方にて2軸エクストルーダーを用いて150℃、10分の混練条件で混練し、粉砕、分級し、6.0μmの質量平均粒径とした。その後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末(R−972:クライアントジャパン製
)0.5部と酸化チタン1.2部を混合し、比較例3のトナーを得た。
[Comparative Example 3]
Polyester resin (THF insoluble matter 20%, Tg59 ° C) 50 parts by weight Polyester resin (THF insoluble matter 0%, Tg59 ° C) 20 parts by weight Black iron oxide compound 12 20 parts by weight Carnauba wax 7 parts by weight Charge control agent ( Zirconium salicylate: TN-105 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd. 3 parts by mass The above formulation was kneaded under a kneading condition at 150 ° C. for 10 minutes using a biaxial extruder, pulverized and classified, and a mass average particle of 6.0 μm The diameter. Thereafter, using a Henschel mixer, 0.5 part of silica fine powder (R-972: manufactured by Client Japan) and 1.2 parts of titanium oxide were mixed to obtain a toner of Comparative Example 3.
上記実施例1〜10の処方のトナーと平均粒径50μのフェライト粒子にシリコーン樹脂コートしたキャリアで4.0%トナー濃度で混合し、実施例1〜10に係る現像剤を作成した。同様にして比較例1〜3に係る現像剤を作成した。
評価結果を表2および表3に示す。
Developers according to Examples 1 to 10 were prepared by mixing the toners according to the above Examples 1 to 10 and ferrite particles having an average particle diameter of 50 μm with a silicone resin-coated carrier at a concentration of 4.0% toner. Similarly, developers according to Comparative Examples 1 to 3 were prepared.
The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3.
以上のように、本発明のトナーはトナー着色力、トナー飛散、かぶり、画像濃度等に優れる。 As described above, the toner of the present invention is excellent in toner coloring power, toner scattering, fogging, image density, and the like.
本発明によれば、環境に対し安全、無害であり、かつ、帯電性能が良好で、トナー飛散を抑制できる黒色顔料を使用した画像形成用トナー、前記画像形成用トナーを充填したトナー容器、そのトナーを用いた二成分現像剤、画像形成方法およびプロセスカートリッジが提供される。また本発明のトナーおよび画像形成方法によれば、薄肉、低面圧ローラを用いた定着装置に用いても、定着性及び耐熱保存性に優れた画像を形成することができる。 According to the present invention, an image forming toner using a black pigment that is safe and harmless to the environment, has good charging performance, and can suppress toner scattering, a toner container filled with the image forming toner, A two-component developer using toner, an image forming method, and a process cartridge are provided. Further, according to the toner and the image forming method of the present invention, an image excellent in fixability and heat-resistant storage stability can be formed even when used in a fixing device using a thin-walled, low surface pressure roller.
1 感光体
2 帯電器
3 露光手段
4 現像手段
5 転写手段
5a 転写ベルト
6 クリーニング手段
6a クリーニングブレード
6b クリーニングブラシ
7 原稿載置台
8 読み取り手段
9 給紙装置
10 定着手段
14 廃棄トナータンク
15 リサイクル手段
21 定着ローラ
22 加圧ローラ
23 金属シリンダー
24 オフセット防止層
25 加熱ランプ
26 金属シリンダー
27 オフセット防止層
28 加熱ランプ
30 プロセスカートリッジ
31 感光体
32 帯電手段
33 現像手段
34 クリーニング手段
S 付着支持体
T トナー像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Charging device 3 Exposure means 4 Developing means 5 Transfer means 5a Transfer belt 6 Cleaning means 6a Cleaning blade 6b Cleaning brush 7 Document placement table 8 Reading means 9
Claims (21)
In the process cartridge that integrally supports the photosensitive member and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit and is detachable from the image forming apparatus main body, the developing unit holds the developer, 14. A process cartridge, wherein the developer contains the image forming toner according to claim 1.
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