JP2005099878A - Electrophotographic toner, method for forming image and device for forming image - Google Patents

Electrophotographic toner, method for forming image and device for forming image Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electrophotographic toner with which an image with high picture quality is formed without causing image failure and which is excellent in productivity without requiring excessive classification treatment which increases loss of the source material and to provide a method for forming an image and a device by using the toner. <P>SOLUTION: The electrophotographic toner has features that a factor of proportionality of the first order regression curve in the graph obtained by plotting the particle diameter D of the toner as the abscissa and Fne (D) as the ordinate shows 0.01 (nN/μm) to 5 (nN/μm) when the average non-electrostatic adhesion force to toner particle group of which the particle diameter range in the electrophotographic toner is D ±d (μm) (d is 2μm) is set to Fne (D) (nN), relating to the nonelectrostatic adhering force not caused by electrification of the toner, in the adhering force acting between the electrophotographic toner and an electrophotographic photoreceptor measured by a centrifugal separation method. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

乾式二成分あるいは一成分現像剤を用いた電子写真装置において、画像不良の発生が少なく、生産性に優れる電子写真用トナーとこれを用いた画像形成方法並びに装置を提供する。又、乾式二成分あるいは一成分現像剤を用いた複写機、プリンター、ファクシミリの改良に関する。   In an electrophotographic apparatus using a dry two-component or one-component developer, there are provided an electrophotographic toner that is less prone to image defects and excellent in productivity, and an image forming method and apparatus using the same. The present invention also relates to improvements in copying machines, printers, and facsimile machines using dry two-component or one-component developers.

従来、電子写真方式には多様な方法が知られており、一般的には像担持体(感光体)表面を帯電させ、帯電させた像担持体を露光して静電潜像を形成する。次いで、静電潜像を電子写真用トナーを用いて可視像として、該像担持体上にトナー像を形成する。さらに、該トナー像を転写体に転写して加熱、圧力もしくはこれらの併用によって定着することにより、転写体上に画像が形成された記録物が得られる。なお、トナー像転写後の像担持体上に残ったトナーは、ブレード、ブラシ、ローラ等の既知の方法によりクリーニングされる。   Conventionally, various methods are known for electrophotography, and generally, the surface of an image carrier (photosensitive member) is charged, and the charged image carrier is exposed to form an electrostatic latent image. Next, the electrostatic latent image is converted into a visible image using electrophotographic toner, and a toner image is formed on the image carrier. Further, the toner image is transferred to a transfer member and fixed by heating, pressure, or a combination thereof, whereby a recorded matter having an image formed on the transfer member is obtained. The toner remaining on the image carrier after the toner image transfer is cleaned by a known method such as a blade, a brush, or a roller.

近年の電子写真技術の動向としてデジタル化及び高画質化が要求されており、例えば解像度は1200dpi以上の高解像のものが検討されていて、これを実現するために従来以上に高精細の画像形成方式が望まれている。潜像を可視化するトナー及び現像剤に対しても、高精細画像を形成するためにさらなる小粒径化が検討され実現化されつつある。例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4などに特定の粒径分布を有する小粒径トナーが各種提案されている。   As a recent trend of electrophotographic technology, digitization and high image quality are demanded. For example, a high resolution image having a resolution of 1200 dpi or higher has been studied. In order to realize this, an image with higher definition than before has been studied. A formation method is desired. Also for toner and developer for visualizing a latent image, further reduction in particle size is being studied and realized in order to form a high-definition image. For example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like have proposed various small particle size toners having a specific particle size distribution.

しかしながら、小粒径トナーは従来と較べて、トナー同士あるいは感光体に代表される他部材との付着力が無視できなくなる。該付着力は電子写真装置のほぼ全ての画像形成工程に影響してその画質を左右するが、特に現像工程における地肌汚れ、転写工程における中抜け現象及び転写チリ、クリーニング工程におけるクリーニング残など画像不良の発生機構に直接的に関与し、トナーの小粒径化によりこれらの効果が助長されるため、トナーの付着力制御はトナー粒子設計における重要な課題の1つである。   However, as compared with the conventional toner, the toner having a small particle size cannot ignore the adhesion force between the toners or other members represented by the photoreceptor. The adhesive force affects almost all image forming processes of the electrophotographic apparatus and affects the image quality. However, image defects such as background stains in the developing process, voids in the transfer process and transfer dust, and cleaning residue in the cleaning process. The toner adhesion control is one of the important issues in the toner particle design because it is directly related to the generation mechanism of toner, and these effects are promoted by reducing the particle size of the toner.

現像工程、特に、二成分現像剤を例とすると、現像ニップ内ではベタ現像をするために充分に多量のトナーが一旦感光体表面に接触(付着)し、現像電界によるクーロン力の向きと大きさによって、最終的に感光体側に付着する(現像される)か、キャリア側に戻る(スキャベンジされる)かが決まる。現像電界が一定ならば、クーロン力の向きと大きさはトナー粒子の帯電量で決まるが、トナー粒子の帯電量は分布を持っており、それぞれトナー粒子の挙動が異なる。一般に、現像ニップには地肌汚れを減少させる目的で現像バイアスが印加されており、現像ニップ内で地肌部上に存在する多数の正常に帯電したトナーに対してはキャリア側にスキャベンジされる大きなクーロン力が働くため、地肌汚れは抑制される。しかし、現像剤中に存在する少数の逆帯電トナーに対しては、感光体側に付着する方向にクーロン力が働くため、地肌部には逆帯電トナーが付着する。また、弱帯電トナーの場合はキャリア側へのクーロン力が小さいため、キャリアにスキャベンジされずに地肌部に残り易くなる。したがって、感光体上の地肌汚れトナーは現像剤中に含まれる逆帯電トナー及び弱帯電トナーが主に地肌部に付着していると考えられてきた。これは、主に現像剤の経時劣化や現像剤の混合攪拌不足による現像剤中の逆帯電及び弱帯電トナー数の増加が原因であると予測される。   Taking a two-component developer as an example during the development process, a sufficiently large amount of toner once contacts (attaches) to the solid surface in the development nip, and the direction and magnitude of the Coulomb force due to the development electric field. Thus, it is finally determined whether it adheres to the photosensitive member side (development) or returns to the carrier side (scavenging). If the development electric field is constant, the direction and magnitude of the Coulomb force is determined by the charge amount of the toner particles, but the charge amount of the toner particles has a distribution and the behavior of the toner particles is different. In general, a development bias is applied to the development nip for the purpose of reducing background stains, and a large coulomb that is scavenged toward the carrier side for many normally charged toners existing on the background in the development nip. Since the force works, the background dirt is suppressed. However, for a small number of reversely charged toners present in the developer, the Coulomb force acts in the direction of adhering to the photoconductor side, so that the reversely charged toner adheres to the background portion. In addition, in the case of a weakly charged toner, the Coulomb force toward the carrier side is small, so that the toner tends to remain on the background without being scavenged by the carrier. Therefore, it has been considered that the background-stained toner on the photoreceptor is mainly composed of the reversely charged toner and the weakly charged toner contained in the developer on the background. It is predicted that this is mainly due to the reverse charging in the developer and the increase in the number of weakly charged toners due to the deterioration of the developer with time and insufficient mixing and stirring of the developer.

そこでこれらの問題対策として、現像剤中の逆・弱帯電トナーを減少させるような手段が従来提案されており、例えば特許文献5に現像剤のトナー粒子帯電量分布における適正帯電領域の分布面積を規定することで現像剤中の逆・弱帯電トナー量を規制した地肌汚れの無いシステムが開示され実際に電子写真装置内で利用されている。   Therefore, as a countermeasure against these problems, a means for reducing the reverse / weakly charged toner in the developer has been proposed in the past. For example, Patent Document 5 discloses the distribution area of the appropriate charged region in the toner particle charge amount distribution of the developer. By defining this, a system free from background stains in which the amount of reverse / weakly charged toner in the developer is regulated is disclosed and actually used in an electrophotographic apparatus.

しかしながら、近年の動向として、高画質化に向けたトナーの小粒径化や、低エネルギー定着の為に軟化点を低くしたトナーが順次開発され、上記のような工夫のみでは対応できないような問題が生じてきており、単に現像剤中のトナー帯電量分布の規制のみでは解決できない問題、すなわち新規トナーを用いた場合には前述のような従来の対策だけでは地肌汚れがよくならないという問題が顕在化し、トナー付着力の制御が重要な課題となってきた。   However, as a recent trend, toners with a smaller softening point have been developed in order to reduce the particle size of the toner for higher image quality and low energy fixing. A problem that cannot be solved simply by regulating the toner charge amount distribution in the developer, that is, when using a new toner, there is a problem that the background contamination is not improved only by the conventional measures as described above. As a result, control of toner adhesion has become an important issue.

また、転写工程は電界による静電気力でトナーを感光体から転写体上に移動させる行程であり、転写特性はトナーの付着力と電界による静電気力の力関係で決定されるので、トナーの付着力制御は転写設計上重要な要素になる。ローラ転写、ベルト転写を用いた場合、感光体上のトナー像が転写体に押し付けられると、反作用により該トナーが感光体上に押し固められて、トナーと感光体間の付着力およびトナー粒子/トナー粒子間付着力が大きくなり、トナーが転写体に転写されることなく感光体上に残留しやすくなる。この現象は、特に圧力がかかりやすい細線部の中心に起こり易く、画像の中抜けが発生する。このため、画像の中抜けを改善するためには、トナーと感光体間の付着力およびトナー粒子/トナー粒子間付着力または感光体と転写体間にかかる圧力を低減させることが必要である。   The transfer process is a process in which the toner is moved from the photosensitive member to the transfer member by an electrostatic force due to an electric field, and the transfer characteristics are determined by the relationship between the toner adhesion force and the electrostatic force due to the electric field. Control is an important factor in transcription design. In the case of using roller transfer or belt transfer, when the toner image on the photosensitive member is pressed against the transfer member, the toner is pressed onto the photosensitive member by reaction, and the adhesion force between the toner and the photosensitive member and the toner particles / The adhesion force between the toner particles is increased, and the toner tends to remain on the photosensitive member without being transferred to the transfer member. This phenomenon is particularly likely to occur at the center of a thin line portion where pressure is easily applied, and an image is lost. Therefore, in order to improve the void in the image, it is necessary to reduce the adhesion force between the toner and the photoreceptor and the adhesion force between the toner particles / toner particles or the pressure applied between the photoreceptor and the transfer body.

トナーと感光体間の付着力は、トナーの帯電に起因する静電的付着力とそれ以外の非静電的付着力に分類されるが、静電的付着力はトナーの帯電量に依存し、帯電量を下げることによって低減することができる。しかし、トナーの帯電量が小さすぎると、電界による静電気力でトナーを転写させることができなくなるという問題があった。   The adhesion force between the toner and the photoconductor is classified into electrostatic adhesion force due to toner charging and other non-electrostatic adhesion force. The electrostatic adhesion force depends on the toner charge amount. It can be reduced by lowering the charge amount. However, if the charge amount of the toner is too small, there is a problem that the toner cannot be transferred by electrostatic force due to an electric field.

トナーの付着力に関する報告例として、例えば特許文献6、特許文献7、特許文献8等がある。しかしながら、上記報告例ではトナーの付着力を静電的付着力と非静電的付着力に分類して検討していない。また、特許文献9では、トナーの非静電的付着力と画質の関係について検討し、トナーの非静電的付着力を一定値に規定している。トナーの非静電的付着力はトナーの粒径に依存して変化するが、特許文献9では、非静電的付着力とトナー粒径の関係については規定していない。   Examples of reports relating to toner adhesion include Patent Document 6, Patent Document 7, Patent Document 8, and the like. However, in the above report example, the toner adhesion force is not classified into electrostatic adhesion force and non-electrostatic adhesion force. In Patent Document 9, the relationship between the non-electrostatic adhesion force of the toner and the image quality is examined, and the non-electrostatic adhesion force of the toner is regulated to a constant value. Although the non-electrostatic adhesion force of the toner varies depending on the particle size of the toner, Patent Document 9 does not define the relationship between the non-electrostatic adhesion force and the toner particle size.

一般に、トナー同士あるいはトナー/他部材間の付着力は分布を有している。トナーの付着力分布が広く、付着力が大きすぎる、または小さすぎるトナーが多い場合は画像不良が発生し易いため、トナーの付着力分布をシャープにする必要がある。一般に、トナー粒子の付着力は粒径に依存して変化する。このため、トナーの付着力分布をシャープにするには、粒径分布をシャープにする必要がある。しかし、粒径分布をシャープにするには、製造工程において従来以上の粉砕精度が要求される、あるいは厳しい分級精度が要求されるなどの課題があり、例えば特許文献10、特許文献11、特許文献12などで様々な新規製造技術による対策を講じてはいるが、結果的には製造コストの増加を招く要因となっていた。また、厳しい精度による分級を実施する場合従来以上に廃棄物量が増加するために、環境エコロジーの面からも、トナー粒径分布のシャープ化以外の簡便な方法による付着力分布の制御技術を確立する要求が高まっていた。
特開平1−112253号公報 特開平2−284158号公報 特開平3−181952号公報 特開平4−162048号公報 特開平4−110861号公報 特開平5−333757号公報 特開平6−167825号公報 特開平6−167826号公報 特開平8−305075号公報 特開平5−134455号公報 特開平6−273978号公報 特開平7−333890号公報
In general, the adhesion force between toners or between toner / other members has a distribution. When the toner adhesion force distribution is wide and the toner adhesion force is too large or too small, an image defect is likely to occur. Therefore, it is necessary to sharpen the toner adhesion force distribution. In general, the adhesion of toner particles varies depending on the particle size. For this reason, in order to sharpen the toner adhesion distribution, it is necessary to sharpen the particle size distribution. However, in order to sharpen the particle size distribution, there are problems such as a higher pulverization accuracy than the conventional method or a strict classification accuracy required in the manufacturing process. For example, Patent Document 10, Patent Document 11, Patent Document Although measures are taken by various new manufacturing techniques at No. 12, etc., as a result, the manufacturing cost is increased. In addition, when conducting classification with strict accuracy, the amount of waste increases more than before. Therefore, in terms of environmental ecology, we will establish a control technique for adhesion distribution using a simple method other than sharpening the toner particle size distribution. The demand was growing.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-112253 JP-A-2-284158 Japanese Patent Laid-Open No. 3-181952 JP-A-4-162048 JP 4-110861 A JP-A-5-333757 JP-A-6-167825 JP-A-6-167826 JP-A-8-305075 Japanese Patent Laid-Open No. 5-134455 JP-A-6-273978 JP 7-333890 A

本発明の目的は、トナー粒子と他部材間の非静電的付着力(トナー電荷に起因しない付着力)を制御することにより、画像不良の発生が無い高画質な画像形成を可能とし、さらに原材料のロスを助長する極端な分級処理などを必要としない生産性に優れる電子写真用トナーと、これを用いた画像形成方法、及び画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to enable non-electrostatic adhesion between the toner particles and another member (adhesion not caused by toner charge), thereby enabling high-quality image formation without image defects. An object of the present invention is to provide an electrophotographic toner excellent in productivity that does not require an extreme classification process that promotes loss of raw materials, an image forming method, and an image forming apparatus using the toner.

本発明者らは、上記問題を鑑みて、様々な電子写真用トナー粒子と電子写真用感光体間の付着力を遠心分離法によって定量的に評価し、画像不良との関係を検討した結果、非静電的付着力がある条件を満たした電子写真用トナーを使用することにより、上記画像不良を改善し得ることを見出し、本発明に至った。   In light of the above problems, the present inventors quantitatively evaluated the adhesion between various electrophotographic toner particles and an electrophotographic photoreceptor by a centrifugal separation method, and examined the relationship with image defects. The present inventors have found that the above-mentioned image defects can be improved by using an electrophotographic toner that satisfies a condition with non-electrostatic adhesion, and have reached the present invention.

即ち、本発明のトナーは、遠心分離法によって測定される電子写真用トナーと電子写真感光体間に働く付着力の内、トナーの帯電に起因しない非静電的付着力に関して、該電子写真用トナーにおける粒径範囲がD±d(μm)、dが2μm以下であるトナー粒子群に対する非静電的付着力の平均値をFne(D)(nN)とした場合に、トナー粒径Dを横軸とし、Fne(D)を縦軸としてプロットしたグラフにおける一次回帰直線の比例係数が5(nN/μm)以下であることを特徴とする。ここで、電子写真用トナーと電子写真用感光体の非静電的付着力は、ファンデルワールス力、液架橋力、分子間力等から構成される。   That is, the toner of the present invention has a non-electrostatic adhesion force that does not result from toner charging among the adhesion force that acts between the electrophotographic toner and the electrophotographic photosensitive member measured by a centrifugal separation method. When the average value of non-electrostatic adhesion force to a toner particle group having a particle size range of D ± d (μm) and d of 2 μm or less is Fne (D) (nN), the toner particle size D is The proportionality coefficient of the linear regression line in the graph plotted with the horizontal axis and Fne (D) as the vertical axis is 5 (nN / μm) or less. Here, the non-electrostatic adhesion force between the electrophotographic toner and the electrophotographic photosensitive member is composed of van der Waals force, liquid cross-linking force, intermolecular force and the like.

また、本発明のトナーは、遠心分離法によって測定される電子写真用トナーと電子写真感光体間に働く非静電的付着力に関して、該電子写真用トナーの非静電的付着力の常用対数分布における標準偏差が0.65以下となることを特徴とする。   In addition, the toner of the present invention has a common logarithm of the non-electrostatic adhesion force of the electrophotographic toner with respect to the non-electrostatic adhesion force acting between the electrophotographic toner and the electrophotographic photoreceptor measured by a centrifugal separation method. The standard deviation in the distribution is 0.65 or less.

また、本発明で用いる電子写真用トナーは、一次粒子径の平均値が1nm〜100nmである微粒子から成る外添剤によって外添処理を施し、トナー粒子1粒当たりの表面積に対する外添剤の被覆面積比率が8%〜100%としたことを特徴とするものである。又、より好ましくは、一次粒子径の平均値が5nm〜80nm、外添剤の被覆面積比率が10%〜90%である。   Further, the electrophotographic toner used in the present invention is subjected to external addition treatment with an external additive composed of fine particles having an average primary particle diameter of 1 nm to 100 nm, and the external additive is coated on the surface area per one toner particle. The area ratio is 8% to 100%. More preferably, the average primary particle diameter is 5 nm to 80 nm, and the coating area ratio of the external additive is 10% to 90%.

また、本発明で用いる外添剤はシリカ、チタニア、アルミナのいずれかを少なくとも1種類以上含有することを特徴とする。さらに、有機微粒子としてアクリル系重合体、特にポリメチルメタクリレートであることを特徴とする。また、本発明では、V型ブレンダー、メカノ、フージョン等の混合装置、特にはヘンシェルミキサーによって外添処理されることを特徴とする。   Further, the external additive used in the present invention is characterized by containing at least one of silica, titania and alumina. Further, the organic fine particles are acrylic polymers, particularly polymethyl methacrylate. Further, the present invention is characterized in that it is externally added by a mixing apparatus such as a V-type blender, mechano, fusion, etc., particularly a Henschel mixer.

また、本発明の電子写真用トナーは、当該電子写真用トナーの体積平均粒径が3μm〜10μmであることを特徴とする。   The electrophotographic toner of the present invention is characterized in that the electrophotographic toner has a volume average particle size of 3 μm to 10 μm.

また、本発明の画像形成方法は、感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像工程、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写工程を有する画像形成方法において、上記の電子写真用トナーを使用することを特徴とする。   The image forming method of the present invention also includes a latent image forming step for forming an electrostatic latent image on a photoconductor, a developing step for forming a toner image on the latent image on the photoconductor, and transferring the formed toner image. In an image forming method having a transfer step of transferring onto a body, the above electrophotographic toner is used.

また、本発明の画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像手段、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写手段を有する画像形成装置において、上記の電子写真用トナーを使用することを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention also includes a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on a photoconductor, a developing unit that forms a toner image on the latent image on the photoconductor, and a transfer of the formed toner image. In an image forming apparatus having a transfer means for transferring onto a body, the above electrophotographic toner is used.

本発明により、トナー粒子と他部材間の非静電的付着力(トナー電荷に起因しない付着力)を制御することにより、画像不良の発生が無い高画質な画像形成を可能とし、さらに原材料のロスを助長する極端な分級処理などを必要としない生産性に優れる電子写真用トナー並びに画像形成方法および画像形成装置を提供することができる。   By controlling the non-electrostatic adhesion force (adhesion force not caused by toner charge) between the toner particles and the other members according to the present invention, it is possible to form a high-quality image without causing image defects, and It is possible to provide an electrophotographic toner, an image forming method, and an image forming apparatus that are excellent in productivity and do not require an extreme classification process that promotes loss.

まず、遠心分離法によるトナーと感光体間の付着力測定方法について説明する。
トナーの付着力を測定する方法は、トナーの付着している物体からトナーを分離するのに必要な力を見積もる方法が一般的である。トナーを分離させる方法としては、遠心力、振動、衝撃、空気圧、電界、磁界等を用いた方法が知られている。この内、遠心力を利用した方法は定量化が容易で、かつ測定精度が高い。このため、本発明ではトナーと感光体間の付着力を測定する方法として、遠心分離法を用いた。
First, a method for measuring the adhesion force between the toner and the photoreceptor by the centrifugal separation method will be described.
As a method for measuring the adhesion force of toner, a method for estimating a force necessary for separating toner from an object to which toner adheres is generally used. As a method for separating the toner, a method using centrifugal force, vibration, impact, air pressure, electric field, magnetic field or the like is known. Among these, the method using centrifugal force is easy to quantify and has high measurement accuracy. Therefore, in the present invention, the centrifugal separation method is used as a method for measuring the adhesion force between the toner and the photoreceptor.

以下、遠心分離によるトナー付着力測定方法について説明するが、IS&T NIP7th p.200(1991)などに記載されている方法が知られている。 Hereinafter, a method for measuring toner adhesion by centrifugation will be described. IS & T NIP7 th p. 200 (1991) and the like are known.

まず、トナー付着力測定を実施する際の装置について説明する。
図1、図2は、本発明に係るトナー付着力測定装置の測定セル、遠心分離装置の一例を示す図である。
First, an apparatus for carrying out toner adhesion measurement will be described.
1 and 2 are diagrams showing an example of a measurement cell and a centrifugal separator of a toner adhesion measuring device according to the present invention.

図1は、トナー付着力測定装置の測定セルの説明図である。図1において、1は測定セルであり、測定セル1は、トナーを付着させた試料面2aを有する試料基板2と、試料基板2から分離したトナーを付着させる付着面3aを有する受け基板3と、試料基板2の試料面2aと受け基板3の付着面3aの間に設けられたスペーサ4から構成される。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a measurement cell of the toner adhesion measuring apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a measurement cell. The measurement cell 1 includes a sample substrate 2 having a sample surface 2a to which toner is adhered, and a receiving substrate 3 having an adhesion surface 3a to which toner separated from the sample substrate 2 is adhered. The spacer 4 is provided between the sample surface 2 a of the sample substrate 2 and the attachment surface 3 a of the receiving substrate 3.

図2は、遠心分離装置の一部断面図である。図2において、5は遠心分離装置であり、遠心分離装置5は、測定セル1を回転させるロータ6と、保持部材7を備えている。ロータ6は、自身の回転中心軸9に対して垂直な断面で穴形状であり保持部材7を設置する試料設置部8を有している。保持部材7は、棒状部7aと、棒状部7aに設けられ測定セル1を保持するセル保持部7b、測定セル1をセル保持部7bから押し出すための穴部7c、棒状部7aを試料設置部8に固定する設置固定部7dを備えている。セル保持部7bは、測定セル1を設置したときに、測定セル1の垂直方向がロータの回転中心軸9に垂直となるように構成される。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the centrifugal separator. In FIG. 2, reference numeral 5 denotes a centrifugal separator, and the centrifugal separator 5 includes a rotor 6 that rotates the measurement cell 1 and a holding member 7. The rotor 6 has a hole-shaped cross section perpendicular to the rotation center axis 9 of the rotor 6 and has a sample setting portion 8 where the holding member 7 is set. The holding member 7 includes a rod-like portion 7a, a cell holding portion 7b provided on the rod-like portion 7a for holding the measurement cell 1, a hole portion 7c for pushing the measurement cell 1 out of the cell holding portion 7b, and the rod-like portion 7a as a sample installation portion. 8 is provided with an installation fixing portion 7d to be fixed to 8. The cell holding unit 7b is configured such that when the measurement cell 1 is installed, the vertical direction of the measurement cell 1 is perpendicular to the rotation center axis 9 of the rotor.

次に、上記の装置を用いてトナーの非静電的付着力を測定する方法を説明する。
まず、試料基板2上に直接感光体を形成するか、または感光体の一部を切り出して試料基板2上に接着剤で貼り付ける。次に、未帯電のトナーを、試料基板2上の感光体(試料面2a)上に付着させる。次に、図1のように、試料基板2、受け基板3及びスペーサ4を用いて測定セル1を構成する。測定セル1を、保持部材7をロータ6の試料設置部8に設置したときに、試料基板2が受け基板3とロータ6の回転中心軸9の間になるように、保持部材7のセル保持部7bに設置する。保持部材7を、測定セル1の垂直方向がロータの回転中心軸9に垂直となるように、ロータ6の試料設置部8に設置する。遠心分離装置5を稼働してロータ6を一定の回転数で回転させる。試料基板2に付着したトナーは回転数に応じた遠心力を受け、トナーの受ける遠心力がトナーと試料面2a間の付着力よりも大きい場合は、トナーが試料面2aから分離し、付着面3aに付着する。
Next, a method for measuring the non-electrostatic adhesion force of toner using the above apparatus will be described.
First, a photoconductor is directly formed on the sample substrate 2 or a part of the photoconductor is cut out and attached to the sample substrate 2 with an adhesive. Next, uncharged toner is deposited on the photoreceptor (sample surface 2 a) on the sample substrate 2. Next, as shown in FIG. 1, the measurement cell 1 is configured using the sample substrate 2, the receiving substrate 3, and the spacer 4. The cell holding of the holding member 7 is performed so that the sample substrate 2 is positioned between the receiving substrate 3 and the rotation center axis 9 of the rotor 6 when the holding cell 7 is placed on the sample setting portion 8 of the rotor 6. Installed in part 7b. The holding member 7 is installed on the sample installation unit 8 of the rotor 6 so that the vertical direction of the measurement cell 1 is perpendicular to the rotation center axis 9 of the rotor. The centrifugal separator 5 is operated to rotate the rotor 6 at a constant rotational speed. The toner adhering to the sample substrate 2 receives a centrifugal force corresponding to the rotational speed, and when the centrifugal force received by the toner is larger than the adhesive force between the toner and the sample surface 2a, the toner is separated from the sample surface 2a, and the adhering surface It adheres to 3a.

トナーの受ける遠心力Fは、トナーの重量m、ロータの回転数f(rpm)、ロータの中心軸から試料基板のトナー付着面までの距離rを用いて、式(1)より求められる。
F=m×r×(2πf/60)2 (1)
The centrifugal force F received by the toner is obtained from Equation (1) using the weight m of the toner, the rotational speed f (rpm) of the rotor, and the distance r from the central axis of the rotor to the toner adhesion surface of the sample substrate.
F = m × r × (2πf / 60) 2 (1)

トナーの重量mは、トナーの真比重ρ、円相当径dを用いて、式(2)より求められる。
m=(π/6)×ρ×d3 (2)
The weight m of the toner is obtained from Equation (2) using the true specific gravity ρ of the toner and the equivalent circle diameter d.
m = (π / 6) × ρ × d 3 (2)

式(1)と式(2)より、トナーの受ける遠心力Fは、式(3)から求められる。
F=(π3/5400)×ρ×d3×r×f2 (3)
From the expressions (1) and (2), the centrifugal force F received by the toner can be obtained from the expression (3).
F = (π 3/5400) × ρ × d 3 × r × f 2 (3)

遠心分離終了後、保持部材7をロータ6の試料設置部8から取り出し、保持部材7のセル保持部7bから測定セル1を取り出す。受け基板3を交換し、測定セル1を保持部材7に設置し、保持部材7をロータ6に設置し、ロータ6を前回よりも高回転数で回転させる。トナーの受ける遠心力が前回よりも大きくなり、付着力の大きなトナーが、トナーが試料面2aから分離して付着面3aに付着する。   After completion of the centrifugation, the holding member 7 is taken out from the sample setting portion 8 of the rotor 6, and the measurement cell 1 is taken out from the cell holding portion 7 b of the holding member 7. The receiving substrate 3 is replaced, the measurement cell 1 is installed on the holding member 7, the holding member 7 is installed on the rotor 6, and the rotor 6 is rotated at a higher rotational speed than the previous time. The centrifugal force received by the toner becomes larger than the previous time, and the toner having a large adhesion force separates from the sample surface 2a and adheres to the adhesion surface 3a.

遠心分離装置の設定回転数を低回転数から高回転数へ変えて同様の操作を実施することにより、各回転数で受ける遠心力と付着力の大小関係に応じて、試料面2a上のトナーが付着面3aに移動する。   By performing the same operation by changing the set rotational speed of the centrifugal separator from a low rotational speed to a high rotational speed, the toner on the sample surface 2a is changed according to the magnitude relationship between the centrifugal force and the adhesive force received at each rotational speed. Moves to the attachment surface 3a.

全ての設定回転数について遠心分離を実施後、各回転数の受け基板3の付着面3aに付着したトナーの粒径を計測することにより、式(3)を用いて各トナーの付着力を求めることができる。   After centrifuging for all the set rotation speeds, the adhesion force of each toner is obtained using equation (3) by measuring the particle size of the toner adhered to the adhesion surface 3a of the receiving substrate 3 at each rotation speed. be able to.

トナーの粒径及び個数の測定は、光学顕微鏡で付着面3a上のトナーを観察し、その画像をCCDカメラを通して画像処理装置に入力し、画像処理装置を用いて各トナーの粒径測定をおこなうことができる。   To measure the particle size and number of toners, the toner on the adhesion surface 3a is observed with an optical microscope, the image is input to an image processing device through a CCD camera, and the particle size of each toner is measured using the image processing device. be able to.

図3に、上記の方法によって測定したトナーと感光体間の非静電的付着力Fneの常用対数分布の一例を示す。図3のように、非静電的付着力分布は平均値Favと標準偏差σで特徴づけられる。平均値Favと標準偏差σは、トナーの平均粒径、粒径分布、形状、構成材料、添加剤等の様々な条件によって変化する。   FIG. 3 shows an example of a common logarithmic distribution of the non-electrostatic adhesion force Fne between the toner and the photoreceptor measured by the above method. As shown in FIG. 3, the non-electrostatic adhesion distribution is characterized by an average value Fav and a standard deviation σ. The average value Fav and the standard deviation σ vary depending on various conditions such as the average particle diameter, the particle diameter distribution, the shape, the constituent material, and the additive of the toner.

上記の測定方法では、受け基板3の付着面3aに付着した各トナーの粒径を測定しているので、各粒径毎の非静電的付着力の平均値を求めることができる。このため、一回の付着力測定によって、測定したトナーに関する粒径と付着力の関係を求めることができる。任意のトナー粒径D(μm)を横軸、粒径範囲D±0.5(μm)における各非静電的付着力の平均値Fne(D)(nN)を縦軸として、測定値をプロットした結果を図4に示す。なお、図4における平均値Fne(D)は、粒径がD±0.5(μm)の範囲内にあるトナーに対する非静電的付着力の常用対数について算術平均値Aを算出し、Fne(D)=10A から求めた。 In the above measuring method, the particle size of each toner adhering to the adhering surface 3a of the receiving substrate 3 is measured, so that the average value of the non-electrostatic adhesion force for each particle size can be obtained. For this reason, the relationship between the measured particle diameter and the adhesive force can be obtained by a single adhesive force measurement. The measured value is plotted with the arbitrary toner particle diameter D (μm) as the horizontal axis and the average value Fne (D) (nN) of each non-electrostatic adhesion force in the particle diameter range D ± 0.5 (μm) as the vertical axis. The plotted results are shown in FIG. Note that the average value Fne (D) in FIG. 4 is obtained by calculating the arithmetic average value A for the common logarithm of the non-electrostatic adhesion force with respect to the toner having a particle diameter in the range of D ± 0.5 (μm). (D) = 10 A

図4のように、各粒径における非静電的付着力の平均値Fne(D)は粒径Dに比例する。図4における直線は測定値の一次回帰直線で、この一次回帰直線の比例係数をKとする。同じ構成材料を用いて作製したトナーでも、トナーの粒径分布や平均粒径が異なると、トナー全体の非静電的付着力の平均値Favは異なる値をとる。しかし、各粒径毎のトナー数が変わっても、各粒径毎の非静電的付着力の平均値Fne(D)は変わらないので、比例係数Kはトナーの粒径分布、平均粒径に依存しない。このため、比例係数Kを用いることにより、粒径分布や平均粒径の違いを考慮せずに、トナー付着力の大小関係を比較することができる。ただし、非静電的付着力の平均値Fne(D)を求める際の粒径範囲が広すぎると、Fne(D)が粒径分布によって変わってしまうので、検討の結果、粒径範囲D±d(μm)におけるdは2μm以下にする必要があることが判明した。   As shown in FIG. 4, the average value Fne (D) of the non-electrostatic adhesion force at each particle size is proportional to the particle size D. The straight line in FIG. 4 is a primary regression line of measured values, and the proportionality coefficient of this primary regression line is K. Even with toners made using the same constituent materials, the average value Fav of the non-electrostatic adhesion force of the whole toner varies depending on the particle size distribution and average particle size of the toner. However, even if the number of toners for each particle size changes, the average value Fne (D) of the non-electrostatic adhesion force for each particle size does not change, so the proportional coefficient K is the toner particle size distribution, average particle size. Does not depend on. Therefore, by using the proportionality coefficient K, it is possible to compare the magnitude relationship of the toner adhesion without considering the difference in particle size distribution and average particle size. However, if the particle size range for obtaining the average value Fne (D) of non-electrostatic adhesion force is too wide, Fne (D) changes depending on the particle size distribution. It was found that d in d (μm) needs to be 2 μm or less.

本発明者らは、様々なトナーについて非静電的付着力を測定し、比例係数K及び標準偏差σと画像との関係を検討した。その結果、比例係数Kが0.01(nN/μm)〜5(nN/μm)となるようなトナーを用いることにより、地肌汚れや中抜け等の画像不良を改善できることを見出した。比例係数Kを5(nN/μm)以下とすることにより、トナー全体の非静電的付着力が十分に小さく、地肌汚れや中抜け等の画像不良の点で好ましい。また、比例係数Kが0.01(nN/μm)以上では、トナー全体の非静電的付着力が十分に大きく転写チリ等の画像不良の点で好ましい。さらに、標準偏差σが0.65以下となるようなトナーを用いることにより、地肌汚れや中抜け等の画像不良をより改善できることを見出した。標準偏差σが0.65を超えると、非静電的付着力分布が広く、付着力が大きすぎる、または小さすぎるトナーが多くなり、画像不良が発生し易い。   The present inventors measured non-electrostatic adhesion force for various toners and examined the relationship between the proportionality coefficient K and the standard deviation σ and the image. As a result, it has been found that by using a toner having a proportional coefficient K of 0.01 (nN / μm) to 5 (nN / μm), image defects such as background stains and voids can be improved. By setting the proportionality coefficient K to 5 (nN / μm) or less, the non-electrostatic adhesion force of the whole toner is sufficiently small, which is preferable in terms of image defects such as background stains and voids. Further, when the proportional coefficient K is 0.01 (nN / μm) or more, the non-electrostatic adhesion force of the whole toner is sufficiently large, which is preferable in terms of image defects such as transfer dust. Furthermore, it has been found that image defects such as background stains and voids can be further improved by using a toner having a standard deviation σ of 0.65 or less. When the standard deviation σ exceeds 0.65, the non-electrostatic adhesive force distribution is wide, the toner having an excessively large or too small adhesive force increases, and image defects are likely to occur.

トナーと感光体間の非静電的付着力は、ファンデルワールス力、液架橋力、分子間力等から構成されるが、これらの力はトナーと感光体の接触領域の幾何学的な構造に依存している。特に、感光体との接触領域におけるトナー表面の曲率半径の大きさは、非静電的付着力の大きさを左右する重要な要因である。外添剤によるトナー母粒子(外添剤を添加していないトナー粒子)表面の被覆はトナー表面の曲率半径を大きく変化させることができるので、非静電的付着力を制御する有効な手段となる。本発明者らは、様々なトナーについて比例係数Kを測定した結果、比例係数Kはトナーの構成材料や形状等に依存するが、特に、トナー表面の外添剤被覆率に大きく依存することを見出した。外添剤被覆率は、トナー母粒子の表面積に占める外添剤の面積によって定義され、トナーの電子顕微鏡写真を画像解析することによって計測することができる。本発明者らは、比例係数Kは外添剤被覆率が増加すると減少し、一定の外添剤被覆率以上では飽和する傾向にあり、比例係数Kの外添剤被覆率依存性がトナーの形状、外添剤の粒径及び材料等によって異なることを見出した。このため、比例係数Kが0.01(nN/μm)〜5(nN/μm)となる外添剤被覆率は、トナーの形状、外添剤の粒径及び材料等によって異なる。   The non-electrostatic adhesion force between the toner and the photoreceptor is composed of van der Waals force, liquid cross-linking force, intermolecular force, etc., but these forces are the geometric structure of the contact area between the toner and the photoreceptor. Depends on. In particular, the magnitude of the radius of curvature of the toner surface in the contact area with the photoreceptor is an important factor that determines the magnitude of non-electrostatic adhesion. Since the coating of the surface of the toner base particles (toner particles to which no external additive is added) with an external additive can greatly change the radius of curvature of the toner surface, an effective means for controlling non-electrostatic adhesion force Become. As a result of measuring the proportionality coefficient K for various toners, the present inventors found that the proportionality coefficient K depends on the constituent material, shape, etc. of the toner, and in particular, greatly depends on the coverage of the external additive on the toner surface. I found it. The external additive coverage is defined by the area of the external additive in the surface area of the toner base particles, and can be measured by image analysis of an electron micrograph of the toner. The inventors of the present invention have a tendency that the proportionality coefficient K decreases as the external additive coverage increases, and saturates at a certain external additive coverage or more. It has been found that it varies depending on the shape, the particle size of the external additive and the material. Therefore, the external additive coverage at which the proportionality coefficient K is 0.01 (nN / μm) to 5 (nN / μm) varies depending on the shape of the toner, the particle size of the external additive, the material, and the like.

また、本発明者らは、様々なトナーについて標準偏差σを測定した結果、標準偏差σも外添剤被覆率に大きく依存し、トナーの粒径分布の制御以外にも付着力分布を外添剤被覆率によって制御できることを見出した。標準偏差σは外添剤被覆率の増加と共に減少する傾向にあり、標準偏差σの外添剤被覆率依存性がトナーの形状、外添剤の粒径及び材料等によって異なり、標準偏差σ比が0.65以下となる外添剤被覆率は、以下に述べるとおりトナーの形状、外添剤の粒径及び材料等により達成することができる。   In addition, as a result of measuring the standard deviation σ for various toners, the present inventors greatly depended on the external additive coverage, and the adhesion distribution is not limited to the control of the particle size distribution of the toner. It was found that it can be controlled by the agent coverage. The standard deviation σ tends to decrease as the external additive coverage increases, and the dependence of the standard deviation σ on the external additive depends on the shape of the toner, the particle size and material of the external additive, and the standard deviation σ ratio As described below, the coating ratio of the external additive with a value of 0.65 or less can be achieved by the shape of the toner, the particle size and material of the external additive, and the like.

本発明者らは、比例係数Kが0.01(nN/μm)〜5(nN/μm)で、標準偏差σが0.65以下となる条件として、一次粒子径の平均値が1nm〜100nm、好ましくは5nm〜80nmの微粒子を外添剤として用い、外添剤被覆率を8%〜100%、好ましくは10%〜90%とした場合が特に好適であることを見出した。外添剤の一次粒子径の平均値が1nm未満では、外添剤がトナー母粒子に埋没してしまうために外添剤の効果が無くなってしまう。また、外添剤の一次粒子径の平均値が100nmを超えると、外添剤がトナー母粒子から分離しやすくなり、分離した外添剤によって感光体等の画像形成装置の構成部材が損傷しやすい。被覆率が8%未満では、比例係数Kを5(nN/μm)以下にするのが困難で、また粒径分布が広いトナーの場合に標準偏差σを0.65以下にするのが困難になってしまう。また、外添剤被覆率が100%を超えると、外添剤がトナーから分離しやすくなり、感光体等が損傷しやすい。   As a condition that the proportionality coefficient K is 0.01 (nN / μm) to 5 (nN / μm) and the standard deviation σ is 0.65 or less, the present inventors have an average primary particle diameter of 1 nm to 100 nm. It has been found that it is particularly preferable that fine particles of preferably 5 nm to 80 nm are used as the external additive and the external additive coverage is 8% to 100%, preferably 10% to 90%. When the average value of the primary particle diameter of the external additive is less than 1 nm, the external additive is buried in the toner base particles, so that the effect of the external additive is lost. In addition, when the average value of the primary particle diameter of the external additive exceeds 100 nm, the external additive is easily separated from the toner base particles, and the constituent members of the image forming apparatus such as the photoreceptor are damaged by the separated external additive. Cheap. If the coverage is less than 8%, it is difficult to make the proportionality coefficient K 5 (nN / μm) or less, and it is difficult to make the standard deviation σ 0.65 or less in the case of a toner having a wide particle size distribution. turn into. On the other hand, when the coverage of the external additive exceeds 100%, the external additive is easily separated from the toner, and the photoreceptor and the like are easily damaged.

トナーの外添剤被覆率は、外添剤の添加量、粒径、比重、トナーの粒径、比重、形状、外添方法及び外添条件等の条件を以下に述べる手段を実施することにより達成できる。例えば、外添剤添加量を増加すると、トナー母粒子上の外添剤面積が外添剤の数と共に増加し、外添剤被覆率が増加する。外添剤添加量が少なすぎると、外添剤被覆率が8%以上にならない。外添剤添加量が多すぎると、トナーに付着していない外添剤が多くなり、この外添剤によって感光体等が損傷しやすくなる。   The external additive coverage of the toner is determined by carrying out the means described below for conditions such as the additive amount, particle size, specific gravity, toner particle size, specific gravity, shape, external addition method, and external addition conditions. Can be achieved. For example, when the amount of the external additive added is increased, the area of the external additive on the toner base particles increases with the number of external additives, and the external additive coverage increases. If the amount of external additive added is too small, the external additive coverage will not be 8% or more. If the amount of the external additive added is too large, the amount of the external additive not attached to the toner increases, and this external additive tends to damage the photoconductor and the like.

トナー母粒子上の外添剤面積は、一つの外添剤が占める面積と外添剤の数に比例する。外添剤の一次粒子径が大きくなると、外添剤1個の重量が増加するので、一定重量の外添剤中に含まれる外添剤の数は減少する。また、一つの外添剤が占める面積は、外添剤の一次粒子径の増加と共に増加する。外添剤添加量が同じ場合、粒径の小さな外添剤の方が、粒径の大きな外添剤を使用した場合に比べて外添剤被覆率が大きい。このため、粒径の小さな外添剤を使用する場合、粒径の大きな外添剤を使用する場合よりも少ない添加量で外添剤被覆率を8%以上にすることができる。   The area of the external additive on the toner base particles is proportional to the area occupied by one external additive and the number of external additives. As the primary particle size of the external additive increases, the weight of one external additive increases, so the number of external additives contained in a constant weight of external additive decreases. Further, the area occupied by one external additive increases as the primary particle diameter of the external additive increases. When the amount of the external additive is the same, the external additive having a smaller particle size has a larger external additive coverage than the case where an external additive having a larger particle size is used. For this reason, when using an external additive having a small particle size, the external additive coverage can be increased to 8% or more with a smaller amount than when using an external additive having a large particle size.

一定重量のトナー母粒子に一定重量の外添剤を添加する場合、外添剤被覆率は各トナー母粒子の表面積の総和に対する外添剤面積の比で決まる。トナー母粒子の粒径が大きくなると、一つのトナー母粒子の重量が増加するので、一定重量のトナー母粒子に含まれるトナー母粒子の数は減少する。また、一つのトナー母粒子の表面積は、トナー母粒子の粒径の増加と共に増加する。一定重量のトナー母粒子の総表面積は、トナー母粒子の数と一つのトナー母粒子の表面積に比例する。外添剤添加量が同じ場合、トナー母粒子の粒径が小さいほど外添剤被覆率は小さい。また、トナー母粒子の粒径が同じでも、表面に凹凸が有り形状が不定形の粉砕トナーよりも、トナーの形状が球形に近く表面に凹凸が無い重合トナーの方が、トナー母粒子の表面積が小さく、外添剤被覆率が大きくなる。このため、球形トナーの場合は、不定形トナーよりも少ない外添剤添加量で外添剤被覆率を8%以上にすることができる。   When a constant weight of an external additive is added to a constant weight of toner base particles, the external additive coverage is determined by the ratio of the external additive area to the total surface area of each toner base particle. As the toner base particle size increases, the weight of one toner base particle increases, so the number of toner base particles contained in a constant weight of toner base particle decreases. Further, the surface area of one toner base particle increases as the particle size of the toner base particle increases. The total surface area of a constant weight of toner base particles is proportional to the number of toner base particles and the surface area of one toner base particle. When the external additive addition amount is the same, the smaller the toner base particle size, the smaller the external additive coverage. In addition, the surface area of the toner base particles is larger in the case of the toner particles having the same particle size than the pulverized toner having irregularities on the surface and the irregular shape of the toner particles. Is small and the external additive coverage is large. Therefore, in the case of a spherical toner, the external additive coverage can be increased to 8% or more with a smaller amount of external additive added than that of the irregular toner.

外添剤をトナー母粒子に外添すると、トナー母粒子上で外添剤一次粒子同士が凝集した状態で付着している場合が多い。トナー母粒子上の外添剤面積は外添剤の凝集状態に依存するため、外添剤の凝集状態によって外添剤被覆率が異なる。外添剤やトナー母粒子の条件が同じでも、外添方法や外添条件によってトナー母粒子上の外添剤凝集状態が異なる。また、外添方法や外添条件によって、外添剤とトナー母粒子との付着強度が異なり、付着強度が弱いと外添剤がトナー母粒子から分離しやすく、感光体等が損傷しやすくなる。このため、適当な外添剤被覆率と付着強度を得るには、トナー母粒子や外添剤の条件に応じて外添条件を調整する必要がある。以上のように、トナーの外添剤被覆率を8%〜100%にするには、様々な条件を調整する必要がある。   When the external additive is externally added to the toner base particles, the primary particles of the external additive are often adhered in an aggregated state on the toner base particles. Since the area of the external additive on the toner base particles depends on the aggregation state of the external additive, the external additive coverage varies depending on the aggregation state of the external additive. Even if the conditions of the external additive and the toner base particles are the same, the state of aggregation of the external additive on the toner base particles varies depending on the external addition method and external addition conditions. In addition, the adhesion strength between the external additive and the toner base particles differs depending on the external addition method and the external addition conditions. If the adhesion strength is weak, the external additive is easily separated from the toner base particles, and the photoreceptor and the like are easily damaged. . For this reason, in order to obtain an appropriate external additive coverage and adhesion strength, it is necessary to adjust the external additive conditions according to the conditions of the toner base particles and the external additive. As described above, various conditions must be adjusted in order to set the external additive coverage of the toner to 8% to 100%.

本発明に用いられる外添剤としては、公知の有機微粒子及び無機微粒子を使用する。有機微粒子は、特に限定されないが、アクリル系重合体、特にポリメチルメタクリレートが好ましい。また、無機微粒子は、特に限定されないが、シリカ、アルミナ、チタニアのいずれかが好ましく使用される。これらの吸湿性を有する無機微粒子の場合は、環境安定性を考慮すると、疎水化処理を施したものが好適に用いられる。前記疎水化処理は、疎水化処理剤と前記微粉末とを高温度下で反応させて行うことができる。疎水化処理剤としては特に制限はなく、例えばシラン系カップリング剤、シリコーンオイル等を用いることができる。   As the external additive used in the present invention, known organic fine particles and inorganic fine particles are used. The organic fine particle is not particularly limited, but an acrylic polymer, particularly polymethyl methacrylate is preferable. The inorganic fine particles are not particularly limited, but silica, alumina, or titania is preferably used. In the case of these inorganic fine particles having hygroscopicity, those subjected to a hydrophobization treatment are preferably used in consideration of environmental stability. The hydrophobic treatment can be performed by reacting the hydrophobic treatment agent with the fine powder at a high temperature. There is no restriction | limiting in particular as a hydrophobization processing agent, For example, a silane coupling agent, silicone oil, etc. can be used.

本発明に用いられる外添剤の外添方法は、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノフージョン等の各種混合装置を用いた公知の外添方法を用いることができるが、特にヘンシェルミキサーを用いた方法が好ましく用いられる。ヘンシェルミキサーでトナー母粒子と外添剤を混合・攪拌する場合、外添剤とトナー母粒子の付着強度やトナー母粒子上の外添剤凝集状態を調整するには、回転羽根の回転速度と回転時間を適切に設定する必要がある。回転羽根の適切な回転速度と回転時間は、トナー母粒子と外添剤の様々な条件に依存する。   As an external addition method of the external additive used in the present invention, a known external addition method using various mixing apparatuses such as a V-type blender, a Henschel mixer, and a mechano-fusion can be used. In particular, a method using a Henschel mixer. Is preferably used. When mixing and stirring the toner base particles and the external additive with a Henschel mixer, the rotational speed of the rotating blades can be adjusted to adjust the adhesion strength between the external additive and the toner base particles and the state of aggregation of the external additive on the toner base particles. It is necessary to set the rotation time appropriately. The appropriate rotation speed and rotation time of the rotating blades depend on various conditions of the toner base particles and the external additive.

本発明の電子写真用トナーの粒径は、体積平均粒径が3μm〜10μmであるものが望ましい。トナーの体積平均粒径が3μm未満では、画像不良を発生しやすい粒径1μm以下の微粉トナーの割合が大きくなってしまい、体積平均粒径が10μmを超えると電子写真画像の高画質化の要求に対応するのが困難である。   The particle diameter of the electrophotographic toner of the present invention is preferably 3 μm to 10 μm in volume average particle diameter. If the volume average particle size of the toner is less than 3 μm, the proportion of fine powder toner having a particle size of 1 μm or less that tends to cause image defects increases, and if the volume average particle size exceeds 10 μm, a demand for high image quality of electrophotographic images is required. It is difficult to cope with.

本発明の電子写真用トナーは、種々の構成のトナーを用いることができる。好適なトナーの例としては、結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離型剤(オフセット防止剤)等の添加剤を配合して、適当な粒径に造粒し、外添剤を添加したものがあげられる。   As the electrophotographic toner of the present invention, toners having various configurations can be used. As an example of a suitable toner, additives such as a colorant, a charge control agent, and a release agent (offset prevention agent) are blended in a binder resin, granulated to an appropriate particle size, and an external additive. Can be added.

また、本発明の電子写真用トナーは、単独で磁性1成分トナーとして使用される磁性トナーとして使用することもできるが、単独で非磁性1成分現像剤として使用されたり、磁性キャリアとともに磁性2成分現像剤を構成したりする非磁性トナーとして用いることが好ましい。   The toner for electrophotography of the present invention can be used alone as a magnetic toner that is used as a magnetic one-component toner, but can be used alone as a non-magnetic one-component developer, or a magnetic two-component together with a magnetic carrier. The toner is preferably used as a nonmagnetic toner constituting a developer.

結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等をあげることができる。   Binder resins include styrenes such as styrene and chlorostyrene, monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate, and methyl acrylate. , Esters of α-methylene aliphatic monocarboxylic acids such as ethyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate, dodecyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate, Homopolymers and copolymers of vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropenyl ketone can be exemplified. Particularly typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer. Examples thereof include a polymer, polyethylene, and polypropylene. Further examples include polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, modified rosin, paraffin wax and the like.

着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、酸化チタン、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等をあげることができる。着色剤は、結着樹脂100重量部に対して1〜30重量部の割合で使用される。   Colorants include carbon black, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, duPont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, copper phthalocyanine, malachite green oxalate, lamp black, rose bengal, titanium oxide, C. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. And CI Pigment Blue 15: 3. The colorant is used in a ratio of 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

電荷制御剤は、トナーの帯電極性によって、正電荷制御用と負電荷制御用の2種の電荷制御剤がある。正電荷制御用の電荷制御剤としては、ニグロシンベース(CI5045)等の油溶性染料や、塩基性窒素原子を有する有機化合物、たとえば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類、さらには、上記各化合物で表面処理された充填剤等があげられる。負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック(CI26150 )、ボントロンS、スピロンブラック等の油溶性染料;スチレン−スチレンスルホン酸共重合体等の電荷制御性樹脂;カルボキシ基を含有する化合物(たとえばアルキルサリチル酸金属キレート等)、金属錯塩染料、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩等があげられる。電荷制御剤は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜8重量部の割合で使用される。   There are two types of charge control agents for positive charge control and negative charge control depending on the charge polarity of the toner. Charge control agents for controlling positive charges include oil-soluble dyes such as nigrosine base (CI5045), organic compounds having basic nitrogen atoms, such as basic dyes, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, Includes fillers surface-treated with the above compounds. Examples of charge control agents for controlling negative charges include oil-soluble dyes such as oil black (CI26150), Bontron S, and Spiron black; charge control resins such as styrene-styrene sulfonic acid copolymers; compounds containing carboxy groups (For example, alkyl salicylic acid metal chelates), metal complex dyes, fatty acid metal soaps, resin acid soaps, naphthenic acid metal salts, and the like. The charge control agent is used in a proportion of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.

離型剤としては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等をあげることができる。離型剤は、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部の割合で使用される。   Examples of the mold release agent include aliphatic hydrocarbons, aliphatic metal salts, higher fatty acids, fatty acid esters or partially saponified products thereof, silicone oil, and various waxes. The release agent is used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

トナー母粒子は、以上の各成分を乾式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等によって均質に予備混練して得られた混合物を、たとえばバンバリーミキサー、ロール、一軸または二軸の押出混練機等の混練装置を用いて均一に溶融混練した後、得られた混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて分級することで製造される。この他に、懸濁重合、分散重合、乳化重合等の各種重合法やマイクロカプセル重合法、スプレードライ法等の公知の製造方法により製造することもできる。さらに、ヘンシュルミキサー、V型ブレンダー、ハイブリタイザー等の混合装置で外添剤とトナー母粒子が混合され、トナー母粒子表面に外添剤が固定される。   The toner base particles are prepared by homogenously pre-kneading each of the above components with a dry blender, Henschel mixer, ball mill, etc. The mixture is uniformly melt-kneaded and then kneaded, cooled and pulverized, and classified as necessary. In addition, it can also be produced by various polymerization methods such as suspension polymerization, dispersion polymerization and emulsion polymerization, and well-known production methods such as a microcapsule polymerization method and a spray drying method. Further, the external additive and the toner base particles are mixed by a mixing device such as a Henshur mixer, a V-type blender, or a hybridizer, and the external additive is fixed on the surface of the toner base particles.

次に、本発明の実施に用いる電子写真用感光体について説明する。
本発明の電子写真用感光体は、導電性支持体の上に電荷発生層、電荷輸送層が形成されたもの、更に電荷輸送層の上に保護層が形成されたもの等が使用される。導電性支持体および電荷発生層、電荷輸送層としては、公知のものならば如何なるものでも使用することができる。
Next, the electrophotographic photoreceptor used in the practice of the present invention will be described.
As the electrophotographic photoreceptor of the present invention, those in which a charge generation layer and a charge transport layer are formed on a conductive support, and those in which a protective layer is formed on the charge transport layer are used. As the conductive support, the charge generation layer, and the charge transport layer, any known ones can be used.

また、感光体の表面は導電性支持体の表面性や感光体の形成条件等の影響で凹凸が生じるが、凹凸の周期がトナー粒径よりも十分大きければ、トナーと感光体間の非静電的付着力に対する影響は小さい。凹凸の周期がトナー粒径と同程度では、トナーが凸部に接触する場合は接触面積が小さいので非静電的付着力が小さくなり、凹部に接触する場合は接触面積が大きいので非静電的付着力が大きくなり、非静電的付着力の分布が広くなる。凹凸の周期がトナー粒径よりも小さい場合は、トナーとの接触面積が小さいので非静電的付着力が小さくなるが、このような凹凸を形成するのは困難である。このため、感光体の表面は、凹凸の周期がトナー粒径よりも十分大きくなるようにするのが好ましい。   Also, the surface of the photoconductor is uneven due to the surface properties of the conductive support, the formation conditions of the photoconductor, etc. If the period of the unevenness is sufficiently larger than the toner particle size, the non-static state between the toner and the photoconductor The effect on electrical adhesion is small. When the unevenness period is about the same as the toner particle size, the contact area is small when the toner comes into contact with the convex part, so the non-electrostatic adhesive force is small. The adhesive force is increased, and the distribution of the non-electrostatic adhesive force is widened. When the unevenness period is smaller than the toner particle size, the contact area with the toner is small, so that the non-electrostatic adhesion is reduced. However, it is difficult to form such unevenness. For this reason, it is preferable that the surface of the photosensitive member has a period of unevenness sufficiently larger than the toner particle diameter.

本発明の電子写真用感光体の材料としては、セレン及びその合金、アモルファスシリコン等の無機感光体材料でも、有機感光体材料でも良い。   The material for the electrophotographic photoreceptor of the present invention may be an inorganic photoreceptor material such as selenium and its alloys, amorphous silicon, or an organic photoreceptor material.

有機感光体材料を用いる場合、電荷発生顔料としては、例えばX型の無金属フタロシアニン、π型の無金属フタロシアニン、τ型の無金属フタロシアニン、ε型の銅フタロシアニン、α型チタニルフタロシアニン、β型チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料やジスアゾ・トリスアゾ系顔料、アントラキノン系顔料、多環キノン系顔料、インジゴ顔料、ジフェニルメタン、トリメチルメタン系顔料、シアニン系顔料、キノリン系顔料、ベンゾフェノン、ナフトキノン系顔料、ペリレン顔料、フルオレノン系顔料、スクアリリウム系顔料、アズレニウム系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、ポルフィリン系顔料が使用できる。前記有機アクセプタ性化合物と組み合わせて使用が可能なこれら電荷発生顔料の感光層全体に占める量は0.1〜40重量%、好ましくは0.3〜25重量%が適当である。   When using an organic photoreceptor material, examples of the charge generating pigment include X-type metal-free phthalocyanine, π-type metal-free phthalocyanine, τ-type metal-free phthalocyanine, ε-type copper phthalocyanine, α-type titanyl phthalocyanine, and β-type titanyl. Phthalocyanine pigments such as phthalocyanine, disazo / trisazo pigments, anthraquinone pigments, polycyclic quinone pigments, indigo pigments, diphenylmethane, trimethylmethane pigments, cyanine pigments, quinoline pigments, benzophenone, naphthoquinone pigments, perylene pigments, fluorenone Pigments, squarylium pigments, azurenium pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, naphthalocyanine pigments and porphyrin pigments can be used. The amount of these charge generating pigments that can be used in combination with the organic acceptor compound in the entire photosensitive layer is 0.1 to 40% by weight, preferably 0.3 to 25% by weight.

また、有機正孔輸送物質としては公知のものが利用でき、例えば分子中にトリフェニルアミン部位を有する化合物、ヒドラゾン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、オキサジアゾール系化合物、カルバゾール系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物、ブタジエン系化合物、線状の主鎖がSiよりなるポリシラン系化合物、ポリビニルカルバゾール等高分子ドナー性化合物等が挙げられる。感光層全体に占める該正孔輸送物質の量は、10重量%以上、好ましくは20〜60重量%が適当である。   Also, known organic hole transport materials can be used, such as compounds having a triphenylamine moiety in the molecule, hydrazone compounds, triphenylmethane compounds, oxadiazole compounds, carbazole compounds, pyrazoline compounds. Examples thereof include compounds, styryl compounds, butadiene compounds, polysilane compounds whose linear main chain is made of Si, and polymer donor compounds such as polyvinyl carbazole. The amount of the hole transporting material in the entire photosensitive layer is 10% by weight or more, preferably 20 to 60% by weight.

また、感光層用結着剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等の付加重合型樹脂、重付加型樹脂、重縮合型樹脂、並びにこれらの繰り返し単位のうち2つ以上を含む共重合体樹脂、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂を挙げることができる。これら結着剤の感光層全体に占める量は20〜90重量%、好ましくは30〜70重量%である。   In addition, as the binder for the photosensitive layer, polyethylene, polypropylene, acrylic resin, methacrylic resin, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, epoxy resin, polyurethane resin, phenol resin, polyester resin, alkyd resin, polycarbonate resin, silicone resin, Addition polymerization resins such as melamine resins, polyaddition resins, polycondensation resins, and copolymer resins containing two or more of these repeating units, such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-acetic acid Mention may be made of vinyl-maleic anhydride copolymer resins. The amount of these binders in the entire photosensitive layer is 20 to 90% by weight, preferably 30 to 70% by weight.

また、帯電性を改良する目的で感光層と導電性基体の間に下引き層を設けることができる。これらの材料としては前記結着剤材料の他に、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン等公知のものが利用できる。   In addition, an undercoat layer can be provided between the photosensitive layer and the conductive substrate for the purpose of improving the chargeability. As these materials, in addition to the binder material, known materials such as polyamide resin, polyvinyl alcohol, casein, and polyvinylpyrrolidone can be used.

有機感光体をつくるには、前記の材料を有機溶媒中に溶解または、ボールミル、超音波等で分散して調整した感光層形成液を浸漬法やブレード塗布、スプレー塗布等の公知の方法で基体上に塗布し感光層を形成・乾燥した後に、該保護層を上記の公知の方法により形成すればよい。   In order to produce an organic photoconductor, a photosensitive layer forming solution prepared by dissolving the above materials in an organic solvent or dispersing them with a ball mill, ultrasonic wave or the like is used to prepare a substrate by a known method such as dipping, blade coating, spray coating or the like. The protective layer may be formed by the above-mentioned known method after coating on and forming and drying the photosensitive layer.

本発明で用いることができる導電性基体としては、公知のものが利用でき、アルミニウム、ニッケル、銅、ステンレス等の金属板、金属ドラムまたは金属箔、アルミニウム、酸化錫、ヨウ化銅の薄膜を塗布または貼付したプラスチックフィルムあるいはガラス等が挙げられる。
次に、本発明の画像形成方法及び画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。
As the conductive substrate that can be used in the present invention, a known substrate can be used, and a metal plate such as aluminum, nickel, copper, and stainless steel, a metal drum or a metal foil, a thin film of aluminum, tin oxide, and copper iodide is applied. Alternatively, an attached plastic film or glass can be used.
Next, the image forming method and the image forming apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の画像形成方法は、感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像工程、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写工程を有する。   The image forming method of the present invention comprises a latent image forming step for forming an electrostatic latent image on a photosensitive member, a developing step for forming a toner image on the latent image on the photosensitive member, and the formed toner image on a transfer member. A transfer step of transferring to the substrate.

本発明の画像形成装置は、感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像手段、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写手段を有する。   The image forming apparatus of the present invention includes a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on a photoconductor, a developing unit that forms a toner image on the latent image on the photoconductor, and the formed toner image on a transfer member. Has a transfer means for transferring to the surface.

図5は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図5において、静電潜像担持体である感光体ドラム21の周囲には、該ドラム表面を帯電するための帯電装置22、一様帯電処理面に潜像を形成するためのレーザー光線でなる露光23、ドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置24、形成されたドラム上のトナー像を記録紙へ転写するための転写装置28、記録紙上のトナーを定着する定着装置32、ドラム上の残留トナーを除去・回収するためのクリーニング装置36、ドラム上の残留電位を除去するための除電ランプ39が順に配設されている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 5, around the photosensitive drum 21 which is an electrostatic latent image carrier, a charging device 22 for charging the drum surface, and exposure with a laser beam for forming a latent image on a uniformly charged surface. 23. A developing device 24 for forming a toner image by attaching charged toner to a latent image on the drum surface, a transfer device 28 for transferring the toner image on the formed drum to the recording paper, and fixing the toner on the recording paper. A fixing device 32, a cleaning device 36 for removing and collecting the residual toner on the drum, and a static elimination lamp 39 for removing the residual potential on the drum are arranged in this order.

まず、感光ドラム21は帯電ローラ22によって表面を一様に帯電される。図5の例では、帯電ローラを用いて感光ドラム21を帯電しているが、コロトロンやスコロトロン等のコロナ帯電を用いても良い。帯電ローラを用いた帯電は、コロナ帯電を用いた場合よりもオゾン発量が少ない利点があるが、感光体と接触しているためトナーによってローラ表面が汚れるため、帯電ローラをクリーニングする機構が必要になる。   First, the surface of the photosensitive drum 21 is uniformly charged by the charging roller 22. In the example of FIG. 5, the photosensitive drum 21 is charged using a charging roller, but corona charging such as corotron or scorotron may be used. Charging using a charging roller has the advantage of generating less ozone than using corona charging, but because the roller surface is contaminated with toner because it is in contact with the photoreceptor, a mechanism to clean the charging roller is required. become.

帯電した感光体ドラム21に画像情報に応じてレーザー光線23が照射され、静電潜像が形成される。感光ドラム21上の帯電電位や露光部位を電位センサで検出し、帯電条件や露光条件を制御することもできる。   The charged photosensitive drum 21 is irradiated with a laser beam 23 according to image information, and an electrostatic latent image is formed. It is also possible to detect the charging potential and the exposure part on the photosensitive drum 21 with a potential sensor and control the charging condition and the exposure condition.

次に、現像装置24によって、静電潜像が形成された感光体ドラム21上にトナー像が形成される。現像装置24では、現像剤がスクリュー25によって攪拌・搬送され、現像スリーブ26に供給される。現像スリーブ26に供給される現像剤はドクターブレード27によって規制され、供給される現像剤量はドクターブレード27と現像スリーブ26との間隔であるドクターギャップによって制御される。ドクターギャップが小さすぎると、現像剤量が少なすぎて画像濃度不足になり、逆にドクターギャップが大きすぎると、現像剤量が過剰に供給されて感光体ドラム21上にキャリア付着が発生するという問題が生じる。現像スリーブ26には、周表面に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石が備えられており、この磁石から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤が現像スリーブ26上にチェーン状に穂立ちされて磁気ブラシが形成される。現像スリーブ26と感光体ドラム21は、一定の間隙(現像ギャップ)を挟んで近接するように配置されていて、双方の対向部分に現像領域が形成されている。現像スリーブ26は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成しており、不図示の回転駆動機構によって回転されるようになっている。磁気ブラシは、現像スリーブ26の回転によって現像領域に移送される。現像スリーブ26には不図示の現像用電源から現像電圧が印加され、磁気ブラシ上のトナーが現像スリーブ26と感光体ドラム21間に形成された現像電界によってキャリアから分離し、感光体ドラム21上の静電潜像上に現像される。なお、現像電圧には交流を重畳させても良い。なお、現像ギャップは、現像剤粒径の5〜30倍程度、現像剤粒径が50μmであれば0.25mm〜1.5mmに設定することが可能である。これより広くすると、望ましいとされる画像濃度がでにくくなる。また、ドクターギャップは、現像ギャップと同程度かやや大きくする必要がある。感光体ドラム21のドラム径やドラム線速、現像スリーブ26のスリーブ径やスリーブ線速は、複写速度や装置の大きさ等の制約によって決まる。ドラム線速に対するスリーブ線速の比は、必要な画像濃度を得るために1.1以上にする必要がある。なお、現像後の位置にセンサを設置し、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。図5の例では、キャリアとトナーからなる磁気ブラシによって現像が行われる二成分現像方式を用いているが、本発明は二成分現像方式に限定されるものではなく、現像スリーブ上に形成したトナー薄層を電界で感光体上に現像する一成分現像方式を用いてもよい。   Next, the developing device 24 forms a toner image on the photosensitive drum 21 on which the electrostatic latent image is formed. In the developing device 24, the developer is stirred and conveyed by the screw 25 and supplied to the developing sleeve 26. The developer supplied to the developing sleeve 26 is regulated by a doctor blade 27, and the amount of developer supplied is controlled by a doctor gap that is the distance between the doctor blade 27 and the developing sleeve 26. If the doctor gap is too small, the developer amount is too small and the image density becomes insufficient. Conversely, if the doctor gap is too large, the developer amount is excessively supplied and carrier adhesion occurs on the photosensitive drum 21. Problems arise. The developing sleeve 26 is provided with a magnet that forms a magnetic field so as to cause the developer to rise on the peripheral surface, and the developer is placed on the developing sleeve 26 so as to follow a normal magnetic line of force emitted from the magnet. A magnetic brush is formed with a chain. The developing sleeve 26 and the photosensitive drum 21 are disposed so as to be close to each other with a certain gap (developing gap) therebetween, and a developing region is formed in a portion facing both. The developing sleeve 26 is formed of a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape, and is rotated by a rotation driving mechanism (not shown). The magnetic brush is transferred to the developing area by the rotation of the developing sleeve 26. A developing voltage is applied to the developing sleeve 26 from a developing power source (not shown), and the toner on the magnetic brush is separated from the carrier by a developing electric field formed between the developing sleeve 26 and the photosensitive drum 21, Is developed on the electrostatic latent image. An alternating current may be superimposed on the development voltage. The development gap can be set to 0.25 mm to 1.5 mm when the developer particle size is about 5 to 30 times and the developer particle size is 50 μm. If it is wider than this, it is difficult to obtain a desired image density. Further, the doctor gap needs to be the same as or slightly larger than the development gap. The drum diameter and drum linear speed of the photosensitive drum 21 and the sleeve diameter and sleeve linear speed of the developing sleeve 26 are determined by restrictions such as the copying speed and the size of the apparatus. The ratio of the sleeve linear velocity to the drum linear velocity needs to be 1.1 or more in order to obtain a necessary image density. It is also possible to control the process conditions by installing a sensor at a position after development and detecting the toner adhesion amount from the optical reflectance. In the example of FIG. 5, a two-component development system in which development is performed by a magnetic brush composed of a carrier and toner is used, but the present invention is not limited to the two-component development system, and the toner formed on the developing sleeve A one-component development system in which the thin layer is developed on the photoreceptor with an electric field may be used.

磁気ブラシを構成するキャリアには、鉄紛、フェライト紛、磁性粒子を分散した樹脂粒子等の磁性を有する粉体、及び電気特性を制御するために樹脂などで表面を被覆した磁性粉体が好ましく使用される。磁気ブラシを構成するキャリアとしては、感光体ドラム21表面へのダメージを軽減するために球形の粒子を用いるのが好ましく、平均粒径は150μm以下のものが好ましい。キャリアの平均粒径が大きすぎると最密状態に配置してあっても曲率半径が大きく、感光体ドラム21と接触していない面積が増え、トナー像のかけや抜けが発生する。逆に平均粒径があまり小さすぎると、交流電圧を印加する場合には、粒子が動きやすくなって粒子間の磁力を上回り、粒子が飛散してキャリア付着の原因となってしまう。キャリアの平均粒径は、特に30μm以上、100μm以下であることが好ましい。さらに、キャリアの体積抵抗率が低すぎると、現像電圧の印加時にキャリアに電荷が注入され、感光体ドラム21へのキャリア付着を起こしたり、感光体の絶縁破壊を起こしたりするため、体積抵抗率が103Ωcm以上のキャリアを使用する必要がある。 For the carrier constituting the magnetic brush, magnetic powder such as iron powder, ferrite powder, resin particles in which magnetic particles are dispersed, and magnetic powder whose surface is coated with a resin or the like for controlling electric characteristics are preferable. used. As the carrier constituting the magnetic brush, spherical particles are preferably used in order to reduce damage to the surface of the photosensitive drum 21, and those having an average particle diameter of 150 μm or less are preferable. If the average particle diameter of the carrier is too large, the radius of curvature is large even when the carriers are arranged in the close-packed state, the area not in contact with the photosensitive drum 21 increases, and a toner image is dropped or missing. On the other hand, if the average particle size is too small, when an AC voltage is applied, the particles easily move and exceed the magnetic force between the particles, and the particles are scattered and cause carrier adhesion. The average particle diameter of the carrier is particularly preferably 30 μm or more and 100 μm or less. Furthermore, if the volume resistivity of the carrier is too low, charges are injected into the carrier when a developing voltage is applied, causing carrier adhesion to the photosensitive drum 21 or dielectric breakdown of the photosensitive member. However, it is necessary to use a carrier of 10 3 Ωcm or more.

感光ドラム21上に形成されたトナー像は、感光ドラム21と転写ベルト29が接触する転写ニップに搬送される。同時に、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙が転写ニップに進入する。転写ベルト29に接触するバイアスローラ30に、不図示の転写用電源によってトナーと逆極性の転写電圧が印加される。感光ドラム21上に形成されたトナー像は、転写ベルト29と感光ドラム21間に作用する転写電界によって記録紙へ転写される。図5の例では転写部材として転写ベルトの代わりに転写ローラを用いてもよいが、転写ベルトは転写ローラに比べて転写ニップを広くとれる利点がある。図5の例では、転写ベルトを用いた転写方式を用いているが、紙の背面からトナーと逆極性のコロナチャージを与えて紙を帯電させて転写するコロナ転写方式を用いても良い。転写ベルトまたは転写ローラに転写電圧を印加する転写方式は、コロナ転写方式に比べて、紙の帯電が少ないため感光体からの分離が容易で、分離時のはく離放電による画像不良が生じない利点があるが、ベルトやローラがトナーで汚れやすくてクリーニング機構が必要となり、また前記したように画像の中抜けが発生しやすいという欠点もある。   The toner image formed on the photosensitive drum 21 is conveyed to a transfer nip where the photosensitive drum 21 and the transfer belt 29 are in contact with each other. At the same time, the recording paper conveyed from a paper supply tray (not shown) enters the transfer nip. A transfer voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the bias roller 30 in contact with the transfer belt 29 by a transfer power supply (not shown). The toner image formed on the photosensitive drum 21 is transferred onto a recording sheet by a transfer electric field acting between the transfer belt 29 and the photosensitive drum 21. In the example of FIG. 5, a transfer roller may be used as a transfer member instead of the transfer belt, but the transfer belt has an advantage that a transfer nip can be widened compared to the transfer roller. In the example of FIG. 5, a transfer system using a transfer belt is used, but a corona transfer system in which a corona charge having a polarity opposite to that of the toner is applied from the back surface of the paper to charge and transfer the paper may be used. Compared to the corona transfer method, the transfer method that applies the transfer voltage to the transfer belt or the transfer roller is easier to separate from the photoconductor because of less charging of the paper, and has the advantage of not causing image defects due to separation discharge during separation. However, the belt and the roller are easily contaminated with toner, so that a cleaning mechanism is required, and there is also a drawback in that an image is easily lost as described above.

転写の際に感光体ドラムに付着した記録紙は、分離爪31によって感光体ドラム21から分離される。未定着のトナー像が載った記録紙は、定着ローラ33と加圧ローラ34によって記録紙に一定の熱と圧力を加わり、トナーが記録紙上に定着される。なお、定着温度を一定に保つために、定着ローラ33には不図示のサーミスタが接触しており、定着ヒータ35の温度制御を行なっている。定着ローラを用いた定着方式は、熱効率が高く、安全性に優れ、小型化が可能で、低速から高速まで適用範囲が広い。   The recording paper attached to the photosensitive drum during transfer is separated from the photosensitive drum 21 by the separation claw 31. The recording paper on which the unfixed toner image is placed is applied with a certain amount of heat and pressure by the fixing roller 33 and the pressure roller 34, and the toner is fixed on the recording paper. In order to keep the fixing temperature constant, a thermistor (not shown) is in contact with the fixing roller 33 to control the temperature of the fixing heater 35. A fixing method using a fixing roller has high thermal efficiency, excellent safety, can be miniaturized, and has a wide range of applications from low speed to high speed.

一方、転写されずに感光体ドラム21上に残留したトナーは、クリーニングブレード37によって除去され、トナー回収装置38によって回収される。図5の例ではクリーニングブレードを用いているが、ブラシを高速回転させてトナーを除去するファーブラシ方式を用いても良い。クリーニングブレード方式は、トナー除去能力が高く、簡単な構成にできるため小型で安価にできる。   On the other hand, the toner remaining on the photosensitive drum 21 without being transferred is removed by the cleaning blade 37 and recovered by the toner recovery device 38. Although the cleaning blade is used in the example of FIG. 5, a fur brush method in which the brush is rotated at a high speed to remove the toner may be used. Since the cleaning blade method has a high toner removing capability and can be configured simply, it can be made small and inexpensive.

残留トナーを除去された感光体ドラム21は除電ランプ39で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。
なお、図5の例は一つの感光体ドラムと一つの現像装置を用いた白黒画像形成装置だが、本発明は白黒画像形成装置には限定されず、一つの感光体ドラムと複数の現像装置、または複数の感光体ドラムと現像装置を用いたカラー画像形成装置にも適用できる。
The photosensitive drum 21 from which the residual toner has been removed is initialized by the charge eliminating lamp 39 and used for the next image forming process.
The example of FIG. 5 is a black and white image forming apparatus using one photosensitive drum and one developing device, but the present invention is not limited to a black and white image forming apparatus, and one photosensitive drum and a plurality of developing devices, Alternatively, it can be applied to a color image forming apparatus using a plurality of photosensitive drums and a developing device.

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により、何等限定されるものではない。
まず、実施例に使用した不定形のトナー母粒子について説明する。なお、以下で示す部はすべて重量基準である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
First, the irregular toner base particles used in the examples will be described. All parts shown below are based on weight.

ポリエステル樹脂(重量平均分子量25万) 80部
スチレン−メチルメタアクリレート共重合体 20部
酸価ライスワックス(酸価15) 5部
カーボンブラック(三菱化成工業社製、#44) 8部
含金属モノアゾ染料 3部
Polyester resin (weight average molecular weight 250,000) 80 parts Styrene-methyl methacrylate copolymer 20 parts Acid value rice wax (acid value 15) 5 parts Carbon black (Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd., # 44) 8 parts Metal-containing monoazo dye 3 parts

上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、ハンマーミルを用いて得られた混練物を約1mm〜2mmに粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕し、得られた微粉末を分級し、体積平均粒径が4.1μm(トナー母粒子A)、7.2μm(トナー母粒子B)、9.1μm(トナー母粒子C)の不定形トナー母粒子を得た。また、分級条件を変えることにより、粒径分布の狭い体積平均粒径が7.2μmのトナー母粒子(トナー母粒子D)も作製した。トナー粒径分布の測定は、中性界面活性剤を添加した電解水溶液中にトナーを分散し、コールター社製粒径測定装置TA−II型を用いて実施した。図6にトナー母粒子B、図7にトナー母粒子Dの粒径分布を示す。   The mixture having the above composition is sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and then the kneaded product obtained using a hammer mill is about 1 mm to Coarsely pulverize to 2 mm, finely pulverize with a jet mill, and classify the resulting fine powder to have a volume average particle size of 4.1 μm (toner base particle A), 7.2 μm (toner base particle B), 9.1 μm. An irregular toner mother particle (toner mother particle C) was obtained. In addition, toner base particles (toner base particles D) having a narrow volume average particle size of 7.2 μm with a narrow particle size distribution were prepared by changing the classification conditions. The toner particle size distribution was measured by dispersing the toner in an electrolytic aqueous solution to which a neutral surfactant was added and using a particle size measuring device TA-II manufactured by Coulter. FIG. 6 shows the particle size distribution of toner base particle B, and FIG.

(実施例1)
外添剤として一次粒子径の平均値が14nmの疎水性シリカ(キャボット製TS−720)を用い、トナー母粒子Aと該シリカ(シリカA)とを、シリカAの添加量がトナー重量の0.6重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 1)
Hydrophobic silica (Cabot TS-720) having an average primary particle size of 14 nm is used as an external additive. The toner base particles A and the silica (silica A) are added, and the amount of silica A added is 0% of the toner weight. The toner was prepared by blending to 6 wt% and mixing with a Henschel mixer. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例2)
トナー母粒子AとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.8重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 2)
Toner mother particles A and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.8% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例3)
トナー母粒子AとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の1.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 3)
Toner mother particles A and silica A were blended so that the amount of silica A added was 1.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例4)
トナー母粒子AとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の2.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
Example 4
Toner mother particles A and silica A were blended so that the amount of silica A added was 2.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例5)
トナー母粒子AとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の4.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は3000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 5)
Toner mother particles A and silica A were blended so that the amount of silica A added was 4.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 3000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例6)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 6)
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.3% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例7)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.4重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 7)
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.4% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例8)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の1.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 8)
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 1.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例9)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の2.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
Example 9
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 2.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例10)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の3.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は3000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 10)
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 3.0% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 3000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例11)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.2重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 11)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.2% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例12)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 12)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.3% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例13)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.7重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 13)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.7% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例14)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の1.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 14)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 1.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例15)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の2.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 15)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 2.5% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例1)
トナー母粒子AとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 1)
Toner mother particles A and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.3% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例2)
トナー母粒子BとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 2)
Toner mother particles B and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.1% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例3)
トナー母粒子CとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 3)
Toner mother particles C and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.1% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

作製した上記の実施例及び比較例のトナーについて、以下に述べる方法で、外添剤被覆率及び非静電的付着力の測定、複写試験を実施した。
(外添剤被覆率の測定)
電子顕微鏡用観察基板にトナーを付着させ、トナーの付着した観察基板を金でコーティングし、トナーの表面を電子顕微鏡(日立製作所製走査電子顕微鏡S−4500)で観察した。トナー表面を3万倍に拡大した画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像処理ソフト(Media Cybernetics製Image−Pro Plus)を用いて外添剤の面積を計測し、トナー表面画像の面積に対する外添剤面積の比を計算して外添剤被覆率を求めた。外添剤被覆率測定結果を表1に示す。
The toners of the above-described Examples and Comparative Examples thus prepared were subjected to measurement of external additive coverage and non-electrostatic adhesion and copying tests by the methods described below.
(Measurement of external additive coverage)
The toner was adhered to the observation substrate for an electron microscope, the observation substrate to which the toner was adhered was coated with gold, and the surface of the toner was observed with an electron microscope (Hitachi, Ltd., scanning electron microscope S-4500). An image obtained by magnifying the toner surface to 30,000 times is taken into a personal computer, and the area of the external additive is measured using image processing software (Image-Pro Plus manufactured by Media Cybernetics), and the area of the external additive with respect to the area of the toner surface image The external additive coverage was determined by calculating the ratio of Table 1 shows the results of measuring the external additive coverage.

(遠心分離法による付着力測定)
下記構造式(4)のビスアゾ顔料0.4重量部をブチラール樹脂(エスレックBL−S 積水化学(株)製)の5重量%テトラヒドロフラン溶液4重量部、及びテトラヒドロフラン7.6重量部とともにボールミリングし、ミリング後テトラヒドロフランを加えて2重量%に希釈し、電荷発生層形成用塗液を調整した。この感光液を、アルミニウムを100nmの厚さに蒸着した、厚さ75μmのPETフィルム上にドクターブレードにて塗布し、乾燥させて電荷発生層を形成した。
(Measurement of adhesion by centrifugation)
Ball milling 0.4 parts by weight of a bisazo pigment of the following structural formula (4) together with 4 parts by weight of a 5% by weight tetrahydrofuran solution of butyral resin (manufactured by ESREC BL-S Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 7.6 parts by weight of tetrahydrofuran. After milling, tetrahydrofuran was added to dilute to 2% by weight to prepare a coating solution for forming a charge generation layer. This photosensitive solution was applied on a PET film having a thickness of 75 μm in which aluminum was vapor-deposited to a thickness of 100 nm using a doctor blade and dried to form a charge generation layer.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

次に、下記構造式(5)の正孔輸送物質を6重量部と感光体バインダー樹脂としてシクロヘキシリデンビスフェノールポリカーボネート(Zポリカ,帝人化成TS2050)9.0重量部をテトラヒドロフラン67重量部に溶解し、これをドクターブレードにて電荷発生層上に塗布し乾燥させて膜厚が20μmの電荷輸送層を設け、有機感光体を作製した。   Next, 6 parts by weight of a hole transport material of the following structural formula (5) and 9.0 parts by weight of cyclohexylidene bisphenol polycarbonate (Z Polyca, Teijin Chemicals TS2050) as a photosensitive binder resin are dissolved in 67 parts by weight of tetrahydrofuran. This was applied onto the charge generation layer with a doctor blade and dried to provide a charge transport layer having a thickness of 20 μm to produce an organic photoreceptor.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

有機感光体を形成したPETフィルムを直径7.8mmの円板状に切り出し、遠心分離に使用する試料基板上にプラスチック用接着剤を用いて貼り付けた。圧縮空気によって未帯電のトナーを飛散させて、有機感光体上にトナーを付着させた。   The PET film on which the organic photoconductor was formed was cut into a disk shape having a diameter of 7.8 mm, and attached to a sample substrate used for centrifugation using a plastic adhesive. Uncharged toner was scattered by compressed air to adhere the toner onto the organic photoreceptor.

前述した遠心分離法によってトナーと感光体間の非静電的付着力を測定し、比例係数Kと標準偏差σを求めた。比例係数Kと標準偏差σの測定結果を表1に示す。   The non-electrostatic adhesion force between the toner and the photosensitive member was measured by the above-described centrifugal separation method, and the proportionality coefficient K and the standard deviation σ were obtained. Table 1 shows the measurement results of the proportionality coefficient K and the standard deviation σ.

付着力測定に使用した装置及び測定条件は以下のとおりである。
遠心分離装置:日立工機製CP100α(最高回転数:100000rpm、
最大加速度:800,000g)
ロータ:日立工機製アングルロータP100AT
画像処理装置:インタークエスト製Hyper700
試料基板と受け基板:直径8mm、厚み1.5mmの円板で、材料はアルミニウム
スペーサ:外径8mm、内径5.2mm、厚み1mmでのリングで、材料は
アルミニウム
保持部材:直径13mm、長さ59mmの円筒で、材料はアルミニウム
ロータの中心軸から試料基板のトナー付着面までの距離:64.5mm
設定回転数f:1000、1600、2200、2700、3200、5000、
7100、8700、10000、15800、22400、
31600、50000、70700、86600、
100000(rpm)
The apparatus and measurement conditions used for the adhesion force measurement are as follows.
Centrifugal separator: CP100α manufactured by Hitachi Koki (maximum rotational speed: 100,000 rpm,
Maximum acceleration: 800,000g)
Rotor: Hitachi Koki angle rotor P100AT
Image processing device: Interquest Hyper700
Sample substrate and receiving substrate: a disk with a diameter of 8 mm and a thickness of 1.5 mm, and the material is an aluminum spacer: a ring with an outer diameter of 8 mm, an inner diameter of 5.2 mm, and a thickness of 1 mm.
Aluminum Holding member: A cylinder having a diameter of 13 mm and a length of 59 mm. The material is a distance from the central axis of the aluminum rotor to the toner adhesion surface of the sample substrate: 64.5 mm
Set rotation speed f: 1000, 1600, 2200, 2700, 3200, 5000,
7100, 8700, 10000, 15800, 22400,
31600, 50000, 70700, 86600,
100,000 (rpm)

(複写試験)
実施例及び比較例のトナーを、リコー製Imagio MF3550(二成分現像方式のモノクロ複写機)用のキャリアと、トナー濃度が2.5重量%となるように混合して2成分現像剤を作製した。各現像剤について、リコー製Imagio MF3550を使用して5万枚の連続複写を実施した。なお、複写試験では、前記付着力測定の際に使用した感光体材料をアルミニウム製の感光体ドラム(φ60mm)上に浸漬法で形成し、Imagio MF3550((株)リコー製)の感光体ドラムとして用いた。主な複写条件を以下に示す。
(Copy test)
The toners of Examples and Comparative Examples were mixed with Ricoh's Imagio MF3550 (two-component development type monochrome copying machine) carrier so that the toner concentration was 2.5% by weight to prepare a two-component developer. . For each developer, continuous copying of 50,000 sheets was carried out using Imagio MF3550 manufactured by Ricoh. In the copying test, the photoconductor material used for the measurement of the adhesion force was formed on an aluminum photoconductor drum (φ60 mm) by an immersion method, and used as a photoconductor drum of Imagio MF3550 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.). Using. The main copying conditions are shown below.

複写速度:35CPM
感光体の線速:180mm/s
画素密度:400dpi
感光体表面電位:−150V〜−950V
現像電圧:−550V
Copy speed: 35 CPM
Photoconductor linear velocity: 180 mm / s
Pixel density: 400 dpi
Photoconductor surface potential: -150V to -950V
Development voltage: -550V

現像剤を交換後の初期の画像及び5万枚の連続複写後の画像について、地肌汚れ、中抜け画像の評価を実施した。なお、現像剤を交換する時には、同時に感光体も未使用品に変更した。   For the initial image after changing the developer and the image after continuous copying of 50,000 sheets, the background stain and the void image were evaluated. When the developer was changed, the photoconductor was changed to an unused product at the same time.

各評価項目に対する4段階の評価見本を用意し、複写画像及び感光体表面を目視及びCCD顕微鏡カメラ(キーエンス社ハイパーマイクロスコープ)によって観察し、評価見本と比較することによって4段階に評価した。複写試験の評価結果を表1に示す。各段階の評価はそれぞれ以下の状態を表す。
4:問題が無い
3:ほぼ問題が無い
2:やや問題がある
1:問題がある
A four-level evaluation sample for each evaluation item was prepared, and the copied image and the photoreceptor surface were observed visually and with a CCD microscope camera (Keyence Corporation hypermicroscope), and compared with the evaluation sample, and evaluated in four levels. Table 1 shows the evaluation results of the copy test. The evaluation at each stage represents the following states.
4: No problem 3: Almost no problem 2: Some problem 1: Problem

表1において、実施例1〜実施例5は平均粒径4.1μmのトナー母粒子A、実施例6〜実施例10は平均粒径7.2μmのトナー母粒子B、実施例11〜実施例15は平均粒径9.1μmのトナー母粒子Cに対して外添剤添加量を変えた場合の結果を示している。表1のように、外添剤被覆率はトナー母粒子の粒径と外添剤添加量の組み合わせによって変化する。実施例2〜実施例5、実施例7〜実施例10、実施例12〜実施例15は外添剤被覆率が8%以上で、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。また、実施例1、実施例6、実施例11の場合は、外添剤被覆率は8%以下で、標準偏差σが0.65以上だが、比例係数Kは5(nN/μm)以下で、他の実施例よりは複写試験の評価が低いが、ほぼ問題のない画像が得られた。これに対して、比較例1〜比較例3は、比例係数Kが5(nN/μm)以上、標準偏差σが0.65以上となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が発生した。   In Table 1, Examples 1 to 5 are toner base particles A having an average particle diameter of 4.1 μm, Examples 6 to 10 are toner base particles B having an average particle diameter of 7.2 μm, and Examples 11 to Examples. 15 shows the result when the additive amount of the external additive is changed with respect to the toner base particles C having an average particle diameter of 9.1 μm. As shown in Table 1, the external additive coverage varies depending on the combination of the particle size of the toner base particles and the amount of external additive added. Examples 2 to 5, Example 7 to Example 10, and Examples 12 to 15 have an external additive coverage of 8% or more, a proportionality coefficient K of 5 (nN / μm) or less, and a standard deviation σ. Was 0.65 or less, and there was no image defect at the initial stage and after copying 50,000 sheets, and a good copy image could be formed. In the case of Example 1, Example 6, and Example 11, the external additive coverage was 8% or less and the standard deviation σ was 0.65 or more, but the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less. Although the evaluation of the copying test was lower than that of the other examples, an image having almost no problem was obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or more and the standard deviation σ was 0.65 or more, and image defects occurred at the initial stage and after copying 50,000 sheets. .

Figure 2005099878
Figure 2005099878

(実施例16)
トナー母粒子DとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.2重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 16)
Toner mother particles D and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.2% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例17)
トナー母粒子DとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 17)
Toner mother particles D and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.3% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例18)
トナー母粒子DとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 18)
Toner mother particles D and silica A were blended so that the amount of silica A added was 1% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例4)
トナー母粒子DとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 4)
Toner mother particles D and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.1% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

実施例16〜実施例18、比較例4のトナーについて、前記の方法で外添剤被覆率及び非静電的付着力の測定、複写試験を実施し、その結果を表2に示す。   The toners of Examples 16 to 18 and Comparative Example 4 were subjected to the measurement of the external additive coverage and non-electrostatic adhesion and the copying test by the above-mentioned methods, and the results are shown in Table 2.

表2は、体積平均粒径が7.2μmで粒径分布の狭いトナー母粒子Dについて、外添剤添加量を変えた場合の結果を示している。実施例17の場合、外添剤被覆率は8%以下だが、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。実施例13の場合は、トナー母粒子の粒径分布がシャープなので、付着力分布もシャープになり、外添剤被覆率が8%以下でも標準偏差σが0.65以下になったと考えられる。実施例14の場合は、外添剤被覆率が8%以上で、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。また、実施例16の場合は、標準偏差σが0.65以上だが、比例係数Kが5(nN/μm)以下で、他の実施例よりは複写試験の評価が低いが、ほぼ問題のない画像が得られた。これに対して、比較例4の場合、外添剤被覆率が8%以下で、比例係数Kが5(nN/μm)以上、標準偏差σが0.65以上となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が発生した。   Table 2 shows the results when the additive amount of the external additive was changed for the toner base particles D having a volume average particle size of 7.2 μm and a narrow particle size distribution. In Example 17, the external additive coverage was 8% or less, but the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less and the standard deviation σ was 0.65 or less. No good copy image could be formed. In the case of Example 13, since the particle size distribution of the toner base particles is sharp, the adhesion distribution is also sharp, and it is considered that the standard deviation σ is 0.65 or less even when the external additive coverage is 8% or less. In the case of Example 14, the external additive coverage was 8% or more, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less, and the standard deviation σ was 0.65 or less. There was no defect and a good copy image could be formed. In the case of Example 16, although the standard deviation σ is 0.65 or more, the proportionality coefficient K is 5 (nN / μm) or less, and the evaluation of the copying test is lower than that of the other examples, but there is almost no problem. An image was obtained. On the other hand, in the case of Comparative Example 4, the external additive coverage was 8% or less, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or more, and the standard deviation σ was 0.65 or more. An image defect occurred after copying.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

(実施例19)
外添剤として一次粒子径の平均値が40nmの疎水性シリカ(日本エアロジル製RY−50)を用い、トナー母粒子Bと該シリカ(シリカB)とを、シリカBの添加量がトナー重量の1.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 19)
Hydrophobic silica (RY-50, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having an average primary particle size of 40 nm is used as an external additive, and toner base particles B and the silica (silica B) are added. A toner was prepared by blending to 1.0 wt% and mixing with a Henschel mixer. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例20)
トナー母粒子BとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の2.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 20)
Toner mother particles B and silica B were blended so that the amount of silica B added was 2.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例21)
トナー母粒子BとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の3.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は3000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 21)
Toner mother particles B and silica B were blended so that the amount of silica B added was 3.0% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 3000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例5)
トナー母粒子BとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 5)
Toner mother particles B and silica B were blended so that the amount of silica B added was 0.3% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例6)
トナー母粒子BとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の0.8重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 6)
Toner mother particles B and silica B were blended so that the amount of silica B added was 0.8% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

実施例19〜実施例21、比較例5、比較例6のトナーについて、前記の方法で外添剤被覆率及び非静電的付着力の測定、複写試験を実施し、その結果を表3に示す。   The toners of Examples 19 to 21, Comparative Example 5 and Comparative Example 6 were subjected to the measurement of external additive coverage and non-electrostatic adhesion and the copying test by the above-mentioned methods. The results are shown in Table 3. Show.

表3は、体積平均粒径が7.2μmのトナー母粒子Bに対して、一次粒子径の平均値が40nmの疎水性シリカの外添剤添加量を変えた場合の結果を示している。トナー母粒子Bと一次粒子径の平均値が14nmの疎水性シリカを組み合わせている実施例6〜実施例10の結果と比較すると、一定の外添剤被覆率にするために必要な外添剤添加量や、比例係数K及び標準偏差σの値が外添剤の一次粒子径によって異なることがわかる。実施例20〜実施例22はいずれも外添剤被覆率が8%以上で、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。これに対して、比較例5、比較例6の場合、外添剤被覆率が8%以下で、比例係数Kが5(nN/μm)以上、標準偏差σが0.65以上となって、画像不良が発生した。   Table 3 shows the results when the external additive addition amount of hydrophobic silica having an average primary particle size of 40 nm is changed with respect to the toner base particles B having a volume average particle size of 7.2 μm. Compared with the results of Examples 6 to 10 in which the toner base particles B and the hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 14 nm are combined, the external additives necessary to achieve a constant external additive coverage. It can be seen that the amount added, the value of the proportionality coefficient K, and the standard deviation σ vary depending on the primary particle diameter of the external additive. In all of Examples 20 to 22, the external additive coverage was 8% or more, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less, and the standard deviation σ was 0.65 or less. There was no image defect after copying, and a good copied image could be formed. On the other hand, in the case of Comparative Example 5 and Comparative Example 6, the external additive coverage was 8% or less, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or more, and the standard deviation σ was 0.65 or more. An image defect occurred.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

(実施例22)
外添剤として一次粒子径の平均値が15nmの疎水性酸化チタン(テイカ製MT150A)を用い、トナー母粒子Bと該酸化チタン(酸化チタンA)とを、酸化チタンAの添加量がトナー重量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 22)
Hydrophobic titanium oxide having an average primary particle diameter of 15 nm (Taika MT150A) is used as an external additive, and toner mother particles B and the titanium oxide (titanium oxide A) are added. The toner was blended so as to be 0.3% by weight and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例23)
トナー母粒子Bと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の0.4重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 23)
Toner mother particles B and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 0.4% by weight of the amount of toner, and agitated and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例24)
トナー母粒子Bと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の1.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 24)
Toner mother particles B and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 1.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例25)
トナー母粒子Bと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の2.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 25)
Toner mother particles B and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 2.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例26)
トナー母粒子Bと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の3.0重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は3000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 26)
Toner mother particles B and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 3.0% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 3000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例7)
トナー母粒子Bと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 7)
Toner mother particles B and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 0.1% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

実施例22〜実施例26、比較例7のトナーにつ・BR>「て、前記の方法で外添剤被覆率及び非静電的付着力の測定、複写試験を実施し、その結果を表4に示す。   For the toners of Examples 22 to 26 and Comparative Example 7, the measurement of the external additive coverage and the non-electrostatic adhesion force and the copying test were carried out by the above-mentioned methods, and the results were displayed. 4 shows.

表4は、体積平均粒径が7.2μmのトナー母粒子Bに対して、一次粒子径の平均値が14nmの疎水性酸化チタンの外添剤添加量を変えた場合の結果を示している。トナー母粒子Bと一次粒子径の平均値が14nmの疎水性シリカを組み合わせている実施例6〜実施例10の結果と比較すると、比例係数K及び標準偏差σの値が外添剤の素材によって異なることがわかる。実施例23〜実施例26はいずれも外添剤被覆率が8%以上で、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。また、実施例22の場合は、外添剤被覆率が8%以下で、標準偏差σが0.65以上だが、比例係数Kは5(nN/μm)以下で、他の実施例よりは複写試験の評価が低いが、ほぼ問題のない画像が得られた。これに対して、比較例7の場合、比例係数Kが5(nN/μm)以上、標準偏差σが0.65以上となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が発生した。   Table 4 shows the results when the external additive addition amount of hydrophobic titanium oxide having an average primary particle diameter of 14 nm is changed with respect to the toner base particles B having a volume average particle diameter of 7.2 μm. . Compared with the results of Examples 6 to 10 in which toner base particles B and hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 14 nm are combined, the values of proportionality coefficient K and standard deviation σ depend on the material of the external additive. I can see that they are different. In all of Examples 23 to 26, the external additive coverage was 8% or more, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less, and the standard deviation σ was 0.65 or less. There was no image defect after copying, and a good copied image could be formed. In the case of Example 22, the coverage ratio of the external additive was 8% or less and the standard deviation σ was 0.65 or more, but the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less. Although the evaluation of the test was low, an image with almost no problem was obtained. On the other hand, in Comparative Example 7, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or more and the standard deviation σ was 0.65 or more, and an image defect occurred at the initial stage and after copying 50,000 sheets.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

次に、実施例に使用した球形のトナー母粒子について説明する。
モノマー
スチレン 20部
n−ブチルアクリレート 17.8部
カーボンブラック(三菱化学社製:MA−100) 1部
帯電性御剤(オリエント化学社製:E−84) 0.3部
開始剤:ADVN 1部
水系分散媒
イオン交換水 150部
ポリビニルアルコール 5.2部
Next, the spherical toner base particles used in the examples will be described.
Monomer Styrene 20 parts n-Butyl acrylate 17.8 parts Carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation: MA-100) 1 part Charging agent (Orient Chemical Co., Ltd .: E-84) 0.3 part Initiator: ADVN 1 part Aqueous dispersion medium Ion exchange water 150 parts Polyvinyl alcohol 5.2 parts

モノマーと水系分散媒を撹拌槽に入れ、ホモジナイザー(特殊機化工業社製)により9500rpmで10分間懸濁させた。この懸濁液を60℃の湯浴中で8時間撹拌させながら重合を行った。重合終了後、一晩放置し、自然沈降させ、これをイオン交換水にて再沈処理を行い、その後#150メッシュに通して凝集物を取り除き、さらに遠心沈降を行った。これを濾過し減圧乾燥を行って、体積平均粒径が7.3μmの球形トナー母粒子(トナー母粒子E)を得た。   The monomer and the aqueous dispersion medium were placed in a stirring tank and suspended at 9500 rpm for 10 minutes with a homogenizer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). The suspension was polymerized while being stirred in a hot water bath at 60 ° C. for 8 hours. After completion of the polymerization, the mixture was allowed to stand overnight and allowed to settle naturally, and this was subjected to reprecipitation treatment with ion-exchanged water, then passed through a # 150 mesh to remove aggregates, and further subjected to centrifugal sedimentation. This was filtered and dried under reduced pressure to obtain spherical toner base particles (toner base particles E) having a volume average particle diameter of 7.3 μm.

(実施例27)
トナー母粒子EとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.2重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 27)
Toner mother particles E and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.2% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例28)
トナー母粒子EとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 28)
Toner mother particles E and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例29)
トナー母粒子EとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の1.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 29)
Toner mother particles E and silica A were blended so that the amount of silica A added was 1.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例30)
トナー母粒子EとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の0.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 30)
Toner mother particles E and silica B were blended so that the amount of silica B added was 0.5% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例31)
トナー母粒子EとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の1.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 31)
Toner mother particles E and silica B were blended so that the amount of silica B added was 1.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例32)
トナー母粒子EとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の2.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 32)
Toner mother particles E and silica B were blended so that the amount of silica B added was 2.5% by weight of the toner amount, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例33)
トナー母粒子Eと酸化チタンAとを、酸化チタンA添加量がトナー量の0.2重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 33)
Toner mother particles E and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 0.2% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例34)
トナー母粒子Eと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の0.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 34)
Toner mother particles E and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 0.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(実施例35)
トナー母粒子Eと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の1.5重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は2000rpmで、回転時間は5分間とした。
(Example 35)
Toner mother particles E and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 1.5% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 2000 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例8)
トナー母粒子EとシリカAとを、シリカAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 8)
Toner mother particles E and silica A were blended so that the amount of silica A added was 0.1% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例9)
トナー母粒子EとシリカBとを、シリカBの添加量がトナー量の0.3重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 9)
Toner mother particles E and silica B were blended so that the amount of silica B added was 0.3% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

(比較例10)
トナー母粒子Eと酸化チタンAとを、酸化チタンAの添加量がトナー量の0.1重量%となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理してトナーを作製した。ヘンシェルミキサーの混合羽根の回転数は1500rpmで、回転時間は5分間とした。
(Comparative Example 10)
Toner mother particles E and titanium oxide A were blended so that the amount of titanium oxide A added was 0.1% by weight of the amount of toner, and stirred and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. The rotation speed of the mixing blade of the Henschel mixer was 1500 rpm, and the rotation time was 5 minutes.

実施例27〜実施例35、比較例8〜比較例10のトナーについて、前記の方法で外添剤被覆率及び非静電的付着力の測定、複写試験を実施し、その結果を表5に示す。   The toners of Examples 27 to 35 and Comparative Examples 8 to 10 were subjected to the measurement of the external additive coverage and the non-electrostatic adhesion and the copying test by the above-described methods. The results are shown in Table 5. Show.

表5において、体積平均粒径が7.3μmの球形トナー母粒子Eに対して、実施例27〜実施例29は一次粒子径の平均値が14nmの疎水性シリカ、実施例30〜実施例32は一次粒子径の平均値が40nmの疎水性シリカ、実施例33〜実施例35は一次粒子径の平均値が15nmの疎水性酸化チタンの外添剤添加量を変えた場合の結果を示している。体積平均粒径が7.2μmの不定形トナー母粒子Bに対する結果と比較すると、一定の外添剤被覆率にするために必要な外添剤添加量や、比例係数K及び標準偏差σの値がトナー母粒子の形状によって異なることがわかる。いずれの実施例も外添剤被覆率が8%以上で、比例係数Kが5(nN/μm)以下、標準偏差σが0.65以下となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が無く、良好な複写画像を形成することができた。これに対して、比較例8〜比較例10は外添剤被覆率が8%以下で、比例係数Kが5(nN/μm)以上、標準偏差σが0.65以上となって、初期及び5万枚複写後に画像不良が発生した。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
In Table 5, with respect to spherical toner base particles E having a volume average particle size of 7.3 μm, Examples 27 to 29 are hydrophobic silica having an average primary particle size of 14 nm, and Examples 30 to 32. Shows hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 40 nm, and Examples 33 to 35 show the results when the additive amount of the hydrophobic titanium oxide having an average primary particle diameter of 15 nm is changed. Yes. Compared with the results for the irregular toner base particles B having a volume average particle size of 7.2 μm, the amount of additive added necessary to obtain a constant external additive coverage, the value of proportionality coefficient K and standard deviation σ It can be seen that this varies depending on the shape of the toner base particles. In any of the examples, the external additive coverage was 8% or more, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or less, and the standard deviation σ was 0.65 or less. And a good copy image could be formed. In contrast, in Comparative Examples 8 to 10, the external additive coverage was 8% or less, the proportionality coefficient K was 5 (nN / μm) or more, and the standard deviation σ was 0.65 or more. An image defect occurred after copying 50,000 sheets.
As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples.

Figure 2005099878
Figure 2005099878

本発明に係る粉体付着力測定装置における測定セルの説明図。Explanatory drawing of the measurement cell in the powder adhesive force measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る粉体付着力測定装置の遠心分離装置の一部断面側面図。The partial cross section side view of the centrifuge of the powder adhesive force measuring apparatus which concerns on this invention. トナーと感光体間の非静電的付着力分布を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a non-electrostatic adhesion distribution between toner and a photoreceptor. トナーと感光体間の非静電的付着力の平均値Fneとトナー粒径Dの関係を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an average value Fne of a non-electrostatic adhesion force between a toner and a photoreceptor and a toner particle diameter D. 本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus of the present invention. トナー母粒子Bの粒径分布を示す図。FIG. 6 is a view showing a particle size distribution of toner base particles B. トナー母粒子Dの粒径分布を示す図。FIG. 6 is a view showing a particle size distribution of toner base particles D.

符号の説明Explanation of symbols

1 測定セル
2 試料基板
2a 試料面
3 受け基板
3a 付着面
4 スペーサ
5 遠心分離装置
6 ロータ
7 保持部材
7a 棒状部
7b セル保持部
7c 穴部
7d 設置固定部
8 試料設置部
9 回転中心軸
21 感光体ドラム
22 帯電ローラ
23 露光
24 現像装置
25 スクリュー
26 現像スリーブ
27 ドクターブレード
28 転写装置
29 転写ベルト
30 バイアスローラ
31 分離爪
32 定着装置
33 定着ローラ
34 加圧ローラ
35 定着ヒータ
36 クリーニング装置
37 クリーニングブレード
38 トナー回収装置
39 除電ランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement cell 2 Sample substrate 2a Sample surface 3 Receiving substrate 3a Adhesion surface 4 Spacer 5 Centrifugal device 6 Rotor 7 Holding member 7a Rod-like part 7b Cell holding part 7c Hole part 7d Installation fixing part 8 Sample installation part 9 Rotation center axis 21 Photosensitive Body drum 22 Charging roller 23 Exposure 24 Developing device 25 Screw 26 Developing sleeve 27 Doctor blade 28 Transfer device 29 Transfer belt 30 Bias roller 31 Separating claw 32 Fixing device 33 Fixing roller 34 Pressure roller 35 Fixing heater 36 Cleaning device 37 Cleaning blade 38 Toner recovery device 39 Static elimination lamp

Claims (21)

遠心分離法によって測定される電子写真用トナーと電子写真感光体間に働く付着力の内、トナーの帯電に起因しない非静電的付着力に関して、該電子写真用トナーにおける粒径範囲がD±d(μm)、(dが2μm)以下であるトナー粒子群に対する非静電的付着力の平均値をFne(D)(nN)とした場合に、トナー粒径Dを横軸とし、Fne(D)を縦軸としてプロットしたグラフにおける一次回帰直線の比例係数が0.01(nN/μm)〜5(nN/μm)となることを特徴とする電子写真用トナー。   Among the adhesion forces acting between the electrophotographic toner and the electrophotographic photosensitive member measured by the centrifugal separation method, regarding the non-electrostatic adhesion force not caused by charging of the toner, the particle size range of the electrophotographic toner is D ±. When the average value of non-electrostatic adhesion force to a toner particle group having d (μm) or less (d is 2 μm) is Fne (D) (nN), the toner particle diameter D is the horizontal axis, and Fne (D A toner for electrophotography, wherein a proportional coefficient of a linear regression line in a graph plotted with D) as a vertical axis is 0.01 (nN / μm) to 5 (nN / μm). 遠心分離法によって測定される電子写真用トナーと電子写真感光体間に働く付着力の内、トナーの帯電に起因しない非静電的付着力に関して、該電子写真用トナーの非静電的付着力の常用対数分布における標準偏差が0.65以下となることを特徴とする請求項1記載の電子写真用トナー。   Among the adhesive forces acting between the electrophotographic toner and the electrophotographic photosensitive member measured by the centrifugal separation method, the non-electrostatic adhesive force of the electrophotographic toner with respect to the non-electrostatic adhesive force not caused by the charging of the toner. The electrophotographic toner according to claim 1, wherein a standard deviation in the common logarithmic distribution is 0.65 or less. 電子写真用トナーにおいて、一次粒子径の平均値が1nm〜100nmである微粒子から成る外添剤によって外添処理を施し、トナー粒子1粒子当たりの表面積に対する外添剤の被覆面積比率の平均値を8%〜100%にしたことを特徴とする請求項1又は2記載の電子写真用トナー。   In an electrophotographic toner, an external additive treatment is performed with an external additive composed of fine particles having an average primary particle size of 1 nm to 100 nm, and an average value of a coating area ratio of the external additive to a surface area per one toner particle is determined. 3. The toner for electrophotography according to claim 1, wherein the toner is 8% to 100%. 一次粒子径の平均値が5nm〜80nmである微粒子からなる外添剤である請求項3記載の電子写真用トナー。   4. The electrophotographic toner according to claim 3, wherein the toner is an external additive comprising fine particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 80 nm. トナー粒子1粒子当たりの表面積に対する外添剤の被覆面積比率の平均値が10%〜90%である請求項2又は請求項3記載の電子写真用トナー。   4. The electrophotographic toner according to claim 2, wherein the average value of the coating area ratio of the external additive to the surface area per toner particle is 10% to 90%. 外添剤がシリカ、チタニア、アルミナのいずれかを少なくとも1種類以上含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 1, wherein the external additive contains at least one of silica, titania, and alumina. 外添剤がアクリル系重合体、特にポリメチルメタクリレートの有機微粒子である請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to any one of claims 1 to 5, wherein the external additive is an acrylic polymer, particularly organic fine particles of polymethyl methacrylate. 外添剤が疎水化処理されている請求項6又は7に記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 6 or 7, wherein the external additive is hydrophobized. 外添剤が混合装置を用いて外添処理されたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 1, wherein the external additive is externally added using a mixing device. 外添剤がヘンシェルミキサーによって外添処理されたことを特徴とする請求項9に記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 9, wherein the external additive is externally added by a Henschel mixer. 磁性−成分トナーである請求項1〜10のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 1, which is a magnetic-component toner. 磁性キャリアと共に使用される磁性二成分現像剤を構成する非磁性トナーである請求項1〜11いずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 1, which is a nonmagnetic toner constituting a magnetic two-component developer used together with a magnetic carrier. 該電子写真用トナーの体積平均粒径が3μm〜15μmであることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 1, wherein the volume average particle size of the electrophotographic toner is 3 μm to 15 μm. 電子写真用トナーの体積平均粒径が3μm〜10μmであることを特徴とする請求項13に記載の電子写真用トナー。   The electrophotographic toner according to claim 13, wherein the volume average particle diameter of the electrophotographic toner is 3 μm to 10 μm. 結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離型剤を配合して、適当な粒径に造粒し、外添剤を添加してなる請求項1〜14のいずれかに記載の電子写真用トナー。   The electron according to any one of claims 1 to 14, wherein a colorant, a charge control agent, and a release agent are blended in the binder resin, granulated to an appropriate particle size, and an external additive is added. Toner for photography. 感光体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像工程、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写工程を有する画像形成方法において、請求項1〜15のいずれかに記載の電子写真用トナーを使用することを特徴とする画像形成方法。   An image having a latent image forming step for forming an electrostatic latent image on a photosensitive member, a developing step for forming a toner image on the latent image on the photosensitive member, and a transferring step for transferring the formed toner image onto a transfer member. An image forming method using the electrophotographic toner according to claim 1 in the forming method. 感光体が無機感光体である請求項16記載の画像形成方法。   The image forming method according to claim 16, wherein the photoreceptor is an inorganic photoreceptor. 感光体が導電性支持体上に、有機材料の電荷発生層、電荷輸送層が形成され、あるいはさらに保護層が形成されたものである請求項16記載の画像形成方法。   17. The image forming method according to claim 16, wherein the photosensitive member is formed by forming a charge generation layer and a charge transport layer of an organic material on a conductive support, or further forming a protective layer. 感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、該感光体上の潜像上にトナー像を形成する現像手段、形成されたトナー像を転写体上に転写する転写手段を有する画像形成装置において、請求項1〜15のいずれかに記載の電子写真用トナーを使用することを特徴とする画像形成装置。   An image having latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the photosensitive member, developing means for forming a toner image on the latent image on the photosensitive member, and transfer means for transferring the formed toner image onto the transfer member. 16. An image forming apparatus using the electrophotographic toner according to claim 1 in the forming apparatus. 感光体が無機感光体である請求項19記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 19, wherein the photoconductor is an inorganic photoconductor. 感光体が導電性支持体上に、有機材料の電荷発生層、電荷輸送層が形成され、あるいはさらに保護層が形成されたものである請求項19記載の画像形成装置。   20. The image forming apparatus according to claim 19, wherein the photosensitive member is formed by forming a charge generation layer and a charge transport layer of an organic material on a conductive support, or further forming a protective layer.
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