JP2005173065A - Toner for electrostatic charge image development and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電荷像現像用トナー及び画像形成方法に関する。更に詳しくは、非磁性一成分方式の複写機やプリンター等の画像形成装置による現像に用いた場合に、高速印刷が可能であり、さらに、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できると共に、画像濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる静電荷像現像用トナー及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic image developing toner and an image forming method. More specifically, high-speed printing is possible when used for development by an image forming apparatus such as a non-magnetic one-component copying machine or printer, and further, from a developing device such as a developing roller even during long-time development processing. The present invention relates to a toner for developing an electrostatic charge image and an image forming method capable of suppressing contamination in an image forming apparatus without dropping off or leaking and obtaining a high-quality image without image density unevenness.
電子写真技術は、即時性、画像の高品質性などの点から、近年では複写機の分野にとどまらず、各種プリンターの分野でも広く使われている。
電子写真方式による可視画像の形成は、一般に、先ず感光体ドラム上に静電潜像を形成させ、次いでこれをトナーにより現像した後、転写紙等に転写させ、熱等により定着させることによりなされる。この際の現像方式としては一般に、キャリアとトナーとを混合して用いる二成分現像方式、または、キャリアを用いない一成分現像方式が用いられる。このうち二成分現像方式は、トナーの消費に伴ってその必要量を補給する、いわゆるトナー濃度コントロール機構が必要であるため、装置の大型化及びコスト高の面で問題があった。このため、近年のパーソナルプリンタやフルカラープリンタの増加にともない、装置の小型化が可能である一成分現像方式、特に非磁性一成分現像方式を採用するものが多くなってきている。
In recent years, electrophotographic technology has been widely used not only in the field of copying machines but also in various printer fields in terms of immediacy and high image quality.
In general, a visible image is formed by electrophotography by first forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum, then developing it with toner, transferring it to transfer paper, and fixing it with heat or the like. The As a developing method at this time, a two-component developing method using a mixture of a carrier and a toner or a one-component developing method not using a carrier is generally used. Of these, the two-component development method requires a so-called toner density control mechanism that replenishes the required amount as the toner is consumed, and thus has a problem in terms of size and cost of the apparatus. For this reason, with the recent increase in personal printers and full-color printers, an increasing number of apparatuses adopt a one-component development system, particularly a non-magnetic one-component development system, which can reduce the size of the apparatus.
一方、近年、複写機やプリンター等が具備すべき性能として高画質化があり、それを達成するためには、小粒径かつ粒度分布の狭いトナーが必要であるが、従来行われてきた溶融混練粉砕法では、このようなトナーを収率よく得ることが困難であった。このような問題点を改善する方法として、懸濁重合法や乳化重合凝集法によるトナー等が提案されている。これら重合法と呼ばれる製造方法はトナーの粒径制御が容易であるので小粒径かつ粒度分布の狭いトナーを得ることができ、更には、粉砕工程が無いので低軟化点の結着樹脂を使用することができるため、低温定着性をも改善することができる。 On the other hand, in recent years, there has been an increase in image quality as a performance that copiers and printers should have, and in order to achieve this, a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution is required. In the kneading and pulverization method, it is difficult to obtain such a toner with a high yield. As a method for improving such a problem, a toner by a suspension polymerization method or an emulsion polymerization aggregation method has been proposed. These production methods called polymerization methods make it easy to control the particle size of the toner, so that a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution can be obtained. Furthermore, since there is no pulverization step, a binder resin with a low softening point is used. Therefore, the low-temperature fixability can also be improved.
このような懸濁重合法や乳化重合凝集法によるトナーを、前記の非磁性一成分現像に用いる場合には、通常、懸濁重合法や乳化重合凝集法で得られたトナー母粒子の表面に外添微粒子を付着させたものが用いられている(例えば、特許文献1 参照)。これは、非磁性一成分現像方式の場合、現像ローラ上に供給されたトナーを層厚規制ブレード等との接触によって帯電させる必要があり、外添微粒子によって十分な帯電量を保持する必要があるためである。特に、乳化重合凝集法によるトナー母粒子は懸濁重合法によるトナー母粒子に較べて円形度が低いため、安定した帯電量および流動性を確保するためには、従来、高い被覆率で外添微粒子を付着させる必要があった。
他方、近年は一層の高速印刷性が要求されており、これを達成するためにはトナーに対して更なる低温定着性および耐オフセット性の向上が要求されているが、未だ十分なレベルに達していないのが現状である。特に、低温定着性を向上しようとした場合、多量の外添微粒子が存在すると速やかなトナーの溶融(軟化)や定着が困難となるため、上記の安定した帯電量および流動性の確保と両立することが困難であった。また、印刷速度の高速化に伴い、現像装置からのトナー漏れが顕著になる等の新たな問題も発生しており、どのようにすれば高速印刷に適した非磁性一成分現像用トナーが得られるかは明らかでなかった。 On the other hand, in recent years, higher-speed printability has been demanded, and to achieve this, further improvements in low-temperature fixability and offset resistance have been demanded on the toner, but this has still reached a sufficient level. The current situation is not. In particular, when trying to improve the low-temperature fixability, if a large amount of externally added fine particles are present, it becomes difficult to quickly melt (soften) or fix the toner, which is compatible with ensuring the above stable charge amount and fluidity. It was difficult. In addition, with the increase in printing speed, new problems such as remarkable toner leakage from the developing device have occurred, and in this way, a non-magnetic one-component developing toner suitable for high-speed printing can be obtained. It wasn't clear whether it was possible.
本発明は、前述の従来技術に鑑みてなされたものであって、従って、本発明は高速印刷が可能であり、さらに、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できると共に、画像濃度ムラのない高画質の画像が得られる、非磁性一成分現像用の静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described prior art. Accordingly, the present invention is capable of high-speed printing, and further, even during long-time development processing, the developer roller or the like is not dropped or leaked. An object of the present invention is to provide an electrostatic charge image developing toner for non-magnetic one-component development and an image forming method capable of suppressing contamination in the image forming apparatus and obtaining a high-quality image without image density unevenness. .
本発明者は、前記問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来用いられている非磁性一成分現像用のトナーに較べて外添微粒子を低被覆率で付着してなるトナーが、意外にも高速印刷性が良好であることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の要旨の一つは、非磁性一成分現像に用いる静電荷像現像用トナーであって、該トナーは乳化重合凝集法により得られたものであり、かつ、下記(A)式で求められる外添微粒子の被覆率が300%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー、に存する。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has unexpectedly found that a toner formed by attaching externally added fine particles at a low coverage compared with a conventionally used toner for non-magnetic one-component development. In addition, the inventors have found that high-speed printability is good and have completed the present invention. That is, one of the gist of the present invention is an electrostatic image developing toner used for non-magnetic one-component development, the toner obtained by an emulsion polymerization aggregation method, and the following formula (A) The toner for developing an electrostatic charge image is characterized in that the coverage of the externally added fine particles obtained in (1) is 300% or less.
Dt:トナー母粒子の平均粒径 (μm)
ρt:トナー母粒子の真密度(g/cm3)
Dn:外添微粒子nの平均粒径 (μm)
ρn:外添微粒子nの真密度(g/cm3)
Wn:外添微粒子nの添加部数(トナー母粒子100重量部に対する重量部)
a:外添微粒子の種類の数。
Dt: Average particle diameter of toner base particles (μm)
ρt: True density of toner base particles (g / cm 3 )
Dn: average particle diameter of externally added fine particles n (μm)
ρn: true density of externally added fine particles n (g / cm 3 )
Wn: number of added external fine particles n (parts by weight based on 100 parts by weight of toner base particles)
a: Number of types of externally added fine particles.
また、本発明者は、さらに前記問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、前記トナーを用いるとともに、特定の帯電性を有する材料を最外層に有する層厚規制部材および/または現像ローラを用いた画像形成方法によれば、高速印刷性が良好であるとともに、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できると共に、画像濃度ムラのない高画質の画像を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明の要旨の他の一つは、前記の静電荷像現像用トナーを現像剤として用いる非磁性一成分方式の画像形成方法であって、画像形成装置を構成する層厚規制部材および現像ローラのうち少なくとも何れかの最外層が、ポリウレタンよりも帯電列の関係においてプラス側の帯電性を有する材料であることを特徴とする画像形成方法、に存する。 In addition, as a result of intensive studies to solve the above problem, the present inventor uses a layer thickness regulating member and / or a developing roller that uses the toner and has a material having a specific charging property as an outermost layer. According to the image forming method, the high-speed printability is good, and there is no dropout or leakage from the developing device such as the developing roller even in the long-time development processing, and the contamination in the image forming device can be suppressed and the image density can be suppressed. The present inventors have found that high-quality images without unevenness can be obtained, and have completed the present invention. That is, another aspect of the present invention is a non-magnetic one-component image forming method using the toner for developing an electrostatic charge image as a developer, a layer thickness regulating member constituting the image forming apparatus, and The image forming method is characterized in that at least one of the outermost layers of the developing roller is a material having a charging property on the positive side in relation to a charged row as compared with polyurethane.
本発明によれば、高速印字時においても広い非オフセット温度域が得られ、さらに、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できると共に、画像濃度ムラのない高画質の画像が得られる、非磁性一成分現像用の静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を提供することができる。 According to the present invention, a wide non-offset temperature range can be obtained even during high-speed printing, and further, there is no dropout or leakage from the developing device such as a developing roller even during long-time development processing, thereby suppressing contamination in the image forming apparatus. In addition, it is possible to provide an electrostatic charge image developing toner for non-magnetic one-component development and an image forming method capable of obtaining a high-quality image free from uneven image density.
以下、本発明の静電荷像現像用トナー及び画像形成方法について詳細に説明する。
本発明の静電荷像現像用トナーは、乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子の表面に、外添微粒子が外添されたものである。
本発明において、乳化重合凝集法とは、少なくとも乳化重合法で得られた重合体一次粒子を含有するエマルジョンを凝集する工程を有する製造法を意味する。そして、乳化重合凝集法では、通常、重合開始剤及び乳化剤を含有する水性媒体中に重合体一次粒子を構成する重合性モノマーを乳化させ、攪拌下に重合性モノマーを重合させて、先ず重合体一次粒子のエマルジョンを製造し、次いで、得られた重合体一次粒子エマルジョンに着色剤ならびに、必要に応じて帯電制御剤、離型剤等を添加して重合体一次粒子を凝集させて一次粒子の凝集体となし、更に一次粒子凝集体を加熱により熟成させることにより製造する。
Hereinafter, the electrostatic image developing toner and the image forming method of the present invention will be described in detail.
The toner for developing an electrostatic image of the present invention is obtained by externally adding fine particles added to the surface of toner base particles obtained by an emulsion polymerization aggregation method.
In the present invention, the emulsion polymerization aggregation method means a production method having a step of aggregating an emulsion containing at least polymer primary particles obtained by the emulsion polymerization method. In the emulsion polymerization aggregation method, usually, a polymerizable monomer constituting the polymer primary particles is emulsified in an aqueous medium containing a polymerization initiator and an emulsifier, and the polymerizable monomer is polymerized with stirring, and then the polymer is first polymerized. An emulsion of primary particles is produced, and then a colorant and, if necessary, a charge control agent, a release agent, and the like are added to the obtained polymer primary particle emulsion to aggregate the polymer primary particles. It is produced as an aggregate, and further, the primary particle aggregate is aged by heating.
重合体一次粒子を構成する重合性モノマーは限定されないが、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−n−ノニルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル、アクリルアミド、N−プロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、アクリル酸アミド等が挙げられ、中でもスチレン、ブチルアクリレート等が特に好ましい。これらのモノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。 The polymerizable monomer constituting the polymer primary particle is not limited, and examples thereof include styrene, methylstyrene, chlorostyrene, dichlorostyrene, p-tert-butylstyrene, pn-butylstyrene, and pn-nonylstyrene. Styrenes, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, ethyl hexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-methacrylic acid n- (Meth) acrylic acid esters such as butyl, isobutyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, ethylhexyl methacrylate, acrylamide, N-propylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dipropylacrylate Ruamido, N, N-dibutyl acrylamide, acrylic acid amide, and the like. Among these styrene, butyl acrylate are particularly preferred. These monomers may be used alone or in combination.
また、重合体一次粒子を構成する重合性モノマーは、前記モノマーとともに、或いは前記モノマーに代えて、ブレンステッド酸性基を有するモノマー(以下、単に酸性モノマーと称すことがある)及び/またはブレンステッド塩基性基を有するモノマー(以下、単に塩基性モノマーと称することがある)を原料モノマーとして使用することも好ましい。酸性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸等のカルボキシル基を有するモノマー、スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有するモノマー、ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有するモノマー等が挙げられる。また、塩基性モノマーとしては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有モノマー、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。これら酸性モノマー及び塩基性モノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよく、また、対イオンを伴って塩として存在していてもよい。 In addition, the polymerizable monomer constituting the polymer primary particles may be a monomer having a Bronsted acidic group (hereinafter sometimes simply referred to as an acidic monomer) and / or a Bronsted base together with or in place of the monomer. It is also preferable to use a monomer having a functional group (hereinafter sometimes simply referred to as a basic monomer) as a raw material monomer. Examples of acidic monomers include monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and cinnamic acid, monomers having a sulfonic acid group such as sulfonated styrene, and sulfonamide groups such as vinylbenzenesulfonamide. And the like. In addition, as the basic monomer, an aromatic vinyl compound having an amino group such as aminostyrene, a nitrogen-containing heterocyclic ring-containing monomer such as vinylpyridine or vinylpyrrolidone, or an amino group such as dimethylaminoethyl acrylate or diethylaminoethyl methacrylate ( And (meth) acrylic acid esters. These acidic monomers and basic monomers may be used alone or in combination, and may exist as a salt with a counter ion.
重合体一次粒子を構成するモノマーとして酸性モノマーまたは塩基性モノマーを使用する場合、酸性モノマーおよび塩基性モノマーの合計量は、重合体一次粒子を構成する全モノマー100重量部に対して好ましくは0.05重量部以上、より好ましくは0.5重量部以上、更に好ましくは1重量部以上であり、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下であることが望ましい。このように酸性モノマーまたは塩基性モノマーを使用することにより、重合体一次粒子の分散安定性が向上する場合がある。 When an acidic monomer or a basic monomer is used as the monomer constituting the polymer primary particles, the total amount of the acidic monomer and the basic monomer is preferably 0.00 with respect to 100 parts by weight of the total monomers constituting the polymer primary particles. It is desirable that the amount is not less than 05 parts by weight, more preferably not less than 0.5 parts by weight, still more preferably not less than 1 part by weight, preferably not more than 10 parts by weight, more preferably not more than 5 parts by weight. Thus, by using an acidic monomer or a basic monomer, the dispersion stability of the polymer primary particles may be improved.
更に、重合体一次粒子を構成するモノマーとして多官能性モノマーを使用することもできる。多官能性モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ジアリ
ルフタレート等が挙げられ、また、反応性基をペンダントグループに有するモノマー、例えばグリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いることも可能である。中でもラジカル重合性の二官能性モノマーが好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレートが特に好ましい。これら多官能性モノマーは、単独で用いても複数を混合して用いてもよい。
Furthermore, a polyfunctional monomer can also be used as a monomer constituting the polymer primary particles. Examples of the multifunctional monomer include divinylbenzene, hexanediol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol acrylate, diallyl phthalate, and the like. It is also possible to use monomers having a reactive group in the pendant group, such as glycidyl methacrylate, methylol acrylamide, acrolein and the like. Of these, radical polymerizable bifunctional monomers are preferable, and divinylbenzene and hexanediol diacrylate are particularly preferable. These polyfunctional monomers may be used alone or in combination.
重合体一次粒子を構成するモノマーとして多官能性モノマーを使用する場合、その含有量は、重合体一次粒子を構成する全モノマー100重量部に対して好ましくは0.005重量部以上、より好ましくは0.1重量部以上、更に好ましくは0.3重量部以上であり、好ましくは5重量部以下、より好ましくは3重量部以下、更に好ましくは1重量部以下であることが望ましい。このように多官能性モノマーを使用することにより、定着性が向上する場合がある。 When a polyfunctional monomer is used as the monomer constituting the polymer primary particles, the content thereof is preferably 0.005 parts by weight or more, more preferably 100 parts by weight or more based on the total monomers constituting the polymer primary particles. It is desirable that it is 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.3 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or less, and still more preferably 1 part by weight or less. By using a polyfunctional monomer in this way, the fixability may be improved.
重合開始剤としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類、t−ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、p−メンタンヒドロパーオキシド等の有機過酸化物類、過酸化水素等の無機過酸化物類等の一種或いは二種以上が、通常、重合性モノマー100重量部に対して0.05〜2重量部の量で用いられる。中でも、重合開始剤としては無機過酸化物類が好ましい。また、これらの重合開始剤に、アスコルビン酸、酒石酸、クエン酸等の還元性有機化合物類、チオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物類等の還元剤の一種或いは二種以上を併用したレドックス系開始剤とすることもできる。 Examples of the polymerization initiator include persulfates such as sodium persulfate and ammonium persulfate, organic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, and p-menthane hydroperoxide, hydrogen peroxide, and the like. One or two or more inorganic peroxides are usually used in an amount of 0.05 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer. Of these, inorganic peroxides are preferred as the polymerization initiator. In addition, these polymerization initiators may be one of reducing agents such as reducing organic compounds such as ascorbic acid, tartaric acid and citric acid, and reducing inorganic compounds such as sodium thiosulfate, sodium bisulfite and sodium metabisulfite. It can also be set as the redox type | system | group initiator which used 2 or more types together.
また、必要に応じて公知の連鎖移動剤を使用することもでき、具体的には、t―ドデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロブロモメタン等が挙げられる。連鎖移動剤は単独または2種類以上の併用でもよく、全モノマーに対して通常5重量%以下の範囲で用いられる。
乳化剤としては、通常、非イオン性、アニオン性、カチオン性、及び両性の界面活性剤等が用いられる。非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル類、ソルビタンモノラウレート等のソルビタン脂肪酸エステル類等が、アニオン性界面活性剤としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルアリールスルホン酸塩類、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩類等が、カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート等のアルキルアミン類、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド等の4級アンモニウム塩類等が、両性界面活性剤としては、例えば、ラウリルベタイン等のアルキルベタイン類等が挙げられ、これらの一種或いは二種以上が用いられる。これらの中で、非イオン性界面活性剤、アニオン系界面活性剤が好ましい。乳化剤としての使用量は、通常、重合性モノマー100重量部に対して1〜10重量部とされ、また、これらの乳化剤に、例えば、部分或いは完全ケン化ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体類等の一種或いは二種以上を保護コロイドとして併用することができる。
Moreover, a well-known chain transfer agent can also be used as needed, Specifically, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, diisopropyl xanthogen, carbon tetrachloride, trichlorobromomethane, etc. are mentioned. The chain transfer agent may be used alone or in combination of two or more, and is usually used in the range of 5% by weight or less based on the total monomers.
As the emulsifier, nonionic, anionic, cationic and amphoteric surfactants are usually used. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyalkylene alkyl phenyl ethers such as polyoxyethylene octylphenyl ether, and sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monolaurate. Examples of the anionic surfactant include fatty acid salts such as sodium stearate and sodium oleate, alkylaryl sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, and alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate. Examples of the cationic surfactant include amphoteric surfactants such as alkylamines such as laurylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride. Is, for example, alkyl betaines such as lauryl betaine, and the like, or these one or two is used. Of these, nonionic surfactants and anionic surfactants are preferred. The amount used as an emulsifier is usually 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer, and these emulsifiers include, for example, partially or fully saponified polyvinyl alcohols such as saponified polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose. 1 type, or 2 or more types, such as cellulose derivatives, etc. can be used together as a protective colloid.
尚、乳化重合における前記重合性モノマーの反応系への添加は、一括添加、連続添加、間欠添加のいずれであってもよいが、反応制御の点からは連続添加によるのが好ましい。また、複数のモノマーを使用する場合における各モノマーの添加は、別々に加えても、予め複数のモノマーを混合して同時に添加しても良い。更に、モノマー添加途中でモノマー組成を変化させることも可能である。また、前記乳化剤の反応系への添加についても、一括添加、連続添加、間欠添加のいずれであってもよい。また、反応系には、前記乳化剤、前記重合開始剤の他に、pH調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができ
る。
In addition, the addition of the polymerizable monomer to the reaction system in the emulsion polymerization may be any of batch addition, continuous addition, and intermittent addition, but from the viewpoint of reaction control, continuous addition is preferable. Moreover, when using a some monomer, the addition of each monomer may be added separately, or a plurality of monomers may be mixed and added simultaneously. Furthermore, it is possible to change the monomer composition during the monomer addition. The addition of the emulsifier to the reaction system may be any of batch addition, continuous addition, and intermittent addition. In addition to the emulsifier and the polymerization initiator, a pH adjuster, a polymerization degree adjuster, an antifoaming agent, and the like can be appropriately added to the reaction system.
本発明における重合体一次粒子は、前記の通り得られた異なる重合体一次粒子を複数併用することもできる。
本発明における重合体一次粒子は、前記の乳化重合によって得られたものとともに、その他の重合方法で得られた粒子を併用することもできる。このような粒子としては、例えば、前記の乳化重合で得られるものと同様の組成をもつ粒子の他に、酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、ビニルピロリドン等のビニル系単量体の単独重合体または共重合体、飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などの熱可塑性樹脂、及び、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂などの熱硬化性樹脂等からなる粒子が挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。
The polymer primary particles in the present invention can be used in combination with a plurality of different polymer primary particles obtained as described above.
The polymer primary particles in the present invention can be used in combination with particles obtained by the above-described emulsion polymerization and particles obtained by other polymerization methods. Examples of such particles include, in addition to particles having the same composition as that obtained by emulsion polymerization, vinyl monomers such as vinyl acetate, vinyl chloride, vinyl alcohol, vinyl butyral, and vinyl pyrrolidone. Homopolymers or copolymers, saturated polyester resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyolefin resins, polyarylate resins, polysulfone resins, polyphenylene ether resins, and other thermoplastic resins, and unsaturated polyester resins, phenol resins, epoxy resins, Examples thereof include particles made of a thermosetting resin such as a urethane resin and a rosin-modified maleic resin, and two or more of these may be used in combination.
本発明における重合体一次粒子の体積平均粒径は、通常0.02μm以上、好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上であり、通常3μm以下、好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下であることが望ましい。なお、体積平均粒径は、例えば日機装社製マイクロトラックUPAを用いて測定することができる。粒径が前記範囲未満では、凝集速度の制御が困難となる場合があり、前記範囲超過では、凝集して得られるトナーの粒径が大きくなり易く、目的とする粒径のトナーを得ることが困難となる場合がある。 The volume average particle size of the polymer primary particles in the present invention is usually 0.02 μm or more, preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, usually 3 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm. The following is desirable. The volume average particle diameter can be measured using, for example, Nikkiso Microtrac UPA. When the particle size is less than the above range, it may be difficult to control the aggregation rate. When the particle size exceeds the above range, the particle size of the toner obtained by aggregation tends to be large, and a toner having a target particle size can be obtained. It can be difficult.
本発明における重合体一次粒子は、ガラス転移温度が、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下であることが望ましい。ガラス転移温度が前記範囲である場合、トナーの保存性、定着性が良好となるため望ましい。ここで結着樹脂のTgは、示差走査熱量計(島津製作所社製DTA−40)において、昇温速度10℃/分の条件で測定した曲線の転移(変曲)開始部に接線を引き、2つの接線の交点の温度として求めることができる。 The polymer primary particles in the present invention preferably have a glass transition temperature of 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower. When the glass transition temperature is within the above range, it is desirable because the storage stability and fixing property of the toner are improved. Here, the Tg of the binder resin draws a tangent to the start of transition (inflection) of the curve measured on the differential scanning calorimeter (DTA-40 manufactured by Shimadzu Corporation) under the condition of a temperature rising rate of 10 ° C./min. It can be determined as the temperature of the intersection of two tangents.
また、本発明における重合体一次粒子は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるピーク分子量のうち少なくとも1つが、好ましくは3000以上、より好ましくは1万以上、さらに好ましくは3万以上であり、好ましくは10万以下、より好ましくは7万以下、さらに好ましくは6万以下に存在することが望ましい。ピーク分子量が前記範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、定着性が良好となるため望ましい。ここで、前記ピーク分子量とは、ポリスチレン換算した値を用いるものとし、測定に際しては溶媒に不溶の成分を除くものとする。 Further, the polymer primary particles in the present invention have at least one of peak molecular weights in gel permeation chromatography, preferably 3000 or more, more preferably 10,000 or more, further preferably 30,000 or more, preferably 100,000. In the following, it is desirable to be present at 70,000 or less, more preferably 60,000 or less. When the peak molecular weight is in the above range, it is desirable because the durability, storage stability, and fixability of the toner are improved. Here, as the peak molecular weight, a value converted to polystyrene is used, and components insoluble in a solvent are excluded in measurement.
本発明における着色剤も限定されるものではなく、トナーの着色剤として一般に用いられている各種の無機系及び有機系の染料や顔料などが用いられ、具体的には、例えば、鉄粉、銅粉等の金属粉、ベンガラ等の金属酸化物、ファーネスブラック、ランプブラック等のカーボンブラックに代表されるカーボン類等の無機系顔料、ベンジジンイエロー、ベンジジンオレンジ等のアゾ系、キノリンイエロー、アシッドグリーン、アルカリブルー等の染料の沈殿剤による沈殿物やローダミン、マゼンタ、マカライトグリーン等の染料のタンニン酸、リンモリブデン酸等による沈殿物等の酸性染料や塩基性染料、ヒドロキシアントラキノン類の金属塩等の媒染染料、フタロシアニンブルー、スルホン酸銅フタロシアニン等のフタロシアニン系、キナクリドンレッド、キナクリドンバイオレット等のキナクリドン系やジオキサン系等の有機系顔料、アニリン黒、アゾ染料、ナフトキノン染料、インジゴ染料、ニグロシン染料、フタロシアニン染料、ポリメチン染料、ジ及びトリアリルメタン染料等の合成染料などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。 The colorant in the present invention is not limited, and various inorganic and organic dyes and pigments generally used as a colorant for toner are used. Specifically, for example, iron powder, copper Metal powders such as powder, metal oxides such as Bengala, inorganic pigments such as carbon represented by carbon black such as furnace black and lamp black, azo series such as benzidine yellow and benzidine orange, quinoline yellow, acid green, Precipitation with a precipitating agent of dyes such as alkali blue, acid dyes such as rhodamine, magenta, and macalite green dyes such as tannic acid and phosphomolybdic acid, basic dyes, and mordanting of metal salts of hydroxyanthraquinones Dyes, phthalocyanine blue, phthalocyanine-based phthalocyanine such as copper phthalocyanine sulfonate, quinac Organic pigments such as quinacridone and dioxane, such as Don Red and Quinacridone Violet, synthetic dyes such as aniline black, azo dye, naphthoquinone dye, indigo dye, nigrosine dye, phthalocyanine dye, polymethine dye, di- and triallylmethane dye These may be used in combination of two or more.
前記着色剤の含有割合は、前記重合体一次粒子100重量部に対して1〜20重量部であるのが好ましく、2〜15重量部であるのが更に好ましい。
本発明のトナーは非磁性一成分現像用のトナーであるが、その特性を失わない範囲で磁性を有する着色剤を用いても良い。磁性着色剤としては、複写機等の使用環境温度である0〜60℃付近においてフェリ磁性或いはフェロ磁性を示す強磁性物質、具体的には、例えば、マグネタイト(Fe3 O4 )、マグヘマタイト(γ−Fe2 O3 )、マグネタイトとマグヘマタイトの中間物や混合物、フェライト(Mx Fe3-x O4 ;式中、Mは、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd等)等のスピネルフェライト、BaO・6Fe2 O3 、SrO・6Fe2 O3 等の6方晶フェライト、Y3 Fe5 O12、Sm3 Fe5 O12等のガーネット型酸化物、CrO2 等のルチル型酸化物、及び、Cr、Mn、F
e、Co、Ni等の金属或いはそれらの強磁性合金等のうち0〜60℃付近において磁性を示すものが挙げられ、中でも、マグネタイトが好ましい。非磁性トナーとしての特性を持たせつつ、飛散防止や帯電制御等の観点で添加する場合は、その添加量は重合体一次粒子100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.2〜8重量部、より好ましくは0.5〜5重量部であることが望ましい。
The content of the colorant is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer primary particles.
Although the toner of the present invention is a toner for non-magnetic one-component development, a magnetic colorant may be used as long as the characteristics are not lost. Examples of the magnetic colorant include a ferromagnetic material exhibiting ferrimagnetism or ferromagnetism in the vicinity of 0 to 60 ° C., which is the use environment temperature of a copying machine, such as magnetite (Fe 3 O 4 ), maghematite ( γ-Fe 2 O 3 ), intermediates and mixtures of magnetite and maghematite, ferrite (M x Fe 3 -x O 4 ; where M is Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd Spinel ferrite such as BaO · 6Fe 2 O 3 , hexagonal ferrite such as SrO · 6Fe 2 O 3 , garnet type oxide such as Y 3 Fe 5 O 12 and Sm 3 Fe 5 O 12 , CrO 2 etc. Rutile oxide and Cr, Mn, F
Among the metals such as e, Co, Ni, and their ferromagnetic alloys, those exhibiting magnetism in the vicinity of 0 to 60 ° C. may be mentioned, and among these, magnetite is preferable. When it is added from the viewpoint of scattering prevention, charge control, etc. while having the characteristics as a non-magnetic toner, the addition amount is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0, per 100 parts by weight of the polymer primary particles. .2-8 parts by weight, more preferably 0.5-5 parts by weight.
また、本発明の静電荷像現像用トナーは帯電制御剤を含有していてもよく、その帯電制御剤としても、従来公知の、例えば、ニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン系樹脂等の正荷電性帯電制御剤、または、クロム、コバルト、アルミニウム、鉄等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸若しくはアルキルサリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウム等の金属塩や金属錯体、ベンジル酸の金属塩や金属錯体、アミド化合物、フェノール化合物、ナフトール化合物、フェノールアミド化合物等の負荷電性帯電制御剤などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。 The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention may contain a charge control agent, and as the charge control agent, for example, a conventionally known nigrosine dye, quaternary ammonium salt compound, triphenylmethane, and the like. Compounds, imidazole compounds, positive charge control agents such as polyamine resins, or metal-containing azo dyes such as chromium, cobalt, aluminum and iron, metal salts such as chromium, zinc and aluminum of salicylic acid or alkylsalicylic acid And negatively charged charge control agents such as metal salts and metal complexes of benzylic acid, amide compounds, phenolic compounds, naphthol compounds, and phenolamide compounds, and two or more of these may be used in combination.
尚、前記帯電制御剤の含有割合は、前記重合体一次粒子100重量部に対して0.01〜10重量部であるのが好ましく、0.1〜5重量部であるのが更に好ましい。
また、本発明の静電荷像現像用トナーは、更に、転写材への定着時の離型性等の改良のために離型剤を含有しているのが好ましく、その離型剤としては、従来公知の、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ワックス、低分子量ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂系ワックス、パラフィン系ワックス、ステアリン酸エステル、ベヘン酸エステル、モンタン酸エステル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ヒマシ油、カルナバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基を有するシリコーン、ステアリン酸等の高級脂肪酸、長鎖脂肪族アルコール、ペンタエリスリトール等と長鎖脂肪酸との(部分)エステル体、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等のワックス類などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。尚、本発明におけるこれらの離型剤としては、低温定着および高速定着の観点から、融点が50〜100℃であるのが好ましい。
In addition, it is preferable that the content rate of the said charge control agent is 0.01-10 weight part with respect to 100 weight part of said polymer primary particles, and it is still more preferable that it is 0.1-5 weight part.
In addition, the toner for developing an electrostatic image of the present invention preferably further contains a release agent for improving the releasability at the time of fixing to a transfer material, and as the release agent, Conventionally known, for example, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin wax such as low molecular weight ethylene-propylene copolymer, fluororesin wax such as low molecular weight polytetrafluoroethylene, paraffin wax, stearic acid ester, behen Ester waxes having long chain aliphatic groups such as acid esters and montanate esters, plant waxes such as hydrogenated castor oil and carnauba wax, ketones having long chain alkyl groups such as distearyl ketone, silicones having alkyl groups , Higher fatty acids such as stearic acid, long chain fatty alcohols, pentaerythritol, etc. and long chain fats (Partial) ester of an acid amide, oleic acid, waxes such as higher fatty acid amides such as stearic acid amide and the like, may be used in combination of two or more of these. In the present invention, these releasing agents preferably have a melting point of 50 to 100 ° C. from the viewpoint of low temperature fixing and high speed fixing.
また、前記離型剤の含有割合は、前記重合性一次粒子100重量部に対して0.1〜30重量部であるのが好ましく、5〜25重量部であるのが更に好ましい。
尚、前記離型剤は、前記重合性モノマーの乳化重合におけるシードとして用いてシード重合することにより、離型剤を含有する重合性一次粒子を製造することもできる。
更に、本発明において、トナー粒子中には、トナーの粘着性、凝集性、流動性、帯電性、表面抵抗等の改質のために公知の各種内添剤、例えば、シリコーンオイル、シリコーンワニス等を含有していてもよい。これらは凝集時に添加することによってトナー粒子に内添することもできるが、予め重合体一次粒子中に含有されていることが好ましい。
The content of the release agent is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable primary particles.
In addition, the said mold release agent can also manufacture the polymeric primary particle containing a mold release agent by carrying out seed polymerization using it as a seed in the emulsion polymerization of the said polymerizable monomer.
Further, in the present invention, the toner particles include various known internal additives for modifying the adhesiveness, cohesiveness, fluidity, chargeability, surface resistance, etc. of the toner, such as silicone oil and silicone varnish. May be contained. These can be added internally to the toner particles by adding at the time of aggregation, but are preferably contained in the polymer primary particles in advance.
乳化重合凝集法によるトナー粒子の製造は、前記乳化重合で得られた重合体一次粒子の
エマルジョンに、着色剤、必要に応じて更に、帯電制御剤、離型剤等の添加剤を添加し、次いで、ディスパーザー、ミキサー等で攪拌、混合しつつ、例えば、加熱、電解質添加、pH調整、或いは硬化剤添加等、エマルジョンとしての重合体一次粒子の分散安定性を低下させ、一次粒子同士を凝集させる処理を施して凝集体となし、引き続いて、加熱処理によって凝集体における一次粒子同士を熟成(融着)させて安定化する。
The production of toner particles by the emulsion polymerization aggregation method is performed by adding a colorant and, if necessary, additives such as a charge control agent and a release agent to the emulsion of the polymer primary particles obtained by the emulsion polymerization. Next, while stirring and mixing with a disperser, a mixer, etc., the dispersion stability of the polymer primary particles as an emulsion is reduced, for example, heating, addition of electrolyte, pH adjustment, addition of a curing agent, etc. Then, the aggregate is formed into an aggregate, and then the primary particles in the aggregate are aged (fused) and stabilized by heat treatment.
電解質を加えて凝集を行う場合における電解質としては、有機塩、無機塩のいずれでも良いが、具体的には、NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CH3COONa、C6H5SO3Na等が挙げられる。これらのうち、2価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。電解質の添加量は、電解質の種類によって異なるが、混合分散液の固形成分100重量部に対して、通常0.05〜25重量部、好ましくは0.1〜15重量部、更に好ましくは0.1〜10重量部である。電解質を添加して凝集を行う場合において電解質添加量が上記範囲未満である場合には、凝集反応の進行が遅くなり凝集反応後も1μm以下の微粉が残ったり、得られた粒子凝集体の平均粒径が目的の粒径に達しないなどの問題を生じる場合があり、上記範囲超過である場合には、急速な凝集となりやすく粒径の制御が困難となり、得られた凝集粒子中に粗粉や不定形のものが含まれるなどの問題を生じる場合がある。尚、電解質を加えて凝集を行う場合の凝集温度は、20〜40℃が好ましく、25〜35℃が更に好ましい。 As an electrolyte in the case of performing aggregation by adding an electrolyte, either an organic salt or an inorganic salt may be used. Specifically, NaCl, KCl, LiCl, Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Li 2 SO 4 , MgCl 2, CaCl 2, MgSO 4 , CaSO 4, ZnSO 4, Al 2 (SO 4) 3, Fe 2 (SO 4) 3, CH 3 COONa, C 6 H 5 SO 3 Na and the like. Of these, inorganic salts having a divalent or higher polyvalent metal cation are preferred. The amount of the electrolyte to be added varies depending on the type of the electrolyte, but is usually 0.05 to 25 parts by weight, preferably 0.1 to 15 parts by weight, and more preferably 0.8 to 100 parts by weight of the solid component of the mixed dispersion. 1 to 10 parts by weight. When the electrolyte is added and the amount of electrolyte added is less than the above range, the progress of the agglomeration reaction is slow, and a fine powder of 1 μm or less remains after the agglomeration reaction, or the average of the obtained particle aggregates If the particle size does not reach the target particle size, the particle size may exceed the above range. If the particle size exceeds the above range, rapid aggregation tends to occur, making it difficult to control the particle size. There are cases where problems such as the inclusion of indeterminate items. In addition, 20-40 degreeC is preferable and the aggregation temperature in the case of performing an aggregation by adding electrolyte has more preferable 25-35 degreeC.
凝集体における一次粒子同士を融着させて安定化する際の加熱温度は、一次粒子を構成する重合体のガラス転移温度以上が好ましく、ガラス転移温度より5℃高い温度以上が更に好ましい。また、重合体のガラス転移温度より80℃高い温度以下が好ましく、50℃高い温度以下が更に好ましい。加熱時間は1〜6時間とするのが好ましい。このような加熱処理により、凝集体における一次粒子同士の融着一体化がなされ、凝集体としてのトナー粒子形状も球形に近いものとなる。 The heating temperature at the time of fusing and stabilizing the primary particles in the aggregate is preferably not less than the glass transition temperature of the polymer constituting the primary particles, more preferably not less than 5 ° C. higher than the glass transition temperature. Moreover, the temperature below 80 degreeC higher than the glass transition temperature of a polymer is preferable, and the temperature below 50 degreeC is still more preferable. The heating time is preferably 1 to 6 hours. By such heat treatment, the primary particles in the aggregate are fused and integrated, and the shape of the toner particles as the aggregate is also nearly spherical.
また、以上の乳化重合凝集法により得られた熟成体としてのトナー粒子の表面に、例えば、スプレードライ法、in−situ法、或いは液中粒子被覆法等の方法によって、更に、重合体を主成分とする外層を、好ましくは0.01〜0.5μmの厚みで形成させることによって、カプセル化トナー粒子とすることもできる。カプセル化トナー粒子における外層に用いる重合体のガラス転移温度は、70〜110℃であるのが好ましく、また、前記重合体一次粒子のガラス転移温度より高いことが好ましい。 Further, the surface of the toner particles as an aged product obtained by the emulsion polymerization aggregation method described above is further subjected to a polymer mainly by a method such as a spray drying method, an in-situ method, or a submerged particle coating method. Encapsulated toner particles can also be formed by forming the outer layer as a component with a thickness of preferably 0.01 to 0.5 μm. The glass transition temperature of the polymer used for the outer layer in the encapsulated toner particles is preferably 70 to 110 ° C., and preferably higher than the glass transition temperature of the polymer primary particles.
こうして得られたトナー母粒子の平均粒径は、通常3〜15μm、好ましくは4〜10μmの範囲であるのが望ましい。ここで、トナー母粒子の粒径はマルチサイザー(コールター社製)を用いて測定した値とする。
本発明の静電荷像現像用トナーは、前記の乳化重合凝集法により得られた粒子をトナー母粒子とし、該トナー母粒子の表面に外添微粒子を含有するものである。
The average particle diameter of the toner base particles thus obtained is usually 3 to 15 μm, preferably 4 to 10 μm. Here, the particle size of the toner base particles is a value measured using a multisizer (manufactured by Coulter).
The toner for developing an electrostatic charge image of the present invention comprises toner particles as particles obtained by the emulsion polymerization aggregation method, and contains externally added fine particles on the surface of the toner mother particles.
本発明に用いられる外添微粒子としては、公知の無機および有機微粒子を用いることができ、負帯電性であっても正帯電性のものであってもよく、これらを組み合わせて用いることも出来るが、トナーとしての帯電性が負帯電となるように用いることが好ましい。中でも、少なくとも1種以上の負帯電性の外添微粒子を含むものであることが好ましい。
負帯電性の外添微粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、タルク、ハイドロタルサイト等の金属酸化物や水酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸金属塩、窒化チタン、窒化珪素等の窒化物、炭化チタン、炭化珪素等の炭化物などの無機微粒子や、アクリル酸およびその誘導体を単量体の主成分とするアクリル酸系樹脂、メタクリル
酸およびその誘導体を単量体の主成分とするメタクリル酸系樹脂、テトラフロロエチレン樹脂、トリフロロエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリアクリロニトリルなどの負帯電性の有機微粒子が挙げられる。無機微粒子としては、中でも、シリカ、チタニア、アルミナが好ましく、また、例えばシランカップリング剤やシリコーンオイル等で表面処理されたものがより好ましい。有機微粒子としては、中でも、ポリアクリル酸メチル等のアクリル酸系樹脂およびポリメタクリル酸メチル等のメタクリル酸系樹脂が好ましく、ポリメタクリル酸メチルが特に好ましい。
As the externally added fine particles used in the present invention, known inorganic and organic fine particles can be used, which may be negatively charged or positively charged, and these may be used in combination. The toner is preferably used so that the chargeability as a toner is negatively charged. Among these, at least one kind of negatively chargeable externally added fine particles is preferable.
Examples of negatively charged externally added fine particles include metal oxides and hydroxides such as alumina, silica, titania, zinc oxide, zirconium oxide, cerium oxide, talc, hydrotalcite, calcium titanate, strontium titanate, Acrylic acid containing inorganic fine particles such as metal titanate such as barium titanate, nitrides such as titanium nitride and silicon nitride, carbides such as titanium carbide and silicon carbide, and acrylic acid and its derivatives as main components Negatively chargeable organic fine particles such as methacrylic resin, methacrylic acid resin having methacrylic acid and its derivatives as the main monomer, tetrafluoroethylene resin, trifluoroethylene resin, polyvinyl chloride, polyethylene, polyacrylonitrile, etc. It is done. Among the inorganic fine particles, silica, titania, and alumina are preferable, and those treated with a silane coupling agent or silicone oil are more preferable. As the organic fine particles, acrylic acid resins such as polymethyl acrylate and methacrylic acid resins such as polymethyl methacrylate are preferable, and polymethyl methacrylate is particularly preferable.
正帯電性の外添微粒子としては、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸一水素カルシウム、リン酸イオンの一部が陰イオンによって置換された置換リン酸カルシウムなどのリン酸カルシウム系化合物およびその表面を脂肪酸等で疎水化処理されたもの、アミノシラン処理シリカなどの表面処理シリカ、アルミナ等が挙げられる。
前記外添微粒子は、平均粒径が、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.005μm以上であり、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.5μm以下であるものが望ましい。また、異なる材質や異なる平均粒径の外添微粒子を複数配合することもできる。ここで、外添微粒子の平均粒径は、BET法により測定した比表面積の値から、粒子を球状と仮定した際の粒径として換算した値を用いることとする。
Examples of the positively charged externally added fine particles include calcium phosphate compounds such as tricalcium phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium monohydrogen phosphate, substituted calcium phosphate in which a part of phosphate ion is substituted by an anion, and Examples thereof include those whose surfaces have been subjected to a hydrophobic treatment with fatty acids and the like, surface-treated silica such as aminosilane-treated silica, and alumina.
The externally added fine particles preferably have an average particle diameter of preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.005 μm or more, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. Further, a plurality of externally added fine particles having different materials and different average particle diameters can be blended. Here, as the average particle diameter of the externally added fine particles, a value converted from the specific surface area value measured by the BET method as the particle diameter when the particles are assumed to be spherical is used.
本発明は、トナー母粒子表面における外添微粒子の被覆率を制御することを特徴とする。本発明において外添微粒子の被覆率は、下記(A)式で求められる値として、300%以下、好ましくは295%以下である。また、該被覆率の下限は、通常10%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは100%以上であることが望ましい。 The present invention is characterized in that the coverage of the externally added fine particles on the surface of the toner base particles is controlled. In the present invention, the coverage of the externally added fine particles is 300% or less, preferably 295% or less, as a value determined by the following formula (A). The lower limit of the coverage is usually 10% or more, preferably 50% or more, more preferably 100% or more.
Dt:トナー母粒子の平均粒径 (μm)
ρt:トナー母粒子の真密度(g/cm3)
Dn:外添微粒子nの平均粒径 (μm)
ρn:外添微粒子nの真密度(g/cm3)
Wn:外添微粒子nの添加部数(トナー母粒子100重量部に対する重量部)
a:外添微粒子の種類の数。
Dt: Average particle diameter of toner base particles (μm)
ρt: True density of toner base particles (g / cm 3 )
Dn: average particle diameter of externally added fine particles n (μm)
ρn: true density of externally added fine particles n (g / cm 3 )
Wn: number of added external fine particles n (parts by weight based on 100 parts by weight of toner base particles)
a: Number of types of externally added fine particles.
ここで、トナー母粒子の真密度(ρt)および外添微粒子nの真密度(ρn)は、たとえば、差圧式、浮沈式、浸漬式等の一般的な密度測定法より適宜選択して求めることができる。
このような被覆率で外添微粒子をトナー粒子の表面に付着させることにより、非磁性一成分現像において低温定着性および耐オフセット性が改良され、高速印刷が可能となる。このメカニズムは明らかでないが、外添微粒子の被覆率が前記範囲であれば、溶融したトナーと印刷用紙等との付着を外添微粒子が物理的に阻害しないためであると推測される。また、過量の外添微粒子を付着させないことによって、定着時に加熱ローラからトナーが受ける熱の伝導効率が低下することを抑制できるので、トナーが速やかに溶融することができ、例えば印刷速度が100mm/sec以上、さらには200mm/secのような高速印刷条件においても好適に定着できるものと考えられる。また、外添微粒子の被覆率
が前記範囲未満の場合は、トナーの流動性の悪化によりベタ画像のかすれ等の画像欠陥も発生する場合がある。ここで、外添微粒子の被覆率とは、トナー粒子の表面に付着されている外添微粒子のみを意味するものではなく、付着されずに独立して存在する外添微粒子や、トナー粒子の表面近傍に埋没した外添微粒子をも含むものとする。なお、外添微粒子の球形度が低い場合は、前記被覆率が100%を越える場合であっても、該外添微粒子はトナー母粒子表面を被覆することができる。
Here, the true density (ρt) of the toner base particles and the true density (ρn) of the externally added fine particles n are obtained by appropriately selecting from general density measurement methods such as a differential pressure type, a floatation type, and an immersion type, for example. Can do.
By attaching the externally added fine particles to the surface of the toner particles at such a covering rate, the low-temperature fixing property and the offset resistance are improved in non-magnetic one-component development, and high-speed printing becomes possible. Although this mechanism is not clear, it is presumed that if the coverage of the externally added fine particles is within the above range, the externally added fine particles do not physically hinder the adhesion between the melted toner and the printing paper. Further, by not attaching an excessive amount of externally added fine particles, it is possible to suppress a decrease in the conduction efficiency of the heat received by the toner from the heating roller during fixing, so that the toner can be melted quickly, for example, the printing speed is 100 mm / It is considered that fixing can be suitably performed even under high-speed printing conditions such as 200 seconds / sec or more. Further, when the coverage of the externally added fine particles is less than the above range, image defects such as blurring of a solid image may occur due to deterioration of toner fluidity. Here, the coverage of the externally added fine particles does not mean only the externally added fine particles attached to the surface of the toner particles, but the externally added fine particles that are not attached and exist independently, or the surface of the toner particles. It also includes externally added fine particles buried in the vicinity. When the sphericity of the externally added fine particles is low, the externally added fine particles can cover the surface of the toner base particles even when the coverage exceeds 100%.
本発明において、トナー母粒子の表面に、前記外添微粒子を配合(付着)する方法は限定されず、一般にトナーの製造に用いられる混合機を使用することができ、例えばヘンシェルミキサー、V型ブレンダー、レディゲミキサー等の混合機により均一に攪拌、混合することによりなされる。
こうして得られた本発明の静電荷像現像用トナーの円形度は限定されないが、本発明においてはフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社(旧東亜医用電子社)製)を用いてHPFモードで測定した際に算出される平均円形度として、好ましくは0.92以上、より好ましくは0.94以上であり、好ましくは0.99以下、より好ましくは0.98以下であることが望ましい。円形度が前記範囲未満では、転写効率が悪くドット再現性が低下する場合があり、前記範囲超過では、感光体上に残った未転写トナーがブレードで完全に掻き取られずに画像欠陥を引き起こす場合がある。
In the present invention, the method for blending (attaching) the external additive fine particles on the surface of the toner base particles is not limited, and a mixer generally used for toner production can be used. For example, a Henschel mixer, a V-type blender, etc. , By uniformly stirring and mixing with a mixer such as a Redige mixer.
The circularity of the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention thus obtained is not limited, but in the present invention, HPF is obtained using a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Sysmex Corporation (formerly Toa Medical Electronics)). The average circularity calculated when measured in the mode is preferably 0.92 or more, more preferably 0.94 or more, preferably 0.99 or less, more preferably 0.98 or less. . If the circularity is less than the above range, the transfer efficiency may be poor and the dot reproducibility may decrease, and if the circularity exceeds the above range, the untransferred toner remaining on the photoreceptor may not be completely scraped off by the blade and cause image defects. There is.
また、本発明の静電荷像現像用トナーの帯電性は限定されないが、負帯電性の現像剤であることが望ましく、23℃、相対湿度50%における帯電量が好ましくは−10μC/g以下、より好ましくは−20μC/g以下であり、好ましくは−90μC/g以上、より好ましくは−70μC/g以上であることが望ましい。本発明の静電荷像現像用トナーが前記範囲の帯電量を有する場合、カブリが少なく高画質となるので好ましい。トナーの帯電量は、現像剤の主成分となる樹脂、必要に応じて添加される帯電制御剤、外添微粒子などの選択および配合比、配合方法または付着方法によって調整することができるが、中でも、外添微粒子の選択および付着量を最適化することが効果的である。尚、本発明においてトナーの帯電量の測定は、先ず、ノンコートフェライトキャリア(パウダーテック社製F100)19.2gと測定する粒子0.8gとを秤量し、レシプロシェーカーで5分間攪拌(攪拌強度500rpm)した後、ブローオフ測定装置(東芝ケミカル社製)で測定するものとする。 Further, the chargeability of the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention is not limited, but a negatively chargeable developer is desirable, and the charge amount at 23 ° C. and 50% relative humidity is preferably −10 μC / g or less. More preferably, it is −20 μC / g or less, preferably −90 μC / g or more, more preferably −70 μC / g or more. When the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention has a charge amount in the above range, it is preferable because the image quality is high with less fog. The charge amount of the toner can be adjusted by the resin as the main component of the developer, the charge control agent added as necessary, the selection of the external additive fine particles, and the blending ratio, blending method or adhesion method. It is effective to select the externally added fine particles and optimize the adhesion amount. In the present invention, the toner charge amount is measured by first weighing 19.2 g of a non-coated ferrite carrier (P100 manufactured by Powdertech) and 0.8 g of particles to be measured, and stirring for 5 minutes with a reciprocating shaker (stir strength 500 rpm). ) And then measured with a blow-off measuring device (manufactured by Toshiba Chemical).
本発明の静電荷像現像用トナーは、黒色トナー、カラートナー、フルカラートナーの何れに用いることもできるが、カラートナーまたはフルカラートナーとして用いると本発明の効果をより顕著に発現することができる。なお、本発明の静電荷像現像用トナーは、非磁性一成分現像を行うための現像剤として用いた場合に本願の効果が顕著に発揮されるものであるが、キャリアを用いた二成分現像剤として用いることも可能である。 The electrostatic image developing toner of the present invention can be used for any of black toner, color toner, and full color toner, but when used as a color toner or full color toner, the effects of the present invention can be exhibited more remarkably. The electrostatic charge image developing toner of the present invention exhibits the effect of the present application remarkably when used as a developer for performing non-magnetic one-component development, but two-component development using a carrier. It can also be used as an agent.
以下、本発明の画像形成方法について詳細に説明する。
本発明の画像形成方法は、前記の静電荷像現像用トナーを現像剤として用いて非磁性一成分現像を行うものである。本発明に用いる現像装置は、通常、トナー供給ローラ、層厚規制部材、現像ローラ、トナー攪拌部材等から選択される部材および本発明の静電荷像現像用トナー等から構成される。また、本発明における現像装置は、カートリッジ式であるものが好適に使用できる。
Hereinafter, the image forming method of the present invention will be described in detail.
In the image forming method of the present invention, non-magnetic one-component development is performed using the toner for developing an electrostatic charge image as a developer. The developing device used in the present invention is generally composed of a member selected from a toner supply roller, a layer thickness regulating member, a developing roller, a toner stirring member, and the like, and the electrostatic charge image developing toner of the present invention. Further, the developing device in the present invention is preferably a cartridge type.
非磁性一成分現像を行う際は、通常、層厚規制部材によって現像ローラ上の現像剤の層厚を規制し、この際に現像剤と層厚規制部材とが接触摩擦することによって現像剤が帯電する。なお、層厚規制部材は、現像ローラを押圧するものであっても非接触のものであってもよいが、現像ローラを押圧するものである方が現像剤に対し効率的に帯電を付与する点で好ましい。また、本発明の現像ローラは、感光体と非接触の現像方式に用いても、接
触する現像方式に用いてもよいが、接触方式である方が現像効率を高める点で好ましい。
When performing non-magnetic one-component development, the layer thickness of the developer on the developing roller is usually regulated by a layer thickness regulating member, and the developer and the layer thickness regulating member at this time are brought into contact friction so that the developer Charge. Note that the layer thickness regulating member may be a member that presses the developing roller or a non-contact member, but the member that presses the developing roller efficiently charges the developer. This is preferable. In addition, the developing roller of the present invention may be used in a developing system that is not in contact with the photosensitive member or in a developing system that is in contact with the photosensitive member, but the contact system is preferable in terms of increasing the development efficiency.
本発明の画像形成方法は、画像形成装置を構成する層厚規制部材および現像ローラのうち少なくとも何れかの最外層が、ポリウレタンよりも帯電列の関係においてプラス側の帯電性を有する材料で構成されたものを用いるものである。このような材質としては、ポリウレタンよりも帯電列の関係においてプラス側の帯電性を有する材料であれば限定されるものではないが、例えば、ポリアミド樹脂やポリアミド系熱可塑性エラストマー、シリコン樹脂、シリコンゴム、ガラスなどが挙げられ、中でもポリアミド樹脂またはシリコン樹脂、シリコンゴムが好ましく、特にポリアミド樹脂が好ましい。層厚規制部材または現像ローラの最外層にこのような特性の材料を用いることにより、非磁性一成分現像において高速印刷が可能となり、さらに、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できることとなる。この発現メカニズムとしては、帯電列の関係においてポリウレタンよりプラス側のものを用いることによって、負帯電現像剤に対し高い負帯電性が付与され、現像剤が鏡像力により現像ローラに保持されることによるものと推測される。このため、特に、前記の通り外添微粒子の付着量が通常より少ない本発明の静電荷像現像用トナーを現像する場合においても、良好な現像を行うことができる。 In the image forming method of the present invention, the outermost layer of at least one of the layer thickness regulating member and the developing roller constituting the image forming apparatus is made of a material having a plus-side chargeability in relation to the charged column rather than polyurethane. Is used. Such a material is not limited as long as it is a material having a positive chargeability in relation to a charged column as compared with polyurethane. For example, polyamide resin, polyamide-based thermoplastic elastomer, silicone resin, silicone rubber Glass, etc. Among them, polyamide resin, silicon resin, and silicon rubber are preferable, and polyamide resin is particularly preferable. By using a material having such characteristics for the layer thickness regulating member or the outermost layer of the developing roller, high-speed printing is possible in the non-magnetic one-component development. There is no dropout or leakage, and contamination in the image forming apparatus can be suppressed. As the manifestation mechanism, by using a positive side of the polyurethane in relation to the charge train, high negative chargeability is imparted to the negatively charged developer, and the developer is held on the developing roller by mirror image force. Presumed to be. For this reason, in particular, when the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention in which the amount of externally added fine particles is less than usual is developed as described above, good development can be performed.
ここで、本発明において帯電性の基準とするポリウレタンは、通常、市販の非磁性一成分方式の現像装置における層厚規制部材および現像ローラに用いられているポリウレタンを意味するが、これらのポリウレタンの帯電性が一定でないために基準が不明確な場合には、日本ミラクトラン社製E580(熱可塑性ポリウレタン,JIS−A硬度80)、または、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)/ポリカプロラクトン(数平均分子量2000)/1,4−ブタンジオール=3/2/1(mol比)であり、JIS−A硬度75〜80のものを基準として用いることとする。なお、前記帯電列は、各材料同士を軽く接触させ、表面電位計により極性を調べることにより、何れの材料がプラス側であるかを確認することができる。 Here, the polyurethane used as a standard for charging in the present invention usually means a polyurethane used for a layer thickness regulating member and a developing roller in a commercially available non-magnetic one-component developing device. If the standard is unclear because the chargeability is not constant, E580 (thermoplastic polyurethane, JIS-A hardness 80) manufactured by Nippon Milactolan, or methylene diphenyl diisocyanate (MDI) / polycaprolactone (number average molecular weight 2000) / 1,4-butanediol = 3/2/1 (mol ratio), and a JIS-A hardness of 75 to 80 is used as a reference. In addition, it is possible to confirm which material is on the positive side by bringing the materials into light contact with each other and examining the polarity with a surface potentiometer.
本発明において、ポリウレタンよりも帯電列の関係においてプラス側の帯電性を有する材料として好適に用いられるシリコン樹脂、シリコンゴムとしては、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含むものであれば限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、フェノール基、スチリル基、ベンジル基等のアリール基などを側鎖に有する、オルガノポリシロキサンやオルガノポリメタロシロキサン、オルガノポリシラザン、オルガノポリシルメチレン、オルガノポリシルフェニレン等が挙げられる。また、これら化合物は、側鎖或いは分子末端が、たとえばアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アルコキシシリル基、カルビノール基、アルコキシ基、アルキル基、アラルキル基、ポリエーテルなどで変性されたものであってもよく、フッ素化、塩素化などハロゲン化変性されていてもよい。さらには、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含む連鎖と、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含まない連鎖とで構成されたブロック共重合体やグラフト共重合体であってもよい。これらの中でも、ジメチルポリシロキサンまたは変性ジメチルポリシロキサンを主骨格とする樹脂またはゴムが好ましい。また、分子が直鎖構造のもののほか、環状や、網目状すなわち部分的或いは完全に架橋構造のものであってもよい。 In the present invention, the silicon resin and the silicon rubber that are suitably used as a material having a positive chargeability in relation to the charge train than polyurethane are not limited as long as they contain silicon atoms in the main chain skeleton of the molecule. For example, an organopolysiloxane, an organopolymetallosiloxane, an organopolysiloxane having an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an aryl group such as a phenyl group, a phenol group, a styryl group, or a benzyl group in the side chain. Examples include polysilazane, organopolysilmethylene, and organopolysilphenylene. These compounds have side chains or molecular ends, for example, amino groups, epoxy groups, mercapto groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, alkoxysilyl groups, carbinol groups, alkoxy groups, alkyl groups, aralkyl groups, polyethers, etc. It may be modified, or may be halogenated and modified such as fluorinated or chlorinated. Furthermore, it may be a block copolymer or graft copolymer composed of a chain containing a silicon atom in the main chain skeleton of the molecule and a chain not containing a silicon atom in the main chain skeleton of the molecule. Among these, a resin or rubber having dimethylpolysiloxane or modified dimethylpolysiloxane as a main skeleton is preferable. Further, in addition to a straight-chain structure, the molecule may be cyclic or network-like, that is, partially or completely cross-linked.
本発明において、ポリウレタンよりも帯電列の関係においてプラス側の帯電性を有する材料として好適に用いられるポリアミド樹脂としては、分子骨格にアミド結合を有するものであれば組成は限定されないが、例えば、β−プロピオラクタム、γ−ブチロラクタム、γ−バレロラクタム、δ−バレロラクタム、ε−カプロラクタム、ヘプトラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,1
2−ドデカンジカルボン酸、1,20−アイコサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン類、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸や脂環式ジカルボン酸類、エチレンジアミン、1,3−トリメチレンジアミン、1,4−テトラメチレンジアミン、1,5−ペンタメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,8−オクタメチレンジアミン、1,10−デカメチレンジアミン、1,12−ドデカンジアミン等の脂肪族ジアミン類、後述する一般式(I)の化合物等の脂環式ジアミン類、ピペラジン等の環状二級ジアミン類などが挙げられ、これらは複数を組合せることにより、二元、三元、四元等の共重合体であってもよい。なお、前記原料は、重合原料の段階にあっては、アミド結合を形成し得る誘導体であってもよい。
In the present invention, the polyamide resin that is preferably used as a material having a positive chargeability in relation to the charge train than polyurethane is not limited in composition as long as it has an amide bond in the molecular skeleton. -Lactams such as propiolactam, γ-butyrolactam, γ-valerolactam, δ-valerolactam, ε-caprolactam, heptactam, lauryllactam, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, Azelaic acid, sebacic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,1
Aliphatic dicarboxylic acids such as 2-dodecane dicarboxylic acid, 1,20-eicosane dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and alicyclic dicarboxylic acids, ethylenediamine 1,3-trimethylenediamine, 1,4-tetramethylenediamine, 1,5-pentamethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, 1,8-octamethylenediamine, 1,10-decamethylenediamine, , 12-dodecanediamine and the like, alicyclic diamines such as the compound of the general formula (I) described later, and cyclic secondary diamines such as piperazine, and the like. Copolymers such as binary, ternary and quaternary may also be used. The raw material may be a derivative capable of forming an amide bond at the stage of the polymerization raw material.
本発明の画像形成方法では、層厚規制部材または現像ローラの少なくとも何れかの最外層を構成するポリアミド樹脂が、一般式(I)で示されるジアミン化合物を成分として有するものであることが好ましい。一般式(I)で示されるジアミン化合物を成分として有することにより、高温高湿環境下における負帯電現像剤への帯電付与性が更に好適となる。このような効果を発現する作用機構としては、前記一般式(I)で示されるジアミン化合物におけるシクロアルキレン基が持つ疎水性あるいは嵩高さから来る立体障害によって、アミド結合部に対する水分子の吸着が阻害され、特に高温高湿環境下における電気抵抗の低下が抑制されるためと考えられる。 In the image forming method of the present invention, it is preferable that the polyamide resin constituting the outermost layer of at least one of the layer thickness regulating member and the developing roller has a diamine compound represented by the general formula (I) as a component. By having the diamine compound represented by the general formula (I) as a component, the charge imparting property to the negatively charged developer in a high temperature and high humidity environment is further suitable. As an action mechanism that exhibits such an effect, the adsorption of water molecules to the amide bond is inhibited by the steric hindrance resulting from the hydrophobicity or bulkiness of the cycloalkylene group in the diamine compound represented by the general formula (I). This is thought to be because the decrease in electrical resistance is suppressed particularly in a high-temperature and high-humidity environment.
(式中、A、Bはそれぞれ独立して、置換基を有しても良いシクロアルキレン環を表し、Rは直接結合または置換基を有していてもよいアルキレンを表す。)
シクロアルキレン環A、Bは脂肪族環であればその構成に限定はなく、それぞれ独立して、例えば、シクロペンチレン環、シクロヘキシレン環、シクロヘプチレン環、シクロオクチレン環、シクロノニレン環、シクロデシレン環、シクロドデシレン環などの飽和脂肪族環が挙げられる。また、ノルボルネニレン環、ノルピネニレン環、スピロビシクロヘキシレン環、パーヒドロナフタレン環などの多環式の脂肪族環でもよく、さらには、シクロブテニレン環、シクロヘキセニレン環、シクロヘキサジエニレン環、シクロオクテニレン環、シクロオクタジエニレン環、シクロデセニレン環などの不飽和結合を含む脂肪族環であってもよい。これらの中でも、シクロペンチレン環、シクロヘキシレン環、シクロオクチレン環が好ましく、特にシクロヘキシレン環が好ましい。また、シクロアルキレン環が構造異性体をもつ場合には、その何れであってもよい。
(In the formula, A and B each independently represent a cycloalkylene ring which may have a substituent, and R represents an alkylene which may have a direct bond or a substituent.)
The cycloalkylene rings A and B are not limited in their configuration as long as they are aliphatic rings, and are independently, for example, cyclopentylene ring, cyclohexylene ring, cycloheptylene ring, cyclooctylene ring, cyclononylene ring, cyclodecylene ring, Examples thereof include saturated aliphatic rings such as cyclododecylene ring. Further, it may be a polycyclic aliphatic ring such as a norbornenylene ring, a norpinenylene ring, a spirobicyclohexylene ring, a perhydronaphthalene ring, and a cyclobutenylene ring, a cyclohexenylene ring, a cyclohexadienylene ring, a cyclooctenylene ring. It may be an aliphatic ring containing an unsaturated bond such as a ring, a cyclooctadienylene ring or a cyclodecenylene ring. Among these, a cyclopentylene ring, a cyclohexylene ring, and a cyclooctylene ring are preferable, and a cyclohexylene ring is particularly preferable. Further, when the cycloalkylene ring has a structural isomer, any of them may be used.
シクロアルキレン環A、Bに結合しているアミノ基の結合位置には限定はない。前記で特に好ましいとしたシクロヘキシレン環である場合におけるアミノ基の結合位置は、それぞれ独立して、オルト位すなわち1,2−位、メタ位すなわち1,3−位、パラ位すなわち1,4−位の何れの位置であってもよいが、A、Bのうち少なくとも一方のアミノ基がパラ位であることが好ましく、A、Bの双方のアミノ基がパラ位であることが特に好ましい。なお、該アミノ基は、通常、カルボン酸基またはその誘導体と反応することによりアミド結合を形成してポリアミド樹脂を構成するものである。 There is no limitation on the bonding position of the amino group bonded to the cycloalkylene rings A and B. In the case of the cyclohexylene ring particularly preferred as described above, the amino group bonding position is independently the ortho-position, ie, 1,2-position, the meta-position, ie, 1,3-position, the para-position, ie, 1,4- Any of the positions may be present, but at least one amino group of A and B is preferably in the para position, and both amino groups of A and B are particularly preferably in the para position. The amino group usually forms a polyamide resin by forming an amide bond by reacting with a carboxylic acid group or a derivative thereof.
Rは直接結合または置換基を有していてもよいアルキレンを表す。アルキレンを構成する炭素数は通常1〜12、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜3、特に好ましくはメチレンである。置換基を有していてもよいアルキレンにおける置換基は限定されないが、炭素数が好ましくは1〜15、より好ましくは1〜6の基であることが望ましい。アルキレンに置換基を有することにより一般式(I)の化合物の疎水性が向上し、高温高湿下での画質低下の抑制効果が向上する場合があるが、置換基の炭素数が前記範囲超過の場合は、相対的にアミド結合部分の重量比率が低下するため、現像剤の帯電性を維持する効果が低下する場合がある。置換基を有していてもよいアルキレンにおける置換基の具体例としてはアルキル基、アルコキシ基、アリール基が好ましく、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基など、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基など、アリール基としては、例えば、フェニル基、トルイル基、ナフチル基などが挙げられ、中でもメチル基、エチル基が好ましい。また、前記アルキレンおよび前記置換基は、1以上の水素がハロゲン元素に置換されたものであってもよい。これらの中でRは、無置換或いは1または2のメチル基で水素が置換されたメチレンであることが特に好ましい。 R represents a direct bond or alkylene which may have a substituent. Carbon number which comprises alkylene is 1-12 normally, Preferably it is 1-6, More preferably, it is 1-3, Most preferably, it is a methylene. Although the substituent in alkylene which may have a substituent is not limited, the number of carbon atoms is preferably 1-15, more preferably 1-6. By having a substituent in the alkylene, the hydrophobicity of the compound of the general formula (I) is improved, and the effect of suppressing deterioration in image quality under high temperature and high humidity may be improved, but the carbon number of the substituent exceeds the above range. In this case, since the weight ratio of the amide bond portion is relatively lowered, the effect of maintaining the chargeability of the developer may be lowered. Specific examples of the substituent in the alkylene which may have a substituent are preferably an alkyl group, an alkoxy group, and an aryl group. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, and an isopropoxy group. Examples of the aryl group include a phenyl group, a toluyl group, and a naphthyl group. Is preferred. Further, the alkylene and the substituent may be one in which one or more hydrogens are substituted with a halogen element. Among these, R is particularly preferably unsubstituted or methylene in which hydrogen is substituted with 1 or 2 methyl groups.
また、Rを構成する炭素数は、通常0〜12、好ましくは0〜6、より好ましくは0〜3、特に好ましくは0または1である。
それぞれ独立して置換基を有しても良いシクロアルキレン環A、Bにおける置換基は限定されないが、例えば、前記Rにおいてアルキレンの水素を置換し得るものなどが挙げられ、中でも、シクロアルキレン環A、Bが何れも無置換のシクロアルキレン環であるか、シクロアルキレン環A、Bのうち少なくとも一方が1以上のメチル基で置換されている場合が好ましい。メチル基で置換されている場合は、メタ位がメチル基で置換されたものである場合が特に好ましい。
Moreover, the carbon number which comprises R is 0-12 normally, Preferably it is 0-6, More preferably, it is 0-3, Most preferably, it is 0 or 1.
The substituents in the cycloalkylene rings A and B, which may have a substituent each independently, are not limited, and examples thereof include those capable of substituting an alkylene hydrogen in R, among which the cycloalkylene ring A B is preferably an unsubstituted cycloalkylene ring, or at least one of the cycloalkylene rings A and B is substituted with one or more methyl groups. When substituted with a methyl group, the case where the meta position is substituted with a methyl group is particularly preferred.
前記ポリアミド樹脂中における一般式(I)で示されるジアミン化合物の含有量は、ポリアミド樹脂を構成する全モノマー単位中、通常1mol%以上、好ましくは5mol%以上、更に好ましくは10mol%以上、特に好ましくは20mol%以上であり、通常50mol%以下、好ましくは40mol%以下であることが望ましい。ここで、全モノマー単位とは、前記のジカルボン酸類、ジアミン類は各々を独立したモノマーとして算出することとする。一般式(I)で示されるジアミン化合物の含有量が前記範囲未満の場合は、高温高湿環境下での負帯電現像剤への帯電付与性が悪化する場合があり、前記範囲超過の場合は、溶液塗布によるポリアミド樹脂層の形成が困難となる場合がある。なお、前記ポリアミド樹脂の構成は、例えば、核磁気共鳴吸収スペクトル分析(NMR)等で確認することができる。 The content of the diamine compound represented by the general formula (I) in the polyamide resin is usually 1 mol% or more, preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, particularly preferably in all monomer units constituting the polyamide resin. Is 20 mol% or more, usually 50 mol% or less, preferably 40 mol% or less. Here, the total monomer unit means that the dicarboxylic acids and diamines are calculated as independent monomers. When the content of the diamine compound represented by the general formula (I) is less than the above range, the charge imparting property to the negatively charged developer in a high temperature and high humidity environment may be deteriorated. In some cases, it is difficult to form a polyamide resin layer by solution application. The configuration of the polyamide resin can be confirmed by, for example, nuclear magnetic resonance absorption spectrum analysis (NMR).
本発明の画像形成方法において、層厚規制部材または現像ローラの少なくとも何れかの最外層に用いられるポリアミド樹脂は、前記成分等からなる多元系の共重合体である場合に、特に高温高湿環境下での帯電付与性等の性能が向上する場合がある。中でも、前記一般式(I)で示されるジアミン化合物以外は脂肪族化合物で構成されている共重合ポリアミド樹脂が好適であり、特に、前記一般式(I)で示されるジアミン化合物および、ラクタム類、脂肪族ジカルボン酸類、脂肪族ジアミン類で構成されている多元系共重合ポリアミド樹脂が好適である。 In the image forming method of the present invention, when the polyamide resin used in the outermost layer of at least one of the layer thickness regulating member or the developing roller is a multi-component copolymer composed of the above components, it is particularly a high temperature and high humidity environment. The performance such as the charge imparting property below may be improved. Among them, a copolymerized polyamide resin composed of an aliphatic compound other than the diamine compound represented by the general formula (I) is suitable, and in particular, the diamine compound represented by the general formula (I) and lactams, A multi-component copolymerized polyamide resin composed of aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic diamines is preferred.
さらには、本発明におけるポリアミド樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、2官能性以上のポリイソシアネート成分やポリオール成分、ポリアルキレンエーテルポリオール成分等が含まれていてもよく、ウレタン結合やウレア結合、エステル結合、エーテル結合等を含むものであってもよい。
本発明におけるポリアミド樹脂の数平均分子量は限定されないが、5000〜5万が好ましく、より好ましくは1万〜3万である。ポリアミド樹脂の数平均分子量が前記範囲未
満である場合や前記範囲超過である場合は、溶液塗布によってポリアミド樹脂の薄層を現像ローラ表面に形成する場合に均一な薄層を形成できない場合がある。ここで、前記ポリアミド樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算値を用いることとする。
Furthermore, the polyamide resin in the present invention may contain a bifunctional or higher polyisocyanate component, polyol component, polyalkylene ether polyol component, etc., within a range not impairing the effects of the present invention. It may contain a urea bond, an ester bond, an ether bond, or the like.
Although the number average molecular weight of the polyamide resin in this invention is not limited, 5000-50,000 are preferable, More preferably, it is 10,000-30,000. When the number average molecular weight of the polyamide resin is less than the above range or exceeds the above range, a uniform thin layer may not be formed when the polyamide resin thin layer is formed on the developing roller surface by solution coating. Here, as the number average molecular weight of the polyamide resin, a polystyrene conversion value obtained by gel permeation chromatography is used.
本発明で用いられるポリアミド樹脂の製造方法は特に制限なく、ポリアミド樹脂を製造する公知の方法が適宜適用され、公知の重合触媒を用いるか無触媒での溶融重合法、溶液重合法、界面重合法等が用いられる。また、重合に際して、酢酸や安息香酸等の一塩基酸、あるいは、ヘキシルアミン、アニリン等の一酸塩基を分子量調整剤として加えることも何ら差し支えない。さらには、本発明の効果を損なわない範囲で三官能以上の反応性基を有する多官能化合物が含まれていてもよい。また、亜リン酸ソーダ、次亜リン酸ソーダ、亜リン酸、次亜リン酸やヒンダードフェノールに代表される熱安定剤やその他の重合添加剤を加えることも可能である。 The production method of the polyamide resin used in the present invention is not particularly limited, and a known method for producing a polyamide resin is appropriately applied, and a known polymerization catalyst is used or a non-catalyzed melt polymerization method, a solution polymerization method, an interfacial polymerization method. Etc. are used. In the polymerization, a monobasic acid such as acetic acid or benzoic acid, or a monoacid base such as hexylamine or aniline may be added as a molecular weight modifier. Furthermore, a polyfunctional compound having a trifunctional or higher functional group may be included as long as the effects of the present invention are not impaired. It is also possible to add a heat stabilizer represented by sodium phosphite, sodium hypophosphite, phosphorous acid, hypophosphorous acid and hindered phenol, and other polymerization additives.
本発明における層厚規制部材の形状および最外層以外の材質は限定されず、ステンレス鋼などの金属製であっても、樹脂や架橋エラストマー、熱可塑性エラストマー等であってもよく、さらに、金属板の支持体の表面に樹脂層が形成されたものでも良い。
本発明における現像ローラの形状および最外層以外の材質は限定されないが、通常は中空体を含む略円筒状または円管状のものであり、その直径は、通常10〜40mm、好ましくは15〜30mmである。中でも、金属シャフトの外周を弾性体や樹脂で被覆された構造であることが、現像ローラの剛性、耐久性等の点で好ましい。金属シャフトの外周に弾性層を形成することにより、特に、非磁性一成分方式でかつ感光体に接触して現像を行うような画像形成方法においては、感光体に対する機械的ダメージを抑制することができる場合がある。
The material other than the shape and the outermost layer of the layer thickness regulating member in the present invention is not limited and may be made of metal such as stainless steel, resin, cross-linked elastomer, thermoplastic elastomer, etc. A resin layer may be formed on the surface of the support.
The material other than the shape and the outermost layer of the developing roller in the present invention is not limited, but is usually a substantially cylindrical or circular tube shape including a hollow body, and the diameter is usually 10 to 40 mm, preferably 15 to 30 mm. is there. Among these, a structure in which the outer periphery of the metal shaft is covered with an elastic body or resin is preferable in terms of rigidity and durability of the developing roller. By forming an elastic layer on the outer periphery of the metal shaft, mechanical damage to the photoconductor can be suppressed, particularly in an image forming method in which development is performed in contact with the photoconductor using a non-magnetic one-component method. There are cases where it is possible.
前記現像ローラにおける金属シャフトの材質は限定されないが、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属材料が使用され、中でもステンレス鋼が好ましい。該金属シャフトは複数の金属からなるものであってもよく、さらに回転軸部分のみが異なる材質、形状であってもよい。
また、前記金属シャフトの外周を被覆する弾性体の材質は限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタンゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、イソプレンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、天然ゴム等の樹脂や架橋エラストマー、熱可塑性エラストマー等が使用され、これらは複数を混合して使用してもよい。さらに、該弾性層を構成する材料には、金属粉やカーボンブラック、グラファイト等の導電剤、シリカやアルミナ等の充填剤などを含有することもできる。
Although the material of the metal shaft in the developing roller is not limited, for example, metal materials such as aluminum, stainless steel, copper and nickel are used, and stainless steel is particularly preferable. The metal shaft may be made of a plurality of metals, and may be of a different material or shape only in the rotating shaft portion.
The material of the elastic body covering the outer periphery of the metal shaft is not limited. For example, polyurethane resin, silicone resin, styrene elastomer, olefin elastomer, urethane rubber, silicone rubber, butadiene rubber, chloroprene rubber, neoprene rubber, A resin such as isoprene rubber, nitrile-butadiene rubber, natural rubber, a crosslinked elastomer, a thermoplastic elastomer, or the like is used, and a plurality of these may be used in combination. Further, the material constituting the elastic layer can contain a conductive agent such as metal powder, carbon black, and graphite, and a filler such as silica and alumina.
本発明の画像形成方法において、現像ローラの最外層がポリアミド樹脂からなる場合は、これと接する内層と密着していることが好ましく、従って、前記弾性体は前記ポリアミド樹脂との親和性の高いものより選択される。親和性が低い場合は、表面改質や接着剤の使用によって密着性を上げる必要のある場合がある。
また、前記弾性層は積層構造であってもよい。積層構造とする場合には中心層よりも外層の方が弾性率が低くなるようにすることが望ましい。さらには、前記弾性体は発泡体や多孔体であってもよい。前記弾性層の厚みは限定されないが、通常1〜18mm、好ましくは2〜15mmであり、前記現像ローラの直径に含まれるものである。
In the image forming method of the present invention, when the outermost layer of the developing roller is made of a polyamide resin, it is preferably in close contact with the inner layer in contact therewith. Therefore, the elastic body has a high affinity with the polyamide resin. More selected. If the affinity is low, it may be necessary to improve adhesion by surface modification or use of an adhesive.
The elastic layer may have a laminated structure. In the case of a laminated structure, it is desirable that the outer layer has a lower elastic modulus than the center layer. Furthermore, the elastic body may be a foam or a porous body. The thickness of the elastic layer is not limited, but is usually 1 to 18 mm, preferably 2 to 15 mm, and is included in the diameter of the developing roller.
これら弾性層を金属シャフトの外周に形成させる方法は限定されず、射出成形したものを金属シャフトにはめ込む方法、インサート射出成形による方法、押出成形等で得られたシート状の弾性体を金属シャフトに巻き付け、必要に応じて融着または溶着させる方法、筒状に異形押出したものを金属シャフトにはめ込む方法、注入成形やプレス成形する方法
、弾性層を形成する材料を溶剤等に溶解し、その溶液を金属シャフトに塗布乾燥する方法等が挙げられる。
The method for forming these elastic layers on the outer periphery of the metal shaft is not limited. A sheet-like elastic body obtained by inserting an injection-molded material into a metal shaft, a method by insert injection molding, extrusion molding or the like is used as a metal shaft. Method of winding, fusing or welding as required, method of fitting a cylindrically shaped extrusion into a metal shaft, method of injection molding or press molding, dissolving the material forming the elastic layer in a solvent etc. The method of apply | coating to a metal shaft and drying is mentioned.
本発明においてポリアミド樹脂を層厚規制部材または現像ローラの最外層に形成させる方法は、層厚規制部材または現像ローラの表面均一性が確保できるものであれば限定されないが、該ポリアミド樹脂を溶剤等に溶解し、その溶液を塗布、乾燥する方法が最も容易で好ましい。その際に用いられる溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類、水等が単独或いは混合して使用できるが、溶液安定性の面からアルコール類を用いることが好ましい。溶液を塗布する方法としてはディップ法、スプレー法、ノズル法、ロールコート法、ダイコート法、刷毛塗り等が挙げられ、塗布後の乾燥は、常温での放置乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥等が挙げられる。 In the present invention, the method for forming the polyamide resin in the outermost layer of the layer thickness regulating member or the developing roller is not limited as long as the surface uniformity of the layer thickness regulating member or the developing roller can be ensured. The method in which the solution is dissolved, and the solution is applied and dried is the easiest and preferred. Examples of the solvent used in this case include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, and esters such as methyl acetate and ethyl acetate. In addition, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, dichloroethane, and trichloroethylene, water, and the like can be used alone or in combination, but alcohols are preferably used from the viewpoint of solution stability. Examples of the method for applying the solution include a dipping method, a spray method, a nozzle method, a roll coating method, a die coating method, and a brush coating. Examples of drying after application include standing drying at room temperature, drying by heating, and drying under reduced pressure. It is done.
また、塗布以外の方法としては、例えば、ポリアミド樹脂からなるシートや円筒状の成形体を層厚規制部材または現像ローラの最外層に巻き付けるか融着する方法、或いは、これを熱収縮チューブとしておき、層厚規制部材または現像ローラに収縮密着させる等の方法が挙げられる。
本発明において溶液塗布によりポリアミド樹脂を層厚規制部材または現像ローラの最外層に形成する場合は、該ポリアミド樹脂層の厚さは、通常0.5μm以上、好ましくは3μm以上であり、通常50μm以下、好ましくは30μm以下であることが望ましい。ポリアミド層の厚さが前記範囲未満の場合は、現像剤に負電荷を付与する能力が小さくなる傾向にあり、前記範囲超過の場合は、薄層が均一にならない場合があり、その不均一さがベタ画像やハーフトーン画像の濃度ムラとなって現れる場合がある。
Further, as a method other than coating, for example, a sheet made of polyamide resin or a cylindrical molded body is wound or fused on the outermost layer of the layer thickness regulating member or the developing roller, or this is used as a heat shrinkable tube. For example, a method of shrinking and adhering to the layer thickness regulating member or the developing roller can be used.
In the present invention, when the polyamide resin is formed on the outermost layer of the layer thickness regulating member or the developing roller by solution coating, the thickness of the polyamide resin layer is usually 0.5 μm or more, preferably 3 μm or more, and usually 50 μm or less. The thickness is preferably 30 μm or less. When the thickness of the polyamide layer is less than the above range, the ability to impart a negative charge to the developer tends to be small, and when it exceeds the above range, the thin layer may not be uniform, and the non-uniformity thereof. May appear as uneven density in a solid image or a halftone image.
ポリアミド樹脂を現像ローラの最外層に用いる場合、該ポリアミド層の厚さは均一である程好ましいが、現像剤の現像に使用される部分における最も薄い部分と最も厚い部分との比が、通常、1:1〜1:2、好ましくは1:1〜1:1.5、より好ましくは1:1〜1:1.2であることが望ましい。前記ポリアミド樹脂層の厚さは、溶媒の種類、溶液濃度、塗布方法等により調節することができ、ディップ法による場合には、引き上げ速度によっても調節することができる。溶液塗布以外の方法によってポリアミド樹脂の最外層を形成する場合においても、前記と同様の厚みおよび厚み比とすることが好ましい。 When the polyamide resin is used for the outermost layer of the developing roller, the thickness of the polyamide layer is preferably uniform, but the ratio of the thinnest part to the thickest part in the part used for developing the developer is usually It is desirable that the ratio is 1: 1 to 1: 2, preferably 1: 1 to 1: 1.5, more preferably 1: 1 to 1: 1.2. The thickness of the polyamide resin layer can be adjusted by the type of solvent, the solution concentration, the coating method, and the like, and can also be adjusted by the pulling speed when using the dipping method. Even when the outermost layer of the polyamide resin is formed by a method other than solution coating, the same thickness and thickness ratio as described above are preferable.
本発明の層厚規制部材または現像ローラの最外層としてポリアミド樹脂を用いる場合、通常、該ポリアミド樹脂のみで形成されるが、現像剤の帯電性、あるいは画像形成条件によっては他の各種材料と混合して用いられていても良い。前記のポリアミド樹脂と混合して用いることの出来る他の材料は限定されないが、例えば、アルミニウム、銅、銀等の金属微粒子やカーボンブラック、グラファイト等の導電剤、6ナイロン、4,6−ナイロン、6,6−ナイロン、6,10−ナイロン、11ナイロン、12ナイロン等の前記のポリアミド樹脂以外のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂などの樹脂の添加により現像ローラの帯電付与性を調整することができる。さらには、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機微粒子や、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等の微粒子を添加することで現像ローラ最外層の表面形状を調整し、現像装置における現像ローラ上のトナー付着量を調整することができる。これらの他の材料を含む場合においても、前記のポリアミド樹脂は、最外層の通常50重量%以上、好ましくは75重量%以上、より好ましくは90重量%以上で含むことが望ましい。 When a polyamide resin is used as the outermost layer of the layer thickness regulating member or the developing roller of the present invention, it is usually formed only of the polyamide resin, but may be mixed with other various materials depending on the chargeability of the developer or image forming conditions. May be used. Other materials that can be used by mixing with the above polyamide resin are not limited, but include, for example, metal fine particles such as aluminum, copper and silver, conductive agents such as carbon black and graphite, 6 nylon, 4,6-nylon, Polyamide resins other than the above polyamide resins such as 6,6-nylon, 6,10-nylon, 11 nylon, 12 nylon, etc., polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate resins, polyarylate resins, silicone resins, melamine The charge imparting property of the developing roller can be adjusted by adding a resin such as a resin, an acrylic resin, or a phenol resin. Furthermore, the surface shape of the outermost layer of the developing roller is adjusted by adding fine particles of silica, alumina, titania or the like, or fine particles of silicone resin, melamine resin, acrylic resin, phenol resin or the like on the developing roller in the developing device. The toner adhesion amount can be adjusted. Even when these other materials are included, the polyamide resin is desirably contained in an amount of usually 50% by weight or more, preferably 75% by weight or more, more preferably 90% by weight or more of the outermost layer.
本発明の層厚規制部材および現像ローラは、それぞれ、表面が平滑であることが望ましく、JIS B0601による表面粗さのRaが好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.005〜0.3μmであることが望ましい。Raが前記範囲である場合は、画像濃度のムラがなく、また感光体を傷付けることがないため好ましい。
前記のとおり、本発明の静電荷像現像用トナーは、低温定着性および耐オフセット性が良好であるので、高速印刷が可能な優れたものである。特に印字速度が100mm/s以上、更には150mm/s以上、特には200mm/s以上の領域において、本効果が顕著に現れる。また、本発明の画像形成方法は、長時間の現像処理においても現像ローラ等現像装置からの脱落や漏れがなく、画像形成装置内の汚染を抑制できると共に、画像濃度ムラのない高画質の画像を得ることができる優れたものである。
Each of the layer thickness regulating member and the developing roller of the present invention desirably has a smooth surface, and the surface roughness Ra according to JIS B0601 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.005 to 0.3 μm. It is desirable to be. When Ra is within the above range, it is preferable because there is no unevenness in image density and the photoconductor is not damaged.
As described above, the toner for developing an electrostatic charge image of the present invention has excellent low-temperature fixability and offset resistance, and thus is excellent for high-speed printing. In particular, this effect is prominent in the region where the printing speed is 100 mm / s or more, further 150 mm / s or more, particularly 200 mm / s or more. In addition, the image forming method of the present invention does not drop out or leak from the developing device such as a developing roller even during long-time development processing, can suppress contamination in the image forming device, and has high image quality without image density unevenness. It is an excellent thing that can be obtained.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
<外添微粒子>
シリカ1: ヘキサメチルジシラザン処理、
平均1次粒径約30nm、密度2.4g/cm3。
シリカ2: ジメチルポリシロキサン処理、
平均1次粒径約 7nm、密度2.4g/cm3。
チタニア: アルキルシラン処理、平均1次粒径約15nm、密度4.2g/cm3。
ポリメチルメタクリレート樹脂: 平均1次粒径約150nm、密度1.2g/cm3。
リン酸カルシウム: 平均1次粒径約500nm、密度3.3g/cm3。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
<Externally added fine particles>
Silica 1: Hexamethyldisilazane treatment,
Average primary particle size is about 30 nm, density is 2.4 g / cm 3 .
Silica 2: treated with dimethylpolysiloxane,
Average primary particle size is about 7 nm, density is 2.4 g / cm 3 .
Titania: Alkyl silane treatment, average primary particle size of about 15 nm, density 4.2 g / cm 3 .
Polymethyl methacrylate resin: Average primary particle size of about 150 nm, density 1.2 g / cm 3 .
Calcium phosphate: Average primary particle size of about 500 nm, density 3.3 g / cm 3 .
<実施例1>
乳化重合凝集法により製造した、スチレン−アクリル酸−n−ブチルアクリレート共重合体(ピーク分子量3.0万)を主成分としたシアン色のベーストナー(平均粒径7.5μm、円形度0.96)1000重量部と、外添微粒子としてシリカ1を20重量部と、シリカ2を5重量部とを、三井鉱山(株)製ヘンシェルミキサーにて混合し、トナー1を得た。トナー1の帯電量は−62μC/g、式(A)による被覆率は131%であった。現像剤としてトナー1を用い、以下の方法で非オフセット温度域を測定した結果を表1に示す。
<Example 1>
Cyan base toner (average particle size 7.5 μm, circularity 0. 0), which is made by styrene-acrylic acid-n-butyl acrylate copolymer (peak molecular weight 30000), produced by emulsion polymerization aggregation method. 96) Toner 1 was obtained by mixing 1000 parts by weight, 20 parts by weight of silica 1 as externally added fine particles, and 5 parts by weight of silica 2 with a Henschel mixer manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. The charge amount of the toner 1 was −62 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 131%. Table 1 shows the results of measuring the non-offset temperature range by using the toner 1 as a developer by the following method.
〔非オフセット温度域の測定〕
現像剤としてトナー1を用い、市販のフルカラーレーザープリンタ(感光体は有機感光体であり、該感光体と現像ローラが接触する現像方式であり、中間転写方式であるプリンター。)を改造して未定着の状態で紙面に印字を行った。印字は、A4サイズ普通紙(紀州製紙製FCドリーム:重量約80g/m2)の上端近くに、面積100cm2(5cm×20cm)の長方形ベタ画像を印字し、各未定着画像におけるトナーの付着量は1.5±0.03mg/cm2とした。
[Measurement of non-offset temperature range]
Undecided by remodeling a commercially available full-color laser printer using a toner 1 as a developer (a photoconductor is an organic photoconductor, a development system in which the photoconductor and a developing roller are in contact with each other, and an intermediate transfer system). Printing was performed on the paper surface in a worn state. For printing, a rectangular solid image having an area of 100 cm 2 (5 cm × 20 cm) is printed near the upper end of A4 size plain paper (FC Dream manufactured by Kishu Paper Co., Ltd .: weight of about 80 g / m 2 ), and toner adheres to each unfixed image. The amount was 1.5 ± 0.03 mg / cm 2 .
富士ゼロックス社製フルカラーレーザープリンタDocuPrintC3530の定着機を、駆動速度及び定着温度が変えられるように改造したものを評価用定着機として用い、定着速度を100mm/s(ニップ時間90ms)、200mm/s(ニップ時間45ms)の2水準で評価した。
前記の未定着画像を、定着機が所定の速度、温度に達した状態で挿入した。100〜200℃の範囲を5℃刻みで定着を行い、コールドオフセットが起きない下限温度、ホットオフセットあるいは用紙巻き付きが発生しない上限温度を確認した。
A fixing machine of Fuji Xerox Co., Ltd. full color laser printer DocuPrint C3530, modified so that the driving speed and fixing temperature can be changed, is used as an evaluation fixing machine, and the fixing speed is 100 mm / s (nip time 90 ms), 200 mm / s ( The nip time was 45 ms).
The unfixed image was inserted with the fixing machine reaching a predetermined speed and temperature. Fixing was performed in increments of 5 ° C. in the range of 100 to 200 ° C., and a lower limit temperature at which cold offset did not occur and an upper limit temperature at which hot offset or paper winding did not occur were confirmed.
<実施例2>
外添微粒子として、シリカ1を5重量部、シリカ2を20重量部とした以外はトナー1
と同様にして、トナー2を得た。トナー2の帯電量は−65μC/g、式(A)による被覆率は287%であった。現像剤としてトナー2を用い、実施例1と同様の方法で非オフセット温度域を測定した結果を表1に示す。
<Example 2>
Toner 1 except that silica 1 is 5 parts by weight and silica 2 is 20 parts by weight as externally added fine particles.
In the same manner, Toner 2 was obtained. The charge amount of the toner 2 was −65 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 287%. Table 1 shows the results of measuring the non-offset temperature range in the same manner as in Example 1 using toner 2 as the developer.
<実施例3>
外添微粒子として、シリカ1を5重量部、シリカ2を20重量部、チタニアを2重量部、リン酸カルシウムを2重量部とした以外はトナー1と同様にして、トナー3を得た。トナー3の帯電量は−59μC/g、式(A)による被覆率は294%であった。現像剤としてトナー3を用い、実施例1と同様の方法で非オフセット温度域を測定した結果を表1に示す。
<Example 3>
Toner 3 was obtained in the same manner as toner 1 except that 5 parts by weight of silica 1, 20 parts by weight of silica 2, 2 parts by weight of titania, and 2 parts by weight of calcium phosphate were used as externally added fine particles. The charge amount of the toner 3 was −59 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 294%. Table 1 shows the results of measuring the non-offset temperature range in the same manner as in Example 1 using toner 3 as the developer.
<比較例1>
外添微粒子として、シリカ1を5重量部、シリカ2を20重量部、ポリメチルメタクリレート樹脂粒子を15重量部、チタニアを2重量部、リン酸カルシウムを2重量部とした以外はトナー1と同様にして、トナー4を得た。トナー4の帯電量は−43μC/g、式(A)による被覆率は313%であった。現像剤としてトナー4を用い、実施例1と同様の方法で非オフセット温度域を測定した結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
As external toner, 5 parts by weight of silica 1, 20 parts by weight of silica 2, 15 parts by weight of polymethyl methacrylate resin particles, 2 parts by weight of titania, and 2 parts by weight of calcium phosphate were used in the same manner as toner 1. Toner 4 was obtained. The charge amount of the toner 4 was −43 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 313%. Table 1 shows the results of measuring the non-offset temperature range in the same manner as in Example 1 using toner 4 as the developer.
<比較例2>
外添微粒子として、シリカ1を5重量部、シリカ2を20重量部、ポリメチルメタクリレート樹脂粒子を15重量部とした以外はトナー1と同様にして、トナー5を得た。トナー5の帯電量は−42μC/g、式(A)による被覆率は305%であった。現像剤としてトナー5を用い、実施例1と同様の方法で非オフセット温度域を測定した結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
Toner 5 was obtained in the same manner as toner 1 except that 5 parts by weight of silica 1, 20 parts by weight of silica 2 and 15 parts by weight of polymethyl methacrylate resin particles were used as externally added fine particles. The charge amount of the toner 5 was −42 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 305%. Table 1 shows the results of measuring the non-offset temperature range in the same manner as in Example 1 using toner 5 as the developer.
表1より、比較例1及び2に比べ実施例1〜3の方が、定着速度100mm/s及び200mm/sの何れの条件においても非オフセット温度の下限が低く、より低温の条件においても良好に定着できることが確認された。 From Table 1, the lower limit of the non-offset temperature is lower in Examples 1 to 3 than in Comparative Examples 1 and 2 at any of the fixing speeds of 100 mm / s and 200 mm / s, and is good even at lower temperatures. It has been confirmed that it can be fixed on.
<コート剤の作製>
コート剤A
ε−カプロラクタム127重量部、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン121重量部、1,12−ドデカンジカルボン酸138重量部、ヘキサメチレンジアミン80%水溶液13重量部、1,20−アイコサンジカルボン酸34重量部を撹拌機付
きオートクレーブに仕込み、充分窒素置換した後昇温を開始した。内温が100℃に達した時点で撹拌を開始し、系内圧力が13kg/cm2 となる迄加熱昇温した。13kg/cm2 に到達後、系内圧力が13kg/cm2 になる様に水を留出させた。次にオートクレーブのバルブを閉じ、2時間反応させた後バルブを開け、常圧に戻した。その後、更に290℃で2時間反応させた後、生成した溶融ポリマーを抜出し、約10重量倍の沸騰水で5回洗浄を行った。これを減圧下、120℃で3日間乾燥させ、ポリアミド樹脂Aを得た。13C−NMRにより共重合組成を求めたところ下記式の組成であり、数平均分子量は2.0万であった。
<Preparation of coating agent>
Coating agent A
127 parts by weight of ε-caprolactam, 121 parts by weight of bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, 138 parts by weight of 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 13 parts by weight of 80% aqueous solution of hexamethylenediamine, 1,20-eicosanedicarboxylic 34 parts by weight of acid was charged into an autoclave equipped with a stirrer, and after sufficient nitrogen substitution, the temperature was raised. Stirring was started when the internal temperature reached 100 ° C., and the temperature was increased by heating until the internal pressure reached 13 kg / cm 2 . After reaching 13 kg / cm 2, system pressure is to distill water so as to be 13 kg / cm 2. Next, the valve of the autoclave was closed, and after reacting for 2 hours, the valve was opened and returned to normal pressure. Then, after making it react at 290 degreeC for further 2 hours, the produced | generated molten polymer was extracted and it wash | cleaned 5 times with about 10 weight times boiling water. This was dried at 120 ° C. under reduced pressure for 3 days to obtain polyamide resin A. When the copolymer composition was determined by 13 C-NMR, it was a composition of the following formula and the number average molecular weight was 20,000.
ポリアミド樹脂Aを混合溶媒(メタノール/n−プロパノール/トルエン=50/20/30(重量比))に溶解し、固形分濃度10%に調整し、コート剤Aを作製した。コート剤Aの粘度は、20℃において0.040Pa・sであった。
コート剤B
原料の仕込み量を、ε−カプロラクタム164重量部、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン64重量部、1,12−ドデカンジカルボン酸73重量部、ヘキサメチレンジアミン80%水溶液13重量部、1,20−アイコサンジカルボン酸34重量部とした以外はポリアミド樹脂Aと同じ方法によりポリアミド樹脂Bを得た。13C−NMRにより共重合組成を求めたところ下記式の組成であり、数平均分子量は1.2万であった。
Polyamide resin A was dissolved in a mixed solvent (methanol / n-propanol / toluene = 50/20/30 (weight ratio)) and adjusted to a solid content concentration of 10% to prepare coating agent A. The viscosity of the coating agent A was 0.040 Pa · s at 20 ° C.
Coating agent B
The amount of raw materials charged was 164 parts by weight of ε-caprolactam, 64 parts by weight of bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, 73 parts by weight of 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 13 parts by weight of an 80% aqueous solution of hexamethylenediamine, A polyamide resin B was obtained by the same method as the polyamide resin A except that 34 parts by weight of 1,20-eicosane dicarboxylic acid was used. When the copolymer composition was determined by 13 C-NMR, it was a composition of the following formula and the number average molecular weight was 12,000.
ポリアミド樹脂Bを混合溶媒(メタノール/n−プロパノール/トルエン=70/10/20(重量比))に溶解し、固形分濃度10%に調整し、コート剤Bを作製した。コート剤Bの粘度は、20℃において0.014Pa・sであった。 Polyamide resin B was dissolved in a mixed solvent (methanol / n-propanol / toluene = 70/10/20 (weight ratio)) and adjusted to a solid content concentration of 10% to prepare coating agent B. The viscosity of the coating agent B was 0.014 Pa · s at 20 ° C.
(実施例4)
外添微粒子として、シリカ1を5重量部、シリカ2を20重量部、チタニアを2重量部
とした以外はトナー1と同様にして、トナー6を得た。得られたトナーの帯電量は−40μC/g、式(A)による被覆率は294%であった。
ステンレス鋼製の金属シャフトの外周にポリウレタン系の弾性体が厚み6mmで形成され、最外層がポリウレタン系樹脂(赤外吸収スペクトル、プロトン核磁気共鳴スペクトル、アルカリメチル化反応熱分解のGC/MS、パイログラム検出成分のMSスペクトル、の分析により、トルエンジイソシアネート/ジフェニルメタンジイソシアネート/ポリプロピレングリコール/グリセリン/トリメチロールプロパンよりなるポリエーテルポリウレタンであり、ジメチルホルムアミドやジメチルスホキシドに不溶な成分を含むものであった。)の薄層で被覆されている市販の非磁性一成分方式のフルカラーレーザープリンタ〔P1〕用現像ローラ(ローラ直径20mm)を基体とし、その基体を常温でコート剤Aに浸漬し、引き上げ速度150mm/minで引き上げ、その後100℃で30分間乾燥することにより現像ローラの最外層にポリアミドAの薄層を形成した。得られた現像ローラをコートする前のローラと軽く接触させ、表面電位計のプローブを近づけたところ、ポリアミド層をコートした現像ローラ表面はプラスの極性を示し、この現像ローラ表面を構成する材料が帯電列の関係においてポリウレタンよりもプラス側にあることを確認した。また、ポリアミドA層の厚さは20μm、表面粗さRaは0.12μmであった。
現像剤としてトナー6を用い、得られた現像ローラのカブリ性を、下記の方法によって評価した結果について表1に示す。なお、ポリアミド層の厚さ、現像ローラの表面粗さRaの測定は以下の方法により行った。
Example 4
A toner 6 was obtained in the same manner as the toner 1 except that 5 parts by weight of silica 1, 20 parts by weight of silica 2, and 2 parts by weight of titania were used as externally added fine particles. The charge amount of the obtained toner was −40 μC / g, and the coverage according to the formula (A) was 294%.
A polyurethane-based elastic body is formed with a thickness of 6 mm on the outer periphery of a stainless steel metal shaft, and an outermost layer is a polyurethane-based resin (infrared absorption spectrum, proton nuclear magnetic resonance spectrum, GC / MS of alkali methylation reaction pyrolysis, It was a polyether polyurethane composed of toluene diisocyanate / diphenylmethane diisocyanate / polypropylene glycol / glycerin / trimethylolpropane by analysis of the MS spectrum of the pyrogram detection component, and contained a component insoluble in dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. .) A commercially available non-magnetic one-component full color laser printer [P1] developing roller (roller diameter 20 mm) coated with a thin layer is used as a base, and the base is immersed in coating agent A at room temperature, and the pulling speed is increased. 150 Pulling in m / min, to form a thin layer of polyamide A in the outermost layer of the developing roller by subsequent drying at 100 ° C. 30 min. When the obtained developing roller was lightly brought into contact with the roller before coating and the probe of the surface potential meter was brought close to it, the developing roller surface coated with the polyamide layer showed positive polarity, and the material constituting the developing roller surface was It was confirmed that it was on the positive side of polyurethane in relation to the charge train. The polyamide A layer had a thickness of 20 μm and a surface roughness Ra of 0.12 μm.
Table 1 shows the evaluation results of the fogging property of the obtained developing roller using toner 6 as a developer by the following method. The thickness of the polyamide layer and the surface roughness Ra of the developing roller were measured by the following method.
〔現像ローラの表面粗さRa〕
表面粗さ形状測定装置サ−フコム130A(東京精密社製)を用いて、JIS B601に準じて測定した。1本のローラにつき、ポリアミド層が形成されている部分の両端から約1.5cm内側の部分並びに中央部を各2箇所ずつ(計6箇所)測定し、その平均値として求めた。
〔現像ローラのポリアミド層の厚さ〕
現像ローラのポリアミド層の一部をエタノールで溶かして除去した。この際、ポリアミド樹脂の塗布前に最外層であったポリウレタンの薄層は溶解しなかった。表面粗さ形状測定装置サ−フコム130A(東京精密社製)を用いて、ポリアミド層が途切れる部分(ポリアミド層を溶かしている部分と溶かしていない部分の境目)を含めるように、表面粗さRa測定時と同じ条件で走査し、得られた断面曲線の形状(段差の大きさ)から、ポリアミド層の厚さを測定した。1本のローラにつき、ポリアミド層が形成されている部分の両端から約1.5cm内側の部分並びに中央部を各2箇所ずつ(計6箇所)測定し、その平均値として求めた。
[Surface roughness Ra of developing roller]
The surface roughness shape measuring device Surfcom 130A (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) was used for measurement according to JIS B601. For each roller, two portions (a total of six locations) of about 1.5 cm inside and the center portion from both ends of the portion where the polyamide layer was formed were measured, and the average value was obtained.
[Thickness of polyamide layer of developing roller]
A part of the polyamide layer of the developing roller was removed by dissolving with ethanol. At this time, the thin polyurethane layer which was the outermost layer before application of the polyamide resin did not dissolve. Using a surface roughness profile measuring device Surfcom 130A (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), the surface roughness Ra is included so as to include a portion where the polyamide layer is interrupted (the boundary between the portion where the polyamide layer is dissolved and the portion where the polyamide layer is not dissolved). Scanning was performed under the same conditions as in the measurement, and the thickness of the polyamide layer was measured from the shape of the obtained cross-sectional curve (the size of the step). For each roller, two portions (a total of six locations) of about 1.5 cm inside and the center portion from both ends of the portion where the polyamide layer was formed were measured, and the average value was obtained.
〔印字によるカブリ性評価〕
ポリアミド樹脂を表面に塗布乾燥した現像ローラを、前記の市販の非磁性一成分方式のフルカラーレーザープリンタ〔P1〕(感光体は有機感光体であり、該感光体と現像ローラが接触する現像方式であり、中間転写体を用いないタンデム方式のプリンター。)のカートリッジ式現像装置(層厚規制部材はステンレス製で、現像ローラを押圧する。)に組み込み、その現像装置内にトナー6を30g充填した上で、白色の普通紙上に白地パターンを出力した。白地画像に印字されたカブリについて、以下の判断基準で目視により判定した。
[Fog evaluation by printing]
A developing roller having a polyamide resin coated on the surface and dried is a commercially available non-magnetic one-component type full-color laser printer [P1] (the photosensitive member is an organic photosensitive member, and a developing method in which the photosensitive member and the developing roller are in contact with each other). Yes, a tandem printer that does not use an intermediate transfer member.) The cartridge type developing device (the layer thickness regulating member is made of stainless steel and presses the developing roller), and 30 g of toner 6 is filled in the developing device. Above, a white background pattern was output on white plain paper. The fog printed on the white background image was visually determined according to the following criteria.
なお、印字を行うに際し、現像ローラを組み込んだレーザプリンタを、23℃/相対湿度50%、28℃/相対湿度80%の2水準の環境下で12時間放置した後に、それぞれ評価を行った。
◎:カブリが極めて少ない(目視では印字画像上の汚れがほとんど確認できないレベル)
○:カブリが少ない(凝視することで僅かな汚れが確認されるが、実用上問題ないレベ
ル)
×:カブリが多い(一目で汚れが判断できるレベル)
When performing printing, the laser printer incorporating the developing roller was left to stand for 12 hours in two environments of 23 ° C./50% relative humidity and 28 ° C./80% relative humidity, and then evaluated.
A: Very little fog (a level at which the stain on the printed image can hardly be visually confirmed)
○: Fog is small (slight dirt is confirmed by staring, but there is no practical problem)
X: A lot of fog (a level at which dirt can be judged at a glance)
(実施例5)
コート剤としてコート剤Bを用い、引き上げ速度200mm/minとした以外は実施例4と同様にして、現像ローラの最外層にポリアミドBの薄層を形成した。得られた現像ローラ表面の帯電特性を実施例4と同様に確認したところ、帯電列の関係においてポリウレタンよりもプラス側にあることを確認した。
実施例4と同様の方法で測定したポリアミドB層の厚さは20μm、表面粗さRaは0
.18μmであった。得られた現像ローラを用いて実施例4と同様にカブリ性を評価した結果を、表2に示す。
(Example 5)
A thin layer of polyamide B was formed on the outermost layer of the developing roller in the same manner as in Example 4 except that the coating agent B was used as the coating agent and the pulling rate was 200 mm / min. When the charging characteristics on the surface of the obtained developing roller were confirmed in the same manner as in Example 4, it was confirmed that the charging roller was on the positive side with respect to the polyurethane in relation to the charge train.
The thickness of the polyamide B layer measured by the same method as in Example 4 was 20 μm, and the surface roughness Ra was 0.
. 18 μm. Table 2 shows the results of evaluation of fogging using the obtained developing roller in the same manner as in Example 4.
(比較例3)
ポリアミドのコーティングを行わずに、現像ローラ(表面はポリウレタン樹脂)をそのまま使用した以外は実施例4と同様にして、カブリ性評価を行った結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
Table 2 shows the results of evaluation of fogging in the same manner as in Example 4 except that the developing roller (surface is polyurethane resin) was used as it was without coating with polyamide.
(実施例6)
厚さ0.1mmのステンレス鋼板の片側面にポリウレタン(メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)/ポリカプロラクトン(数平均分子量2000)/1,4−ブタンジオール=3/2/1(mol比)であり、架橋されているもの)が厚さ1mmで形成されている市販の非磁性一成分方式のフルカラーレーザープリンタ〔P2〕(感光体は有機感光体であり、該感光体と現像ローラが接触する現像方式であり、中間転写方式であるプリンター。)の層厚規制部材(248mm×16mm×1.1mm、ポリウレタンは現像ロールに対向するように金属板片側面の端部に形成されている。)を基体とし、その基体を常温でコート剤Aに浸漬した後引き上げ、その後100℃で30分間乾燥することにより、層厚規制部材の最外層にポリアミドAの薄層を形成した。得られた層厚規制部材をコートする前の層厚規制部材と現像剤が接触する面同士で軽く接触させ、表面電位計のプローブを近づけたところ、ポリアミド層をコートした層厚規制部材表面はプラスの極性を示し、この層厚規制部材表面を構成する材料が帯電列の関係においてポリウレタンよりもプラス側にあることを確認した。また、ポリアミドA層の厚さは10μm、表面粗さRaは
0.10μmであった。
(Example 6)
Polyurethane (methylenediphenyl diisocyanate (MDI) / polycaprolactone (number average molecular weight 2000) / 1,4-butanediol = 3/2/1 (mol ratio)) on one side of a stainless steel plate having a thickness of 0.1 mm and crosslinked Is a commercially available non-magnetic one-component full-color laser printer [P2] (the photosensitive member is an organic photosensitive member, and a developing method in which the photosensitive member and the developing roller are in contact with each other). Yes, an intermediate transfer type printer) layer thickness regulating member (248 mm × 16 mm × 1.1 mm, polyurethane is formed at the end of the side surface of the metal plate so as to face the developing roll). The substrate is immersed in the coating agent A at room temperature and then lifted, and then dried at 100 ° C. for 30 minutes, so that the outermost layer of the layer thickness regulating member is coated with poly. A thin layer of amide A was formed. The surface of the layer thickness regulating member coated with the polyamide layer is lightly brought into contact with the surface where the developer comes into contact with the layer thickness regulating member before coating the obtained layer thickness regulating member, and the surface potential meter probe is brought close to the surface. The positive polarity was shown, and it was confirmed that the material constituting the surface of the layer thickness regulating member was on the positive side with respect to the polyurethane in relation to the charge train. The polyamide A layer had a thickness of 10 μm and a surface roughness Ra of 0.10 μm.
現像剤としてトナー6を用い、得られた層厚規制部材を用いたトナー漏れ評価を、下記の方法により行った結果について表3に示す。なお、ポリアミド層の厚さ、層厚規制部材の表面粗さRaの測定は以下の方法により行った。
〔層厚規制部材の表面粗さRa〕
表面粗さ形状測定装置サ−フコム130A(東京精密社製)を用いて、JIS B601に準じて測定した。層厚規制部材の現像ローラに対面する面(弾性体の表面にポリアミド層が形成されている面)につき、ポリアミド層が形成されている部分の両端から約1.
5cm内側の部分並びに中央部を各1箇所ずつ(計3箇所)測定し、その平均値として求めた。
Table 3 shows the results of the toner leakage evaluation using the toner 6 as the developer and the obtained layer thickness regulating member by the following method. The thickness of the polyamide layer and the surface roughness Ra of the layer thickness regulating member were measured by the following method.
[Surface roughness Ra of layer thickness regulating member]
The surface roughness shape measuring device Surfcom 130A (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) was used for measurement according to JIS B601. About a surface of the layer thickness regulating member facing the developing roller (a surface on which the polyamide layer is formed on the surface of the elastic body), about 1.
The 5 cm inner part and the central part were measured one by one (3 places in total), and the average value was obtained.
〔層厚規制部材のポリアミド層の厚さ〕
層厚規制部材のポリアミド層の一部をエタノールで溶かして除去した。この際、ポリアミド樹脂の塗布前に最外層であったポリウレタンは溶解しなかった。表面粗さ形状測定装置サ−フコム130A(東京精密社製)を用いて、ポリアミド層が途切れる部分(ポリアミド層を溶かしている部分と溶かしていない部分の境目)を含めるように、表面粗さRa測定時と同じ条件で走査し、得られた断面曲線の形状(段差の大きさ)から、ポリアミド層の厚さを測定した。層厚規制部材の現像ローラに対面する面(弾性体の表面にポリアミド層が形成されている面)につき、ポリアミド層が形成されている部分の両端から約1.5cm内側の部分並びに中央部を各1箇所ずつ(計3箇所)測定し、その平均値として求めた。
[Thickness of polyamide layer of layer thickness regulating member]
A part of the polyamide layer of the layer thickness regulating member was removed by dissolving in ethanol. At this time, the polyurethane which was the outermost layer before application of the polyamide resin did not dissolve. Using a surface roughness profile measuring device Surfcom 130A (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), the surface roughness Ra is included so as to include a portion where the polyamide layer is interrupted (the boundary between the portion where the polyamide layer is dissolved and the portion where the polyamide layer is not dissolved). Scanning was performed under the same conditions as in the measurement, and the thickness of the polyamide layer was measured from the shape of the obtained cross-sectional curve (the size of the step). For the surface of the layer thickness regulating member that faces the developing roller (the surface on which the polyamide layer is formed on the surface of the elastic body), about 1.5 cm inside part and the center part from both ends of the part where the polyamide layer is formed Each one was measured (three places in total), and the average value was obtained.
〔トナー漏れ評価〕
ポリアミド樹脂を表面に塗布乾燥した層厚規制部材を、前記の市販の非磁性一成分方式のフルカラーレーザープリンタ〔P2〕のカートリッジ式現像装置(現像ローラは軟質の弾性層を有さない。層厚規制部材は、該現像ローラを押圧する。)に組み込み、その現像装置内にトナーを65g充填した上で、印字・トナー消費を行わずに間欠駆動(2.5秒駆動/2.5秒静止)させる間欠空転試験を実施した。駆動時の現像ローラ周速は、301mm/sとした。この速度は、該プリンターの通常の印字速度(100mm/s)における現像ローラ周速の2倍(200mm/s)に相当する。その際、現像装置からトナー漏れが発生する時間を観察し、以下の基準で評価した。
[Toner leakage evaluation]
A layer-thickness regulating member having a polyamide resin coated and dried on the surface is a cartridge-type developing device of the above-mentioned commercially available non-magnetic one-component full-color laser printer [P2] (the developing roller does not have a soft elastic layer. The regulating member is pressed into the developing roller.) 65 g of toner is filled in the developing device, and then intermittent driving is performed (2.5 seconds driving / 2.5 seconds stationary without printing or toner consumption). ) Was carried out. The developing roller peripheral speed during driving was set to 301 mm / s. This speed corresponds to twice the developing roller peripheral speed (200 mm / s) at the normal printing speed (100 mm / s) of the printer. At that time, the time when the toner leakage occurred from the developing device was observed and evaluated according to the following criteria.
なお、評価に際し、現像量規制部材を組み込み、トナーを充填したカートリッジ式現像装置を、23℃/相対湿度50%、または、28℃/相対湿度80%の2水準の環境下で12時間放置した後に、それぞれの環境下で評価を行った。
○:2時間超過でもトナー漏れなし。(使用に全く支障なし)
△:10分〜2時間の間でトナー漏れが発生。
In the evaluation, a cartridge type developing device incorporating a developing amount regulating member and filled with toner was left for 12 hours in an environment of two levels of 23 ° C./50% relative humidity or 28 ° C./80% relative humidity. Later, each environment was evaluated.
○: No toner leakage even after 2 hours. (No hindrance to use)
Δ: Toner leakage occurred between 10 minutes and 2 hours.
(装置内汚染による画像汚れが発生する可能性有り)
×:10分未満でトナー漏れが発生。
(漏れたトナーによる装置内汚染が著しく、使用不可)
(Image contamination due to contamination inside the device may occur)
X: Toner leakage occurred in less than 10 minutes.
(The leaked toner is extremely contaminated in the device and cannot be used.)
(実施例7)
コート剤としてコート剤Bを用いた以外は実施例6と同様にして、層厚規制部材の最外層にポリアミドBの薄層を形成した。得られた層厚規制部材表面の帯電特性を実施例3と同様に確認したところ、帯電列の関係においてポリウレタンよりもプラス側にあることを確認した。
(Example 7)
A thin layer of polyamide B was formed on the outermost layer of the layer thickness regulating member in the same manner as in Example 6 except that the coating agent B was used as the coating agent. When the charging characteristics on the surface of the obtained layer thickness regulating member were confirmed in the same manner as in Example 3, it was confirmed that it was on the plus side of polyurethane in relation to the charge train.
実施例6と同様の方法で測定したポリアミドB層の厚さは10μm、表面粗さRaは0
.20μmであった。該層厚規制部材を用いたトナー漏れ評価を実施例6と同様に行った結果を、表3に示す。
(比較例4)
ポリアミドのコーティングを行わずに、層厚規制部材(表面はポリウレタン)をそのまま使用した以外は実施例6と同様にして、トナー漏れ評価を行った結果を表3に示す。
The thickness of the polyamide B layer measured by the same method as in Example 6 was 10 μm, and the surface roughness Ra was 0.
. It was 20 μm. Table 3 shows the results of performing the toner leakage evaluation using the layer thickness regulating member in the same manner as in Example 6.
(Comparative Example 4)
Table 3 shows the results of the toner leakage evaluation in the same manner as in Example 6 except that the layer thickness regulating member (the surface is polyurethane) was used as it was without coating with polyamide.
Claims (8)
ρt:トナー母粒子の真密度(g/cm3)
Dn:外添微粒子nの平均粒径 (μm)
ρn:外添微粒子nの真密度(g/cm3)
Wn:外添微粒子nの添加部数(トナー母粒子100重量部に対する重量部)
a:外添微粒子の種類の数。 An electrostatic image developing toner used for non-magnetic one-component development, which is obtained by an emulsion polymerization aggregation method, and has a coverage of externally added fine particles calculated by the following formula (A) of 300. % Or less of the toner for developing electrostatic images.
ρt: True density of toner base particles (g / cm 3 )
Dn: average particle diameter of externally added fine particles n (μm)
ρn: true density of externally added fine particles n (g / cm 3 )
Wn: number of added external fine particles n (parts by weight based on 100 parts by weight of toner base particles)
a: Number of types of externally added fine particles.
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