JP2011128264A - Image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、及び磁気記録法を利用した画像形成方法に関するものである。詳しくは、本発明は感光体上にトナー像を形成後、トナー像を転写材上に転写して画像形成する、複写機、プリンター、ファックスの如き画像形成装置に用いられるトナー、トナー担持体、及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming method using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and a magnetic recording method. More specifically, the present invention forms a toner image on a photosensitive member, and then transfers the toner image onto a transfer material to form an image. Toner used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a fax machine, a toner carrier, And an image forming method.
従来、電子写真法としては多数の方法が知られている。 Conventionally, many methods are known as electrophotographic methods.
一般的な電子写真法には、光導電性物質を利用して、種々の手段により像担持体(以下、感光体ともいう)上に電気的潜像を形成し、次いで、該潜像に現像剤(以下、トナーともいう)を転移して可視像化(以下、現像ともいう)し、トナー画像を得る方法が知られている。感光体上に可視化されたトナー画像は、さらに必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写したあとに、熱/圧力により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る。 In general electrophotography, a photoconductive substance is used to form an electrical latent image on an image carrier (hereinafter also referred to as a photoreceptor) by various means, and then the latent image is developed. A method is known in which a toner image is obtained by transferring an agent (hereinafter also referred to as toner) to visualize it (hereinafter also referred to as development). The toner image visualized on the photoreceptor is further transferred to a transfer material such as paper as necessary, and then the toner image is fixed on the transfer material by heat / pressure to obtain a copy.
現像方式として多数の方法が知られているうち、磁性トナーを用いた一成分現像方式は現像器がシンプルでトラブルが少なくメンテナンスも容易であることから、比較的低価格かつランニングコストにも重点を置く低中速機においては特に好ましい。 Among the many development methods known, the one-component development method using magnetic toner has a relatively low price and is focused on running costs because the developer is simple, trouble-free and easy to maintain. It is particularly preferable for a low / medium speed machine.
これら電子写真法を用いた画像形成方法は、複写機以外にプリンターやファクシミリとして適用されている。 These image forming methods using electrophotography are applied as printers and facsimiles in addition to copying machines.
近年では、特に高速機においてはデジタル印刷機として商業的な利用が本格化されるほどに高画質化・高精細化が進んでいる。それら高速機と比較して低価格であることが求められる中低速機においても、高価な高速機に匹敵する高画質が求められてきている。 In recent years, especially in a high-speed machine, image quality and resolution have been improved as commercial use as a digital printing machine becomes more serious. Even in the medium and low speed machines that are required to be lower in price than those high speed machines, high image quality comparable to expensive high speed machines has been demanded.
また、印刷室など専用の部屋に設置されることが想定される大型の高速機と較べて、小型軽量である中低速機は設置される場所も環境も使用形態も多種多様であり、より高い環境安定性を求められている。 Compared to large high-speed machines that are supposed to be installed in dedicated rooms such as printing rooms, small and light medium- and low-speed machines have a variety of installation locations, environments, and usage forms, which are higher. Environmental stability is required.
高画質化・高精細化を達成するために、たとえばトナーの小粒径化などにより、高い帯電性を持つトナーを使用することが知られている(特許文献1)。また、トナー担持体においては、該担持体の表面に荷電制御剤を含有させた樹脂層を設け、トナーへの帯電付与性能を向上させる方法が知られている(特許文献2)。さらに、現像時に印加される現像電界強度(以降単純に「電界強度」ともいう)を高めて感光体と密着性が強い高トリボトナーを現像させ、高精細な画像を得る方法が知られている(特許文献3)。 In order to achieve high image quality and high definition, it is known to use a toner having high chargeability, for example, by reducing the particle size of the toner (Patent Document 1). In addition, a method is known in which a toner carrier is provided with a resin layer containing a charge control agent on the surface of the carrier to improve the charge imparting performance to the toner (Patent Document 2). Further, there is known a method of developing a high tribotoner having high adhesion to the photosensitive member by increasing the development electric field strength (hereinafter also simply referred to as “electric field strength”) applied during development, and obtaining a high-definition image ( Patent Document 3).
しかし、さらなる高画質を達成するために以上の方法を組み合わせて実施した場合、環境によってはトナー担持体上のトナーを均一に帯電させることが困難となり、トナーの帯電ブロード化により画像異常を起こしてしまい、高画質化は達成できない。 However, when the above methods are combined in order to achieve higher image quality, it may be difficult to uniformly charge the toner on the toner carrier depending on the environment. Therefore, high image quality cannot be achieved.
トナーの改良により環境に依らず帯電を安定させる方法としては、たとえばトナーの外添剤種や外添方法を工夫したもの(特許文献4、5)などが知られているが、これらの方法も帯電付与能の高いトナー担持体と高い電界強度を組み合わせた際には、設置環境や使用形態により、安定化したはずの帯電量分布がブロードしてしまうことがあった。帯電量分布がブロード化すると、ブロッチ(一部トナーのチャージアップによりトナー担持体上のトナー層が乱れ、黒ベタ画像やハーフトーン画像に斑点状、あるいは波状のムラとなって現れる現象)の発生や、カブリ・トナー飛散・白抜け・選択現像によるトナー劣化等、様々な画像異常が発生するため高画質化は達成できない。 As a method for stabilizing the charging regardless of the environment by improving the toner, for example, a method in which the type of external additive of the toner and the external addition method are devised (Patent Documents 4 and 5) are known. When a toner carrier having a high charge-imparting ability and a high electric field strength are combined, the charge amount distribution that should be stabilized may be broadened depending on the installation environment and usage pattern. When the charge distribution is broadened, blotch (a phenomenon in which the toner layer on the toner carrying member is disturbed due to the charge-up of some toner and appears as spots or wavy unevenness in a black solid image or a halftone image) In addition, since various image abnormalities such as fogging, toner scattering, white spots, and toner deterioration due to selective development occur, high image quality cannot be achieved.
高い帯電性を持つトナーと、高い帯電付与性を持つトナー担持体を使用し、さらに高い電界強度をかけて、多様な環境に依らず高画質化することは、従来技術では達成が困難であった。 It was difficult to achieve high image quality regardless of various environments by using a toner with high chargeability and a toner carrier with high chargeability and applying higher electric field strength. It was.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決した画像形成方法を提供することにある。即ち、本発明の目的は、高い帯電性を持つトナーと、高帯電付与性を持つトナー担持体を使用し、高い電界強度をかけて現像しても、従来のような帯電量分布のブロード化が発生せず、高画質化を達成できる画像形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming method that solves the problems of the prior art. That is, the object of the present invention is to use a toner having a high chargeability and a toner carrier having a high charge-providing property, and even if development is performed with a high electric field strength, the conventional charge amount distribution is broadened. It is an object of the present invention to provide an image forming method capable of achieving high image quality without causing the above-described problem.
上記目標を達成するための、本出願に係る発明は以下のとおりである。
(1)ピークトゥピークの電界強度が2.20×106V/m以上7.00×106V/m以下であり周波数が2000Hz以上4000Hz以下である交流電界を現像バイアスとしてトナー担持体に印加し、トナー担持体上に担持させたトナーにより静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像工程を有する画像形成方法であって、
該トナー担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形成された樹脂層を有しており、該樹脂層は結着樹脂と、下式(1)及び(2)に示されるユニットを少なくとも含有する樹脂、及び導電性粒子を少なくとも含有しており、
該トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであり、該トナーは流速指数FRIが1.50以上2.50以下であり、該無機微粉体は流速指数FRIが0.80以上2.00以下であることを特徴とする画像形成方法。
The invention according to the present application for achieving the above-described object is as follows.
(1) The toner carrier has an AC electric field having a peak-to-peak electric field strength of 2.20 × 10 6 V / m or more and 7.00 × 10 6 V / m or less and a frequency of 2000 Hz to 4000 Hz as a developing bias. An image forming method comprising a developing step of developing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier with a toner applied and carried on the toner carrier,
The toner carrier has at least a substrate and a resin layer formed on the surface of the substrate, and the resin layer contains at least a binder resin and units represented by the following formulas (1) and (2). Containing at least a resin and conductive particles,
The toner is a toner containing at least a toner particle containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the toner has a flow rate index FRI of 1.50 or more and 2.50 or less. An image forming method, wherein the flow velocity index FRI is 0.80 or more and 2.00 or less.
(2)該無機微粉体は、一次粒子の個数平均径が80nm以上400nm以下であることを特徴とする画像形成方法。
(3)該無機微粉体は、トータルエネルギーEt(100)が500mJ以上2000mJ以下であることを特徴とする画像形成方法。
(4)該無機微粉体が、金属炭酸塩であることを特徴とする画像形成方法。
(5)該無機微粉体が、脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていることを特徴とする画像形成方法。
(6)該無機微粉体が、炭酸カルシウムを主成分としていることを特徴とする画像形成方法。
(7)該トナー担持体が、該アクリル鎖を有する樹脂中に含有している該ユニット(1)及び(2)のユニット組成比をそれぞれa、b、としたとき、b/(a+b)が0.50以上0.90以下であることを特徴とする画像形成方法。
(8)該トナー担持体が、該結着樹脂100質量部に対して該アクリル鎖を有する樹脂が1質量部以上40質量部以下で添加されていることを特徴とする画像形成方法。
(2) The image forming method, wherein the inorganic fine powder has a primary particle number average diameter of 80 nm to 400 nm.
(3) The image forming method, wherein the inorganic fine powder has a total energy Et (100) of 500 mJ or more and 2000 mJ or less.
(4) The image forming method, wherein the inorganic fine powder is a metal carbonate.
(5) The image forming method, wherein the inorganic fine powder is surface-treated with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid.
(6) An image forming method, wherein the inorganic fine powder contains calcium carbonate as a main component.
(7) When the unit composition ratios of the units (1) and (2) contained in the resin having the acrylic chain in the toner carrier are a and b, respectively, b / (a + b) is An image forming method, wherein the image forming method is 0.50 or more and 0.90 or less.
(8) The image forming method, wherein the toner carrier is added with 1 to 40 parts by mass of the resin having the acrylic chain with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
本発明者らは、さらなる高画質を得ようとした際に、帯電量分布が安定しているはずのトナーが帯電のブロード化を起こしてしまうこの現象に対し、鋭意検討をおこなった結果、トナー担持体上のトナーの穂立ち状態に原因があることを突き止めた。 As a result of intensive studies on the phenomenon in which the toner whose charge amount distribution should be stable causes a broadening of charging when trying to obtain a higher image quality, The inventors found out that there was a cause in the state of toner rising on the carrier.
即ち、高い帯電性を持つトナーに帯電付与性の高いトナー担持体を用いた際に、トナーの穂が高く疎らになり、穂の外側で該担持体と強く接触・摺擦して強い帯電を帯びるトナーと、穂の内部で担持体と接触できず帯電の低いトナーができてしまう。 That is, when a toner carrier having high chargeability is used for toner having high chargeability, the toner ears become highly sparse and strongly charged by strongly contacting and rubbing the carrier on the outside of the ears. The toner that is tinged and the toner cannot be contacted with the carrier inside the ear, resulting in a lowly charged toner.
磁性トナーを用いた一成分現像方式では、トナー担持体内部にトナーを保持・搬送するための磁石が組み込まれ、該担持体上のトナーは磁気力により穂立ちを形成している。トナーはトナーの集合体である穂として該担持体上で回転運動・摺擦運動をし、該担持体表面に接触することにより帯電を帯びる。 In the one-component development system using magnetic toner, a magnet for holding and transporting the toner is incorporated inside the toner carrier, and the toner on the carrier forms spikes by magnetic force. The toner is rotated and rubbed on the carrier as ears that are aggregates of toner, and is charged by contacting the surface of the carrier.
高画質を得るため、トナーの一粒一粒に均一な高い帯電を与えるためには、背が高く疎らになってしまうトナー穂を、背が低くて密度の高いトナー穂にすることにより、該担持体とトナー粒の接触の強さや接触機会を均等にすればよい。 In order to obtain a high image quality and to give a uniform high charge to each particle of the toner, the toner ears that are tall and sparse are changed to toner short and high density toner ears. What is necessary is just to equalize the contact strength and contact opportunity between the carrier and the toner particles.
微細領域で起きている現象を推測すると、まず、高い帯電性を持つトナーを、高い帯電付与性をもつトナー担持体を用いて帯電させるとき、最初にトナー担持体と摺擦して帯電されたトナーとまだ該担持体に触れていないトナーとの間に電位差が生じる。 Assuming the phenomenon occurring in the fine region, first, when charging a toner having a high chargeability using a toner carrier having a high charge imparting property, the toner was first rubbed and charged with the toner carrier. A potential difference occurs between the toner and the toner that has not yet touched the carrier.
高い帯電性を持つトナーはこの電位差が大きくなるので、電位差による静電凝集が生じやすく、また凝集が大きくなることが推測される。この、弱く凝集したトナーが、トナー穂の大きさにつながり、穂の内部のトナーは該担持体との接触機会を失うので帯電されにくく、穂の外側のトナーは強く帯電され、帯電量分布がさらに大きくなってしまう。 Since toner having high chargeability has a large potential difference, electrostatic aggregation due to the potential difference is likely to occur, and it is presumed that the aggregation is increased. This weakly agglomerated toner leads to the size of the toner ear, and the toner inside the ear loses the opportunity to contact the carrier, so it is difficult to be charged, the toner outside the ear is strongly charged, and the charge amount distribution is It gets bigger.
また、強く帯電された穂の外側は隣の穂と電気的に反発するため、穂が疎らになり、高画質化をさらに阻害することとなる。穂の外側のトナーは、大きな穂の回転運動によりトナー担持体表面に強く接触し、さらに強く帯電され、ブロッチ現象や、チャージアップによる白抜けなどの画像異常を起こしてしまう。 In addition, since the outer side of the strongly charged ear is electrically repelled with the adjacent ear, the ear becomes sparse and further hinders the image quality improvement. The toner on the outside of the spike strongly contacts the surface of the toner carrying member due to the rotational movement of the large spike, and is further strongly charged, thereby causing an image abnormality such as blotch phenomenon or white spots due to charge-up.
現像時に穂を崩してひとつひとつのトナー粒とし高精細な画像を得る目的で高い電界強度をかけると、穂としては高帯電であってもトナー粒になると帯電量分布が大きいので、帯電量の低いトナー粒はカブリやトナー飛散を起こしてしまう。 When high electric field strength is applied for the purpose of obtaining high-definition images by breaking the ears during development, even if the ears are highly charged, the charge amount distribution is large when they become toner particles, so the charge amount is low The toner particles cause fogging and toner scattering.
本発明者らは、トナー担持体上の微細領域でのトナー流動性の制御と、トナー担持体表面の微細領域での帯電付与性を均一化することで、以上のような現象を起こさず、背が低く密度の高いトナー穂を作り高画質化を達成できることを見いだした。 The present inventors do not cause the above phenomenon by controlling the toner fluidity in a fine region on the toner carrier and making the charge imparting property in the fine region on the surface of the toner carrier uniform. We found that high-quality images can be achieved by making short and dense toner ears.
本発明におけるトナー担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形成された樹脂層を有しており、該樹脂層は結着樹脂と、式(1)及び(2)に示されるユニットを少なくとも含有する樹脂、及び導電性粒子を少なくとも含有していることを特徴とする。 The toner carrier in the present invention has at least a base and a resin layer formed on the surface of the base, and the resin layer contains at least a binder resin and units represented by formulas (1) and (2). It contains at least a resin and conductive particles.
本発明によれば、本発明の構成のアクリル樹脂を含有することによりトナーに対する帯電付与能を向上させることができる。 According to the present invention, the ability to impart charge to the toner can be improved by containing the acrylic resin having the structure of the present invention.
特に、式(2)で示されるカチオンユニット中の長鎖アルキル基の存在効果によって、トナーに対する帯電付与能が向上する。かつ、第4級アンモニウム塩基がイオン導電性を有しているため、樹脂層の導電性が向上する。よって、トナーに対して迅速に高い帯電を付与しつつ過剰な帯電を抑制できるため、ブロッチ・ゴースト・カブリの如き画像不良を低減でき、十分な画像濃度を有した文字飛び散り等が少ない高品位の画像を得ることができる。 In particular, the ability to impart charge to the toner is improved by the presence effect of the long-chain alkyl group in the cation unit represented by the formula (2). In addition, since the quaternary ammonium base has ionic conductivity, the conductivity of the resin layer is improved. Therefore, since it is possible to suppress excessive charging while quickly applying high charge to the toner, it is possible to reduce image defects such as blotch, ghost, and fog, and high quality with less image scattering with sufficient image density. An image can be obtained.
また、アクリル樹脂中に長鎖アルキル基が存在することにより、特に、式(1)で示されるエステルユニット中の長鎖アルキル基の存在効果により、熱硬化性樹脂との相溶性が良好となってアクリル樹脂が樹脂層中で均一に存在できる。 In addition, due to the presence of the long chain alkyl group in the acrylic resin, the compatibility with the thermosetting resin is improved due to the presence effect of the long chain alkyl group in the ester unit represented by the formula (1). Thus, the acrylic resin can exist uniformly in the resin layer.
さらに、樹脂層中に存在する導電性粒子の分散性も良好となる。その結果、高い帯電付与能を達成しながら、本発明の課題である微細領域での帯電付与性の均一化が達成でき、後述する本発明のトナーの効果と合わせてトナーの帯電量差による静電凝集を防止できる。静電凝集による穂立ちの成長を防げることから、トナーの帯電量分布をシャープに維持でき、背が低く密度の高い穂を形成できるため高精細な画像が得られ、ブロッチの如き画像不良を低減でき、現像特性の向上を図ることが可能となる。 Furthermore, the dispersibility of the conductive particles present in the resin layer is also improved. As a result, while achieving high charge imparting ability, it is possible to achieve uniform charge imparting properties in a fine region, which is the subject of the present invention, and together with the effects of the toner of the present invention described later, Electrocoagulation can be prevented. Prevents the growth of spikes due to electrostatic agglomeration, so that the toner charge distribution can be maintained sharply, and low-profile and high-density spikes can be formed, resulting in high-definition images and reducing image defects such as blotches. And development characteristics can be improved.
さらに、アクリル樹脂中に長鎖アルキル基が存在することにより疎水性が高まるために、耐湿性が良好となって環境安定性に優れる。よって、長期にわたり異なる環境下においても、トナーに安定して適切な帯電を付与し、それに伴い、充分な画像濃度を有した文字飛び散り等が少ない高品位の画像を安定して得ることが可能となる。 Furthermore, since the hydrophobicity is increased by the presence of the long-chain alkyl group in the acrylic resin, the moisture resistance is good and the environmental stability is excellent. Therefore, it is possible to stably give appropriate charge to the toner even in a different environment over a long period of time, and accordingly to stably obtain a high-quality image with sufficient image density and less character scattering. Become.
また、本発明のトナーは少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであり、該トナーは、流速指数FRIが1.50以上2.50以下であり、該無機微粉体は、流速指数FRIが0.80以上2.00以下であることを特徴とする。 The toner of the present invention is a toner containing toner particles containing at least a binder resin and a colorant and inorganic fine powder, and the toner has a flow rate index FRI of 1.50 or more and 2.50 or less, The inorganic fine powder has a flow rate index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less.
トナーのFRIが2.50以下であり、添加する無機微粉体のFRIが2.00以下であり、さらに前述の高い帯電付与性を持ちながら均一な帯電付与性を持つトナー担持体を組み合わせることにより、背が低く密度の高い穂立ちを達成でき、高画質化を達成できる。 By combining the toner carrier having an FRI of the toner of 2.50 or less, an FRI of the inorganic fine powder to be added of 2.00 or less, and having a uniform charge imparting property while having the above-mentioned high charge imparting property. , Can achieve a short and dense heading, can achieve high image quality.
詳しくは後述するが、流速指数FRI(以下、単純に「FRI」ともいう)とは、粉体流動性測定装置パウダーレオメータFT4(シスメックス社製、以下「FT4」ともいう)により測定される数値で、充填した粒子中に回転翼を螺旋状に回転しながら侵入し、低速(回転翼端の周速度10mm/s)回転時に発生する回転トルクと垂直加重の総和であるトータルエネルギーEt(10)および、高速(同100mm/s)回転時に発生する同Et(100)を測定し、その比Et(10)/Et(100)を算出したものである。 As will be described in detail later, the flow rate index FRI (hereinafter simply referred to as “FRI”) is a numerical value measured by a powder rheometer FT4 (manufactured by Sysmex Corporation, hereinafter also referred to as “FT4”). , The total energy Et (10), which is the sum of the rotational torque and vertical load generated when the rotor blades spirally rotate into the packed particles and rotates at a low speed (rotary blade tip peripheral speed 10 mm / s) and The Et (100) generated during high-speed (100 mm / s) rotation is measured, and the ratio Et (10) / Et (100) is calculated.
つまりFRIとは、粉体が速い速度で運動しているときの流動性と、遅い速度で運動しているときの流動性の比をあらわし、FRIの数値が1に近いほど、運動速度による流動性の変化が小さいことをあらわす。 In other words, FRI represents the ratio of fluidity when the powder is moving at a high speed and fluidity when the powder is moving at a slow speed. Indicates that the change in sex is small.
本発明者らがトナー担持体上のトナー帯電量分布について検討した結果、微小領域でのトナーの流動性に、運動速度による差が生じていることが、帯電量分布がブロード化し穂立ちが大きくなる原因になっているものと推測した。 As a result of studies on the toner charge amount distribution on the toner carrier, the inventors have found that the difference in the toner fluidity in the minute region due to the movement speed is broad and the charge amount distribution is broadened and the spikes are large. I guessed it was the cause.
トナー担持体上を、一粒一粒のトナーまで拡大した微小領域でのトナーの運動をみると、該担持体上をトナー穂として立ち上がったり倒れたりといった回転運動しているため、トナー粒の運動速度はばらばらである。速度の速い粒と、速度の遅い粒に流動性の差が大きいと、速度の遅い粒は流動性が悪いためさらに運動速度のばらつきを拡大し、運動速度の高いトナーはトナー担持体と強く接触して強く帯電するので帯電量分布がブロード化する。帯電量分布がブロード化すると静電凝集により穂が大きくなりさらに帯電量分布がブロード化する、といった悪循環に陥り、これまでに挙げたような害を起こす。 The movement of the toner particles in a minute area expanded to a single toner particle per particle on the toner carrier is a rotational movement such as rising and falling on the carrier as a toner ear. The speed is disjoint. If there is a large difference in fluidity between the fast-speed and slow-speed grains, the slow-speed grains have poor fluidity, which further increases the variation in motion speed, and toner with a high motion speed makes strong contact with the toner carrier. As a result, the charge distribution is broadened. When the charge amount distribution becomes broad, the ears become larger due to electrostatic aggregation, and the charge amount distribution becomes broader, resulting in a vicious circle and causing the harms mentioned so far.
本発明のトナーは、FRIが1.50以上2.50以下であることにより、微小な領域で見たトナー粒による運動速度の違いや、あるトナー粒子の運動速度が変化しても、流動性の変化が小さいため、前述のような悪循環に陥りにくい。 The toner of the present invention has a FRI of 1.50 or more and 2.50 or less, so that the fluidity can be changed even if the difference in the movement speed due to the toner particles seen in a minute region or the movement speed of a certain toner particle changes. Because the change in is small, it is difficult to fall into the vicious circle as described above.
トナーのFRIが2.50を超えるトナーには、低速運動時の流動性が悪いギシギシしたトナー、または高速運動時の流動性が良いふわふわしたトナーなどが該当する。いずれも、運動速度による流動性の変化が大きく、帯電量のブロード化につながる。 The toner having an FRI of more than 2.50 corresponds to a squeezed toner having poor fluidity during low-speed motion, or a fluffy toner having good fluidity during high-speed motion. In both cases, the change in fluidity due to the speed of movement is large, leading to a broader charge amount.
FRIは1.00に近い方が速度による流動性の変化は少ないが、FRIが1.50を下回る粉体は、高速運動時でも空気を含まず運動性が悪い重い粉体、または低速運動時にも空気を含む軽い粉体であると考えられ、本発明のトナーとしての使用には適さないと考える。 When the FRI is close to 1.00, there is less change in fluidity due to speed, but powder with an FRI of less than 1.50 is heavy powder that does not contain air even during high-speed motion, or has poor mobility, or during low-speed motion Is considered to be a light powder containing air and is not suitable for use as the toner of the present invention.
トナーのFRIは、トナー母粒子の形状や粒径、比重、表面を構成する物質の特性など、また外添剤の種類や量などにより調整できる。さらに外添時の混合の強さなどによっても調整することができる。 The FRI of the toner can be adjusted by the shape, particle size, specific gravity, characteristics of substances constituting the surface, the type and amount of the external additive, and the like. Further, it can be adjusted by the mixing intensity at the time of external addition.
さらに、トナーに添加された無機微粉体のFRIが0.80以上2.00以下であることにより、トナー担持体表面に対するトナーの、微小領域での流動性も一定に保たれる。 Further, when the FRI of the inorganic fine powder added to the toner is 0.80 or more and 2.00 or less, the fluidity of the toner in the minute region with respect to the surface of the toner carrier is kept constant.
トナー担持体の表面にトナーが接触して帯電するとき、その接触する接点を考えると、前述のトナーの流動性だけではなくトナーとトナー担持体表面とのすべり性についても、運動速度による変化を抑えることが、帯電を安定させるためには重要である。 When the toner contacts with the surface of the toner carrier and is charged, considering the contact point of contact, not only the fluidity of the toner but also the sliding property between the toner and the surface of the toner carrier is affected by the movement speed. It is important to suppress the charge in order to stabilize the charging.
本発明者らが鋭意検討した結果、トナーとしての流動性だけでなく、添加する無機微粉体の流動性においても、運動速度に対する安定性を制御することが、本発明の課題を解決するために必要であることを発見した。添加した無機微粉体はトナーの表面に付着、あるいは遊離して存在し、トナーから遊離した無機微粉体がトナー担持体表面に存在し、トナー表面の無機微粉体と接触することが、トナーとトナー担持体とのすべり性をある程度支配しているものと推測している。 In order to solve the problem of the present invention, as a result of intensive studies by the present inventors, not only the fluidity as a toner but also the fluidity of the inorganic fine powder to be added controls the stability with respect to the movement speed. I found it necessary. The added inorganic fine powder is attached to or detached from the surface of the toner, the inorganic fine powder released from the toner is present on the surface of the toner carrier, and the toner and toner are in contact with the inorganic fine powder on the toner surface. It is presumed that the sliding property with the carrier is controlled to some extent.
トナーに添加する無機微粉体のFRIが、0.80以上2.00以下であることにより、トナーの運動速度によらず帯電を安定化できる。 When the FRI of the inorganic fine powder added to the toner is 0.80 or more and 2.00 or less, charging can be stabilized regardless of the movement speed of the toner.
FRIが2.00を超える無機微粉体のみを添加すると、トナーとトナー担持体とのすべり性が接触速度により変化し、微小領域で見たトナーの運動速度にムラができる。トナーとトナー担持体が接触する速度が違うとトナーが受ける帯電量が変化するので、トナーの帯電量がブロード化し、高くて疎らな穂立ちの形成につながり、さらなる帯電量のブロード化への悪循環につながってしまう。 When only an inorganic fine powder having an FRI of more than 2.00 is added, the sliding property between the toner and the toner carrying member changes depending on the contact speed, and the toner motion speed seen in a minute region becomes uneven. When the contact speed of the toner and the toner carrier changes, the amount of charge received by the toner changes, leading to a broader charge amount of the toner, leading to the formation of high and sparse spikes, and a vicious cycle to further broadening the charge amount Will lead to.
FRIが0.80を下回る無機微粉体は、低速運動時に空洞を作ってしまうような粘着性を持つ粉体などであると考えられ、トナーの流動性を悪化させるので、このような無機微粉体のみを添加することは、本発明のトナーには適さない。 An inorganic fine powder having an FRI of less than 0.80 is considered to be an adhesive powder that creates a cavity during low-speed movement, and deteriorates the fluidity of the toner. It is not suitable for the toner of the present invention to add only.
無機微粉体のFRIは、該無機微粉体の形状や粒径、比重、物質の特性など、また表面の処理などによって調整することができる。 The FRI of the inorganic fine powder can be adjusted by the shape, particle size, specific gravity, material properties, etc. of the inorganic fine powder, and surface treatment.
前記無機微粉体には、たとえば亜鉛、アルミニウム、セリウム、コバルト、鉄、ジルコニウム、クロム、マンガン、ストロンチウム、スズ、アンチモン等の金属酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の複合金属酸化物、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム等の金属塩、カオリン等の粘度鉱物、アパタイト等のリン酸化合物、シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のケイ酸化合物、カーボンブラック、グラファイト等の炭素粉末が挙げられる。 Examples of the inorganic fine powder include metal oxides such as zinc, aluminum, cerium, cobalt, iron, zirconium, chromium, manganese, strontium, tin, and antimony, and composite metals such as calcium titanate, magnesium titanate, and strontium titanate. Metal salts such as oxides, barium sulfate, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum carbonate, viscosity minerals such as kaolin, phosphate compounds such as apatite, silica compounds such as silica, silicon carbide, and silicon nitride, carbon black, graphite, etc. Of carbon powder.
無機微粉体の選択および調整法は、本発明の範囲であればとくに制限を受けない。 The method for selecting and adjusting the inorganic fine powder is not particularly limited as long as it is within the scope of the present invention.
2種以上の異なる物質をあわせて選択してもよいし、粒径を違えた同じ物質をあわせて選択しても構わない。同じ物質でも形状が異なるものを混合してもよいし、調整法が異なるものを混合してもよい。 Two or more different substances may be selected together, or the same substances with different particle sizes may be selected together. The same substances with different shapes may be mixed, or those with different adjustment methods may be mixed.
本発明のトナーには、さらに流動性の付与や耐久性の向上など、様々な目的から、本発明の無機微粉体のほかに、さらに無機微粉体や樹脂微粒子などを添加しても構わない。 In addition to the inorganic fine powder of the present invention, inorganic fine powder or resin fine particles may be added to the toner of the present invention for various purposes such as imparting fluidity and improving durability.
本発明のトナー担持体とトナーを使用し、さらにピークトゥピークの電界強度が2.2×106V/m以上7.0×106V/m以下であり周波数が2000Hz以上4000Hz以下である交流電界を現像バイアスとしてトナー担持体に印加し、トナー担持体上に担持させたトナーにより静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像工程を有する画像形成方法を用いることにより、高画質化を達成できる。 Using the toner carrier and toner of the present invention, the peak-to-peak electric field strength is 2.2 × 10 6 V / m or more and 7.0 × 10 6 V / m or less, and the frequency is 2000 Hz or more and 4000 Hz or less. An image forming method including a developing step of developing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier with toner carried on the toner carrier by applying an alternating electric field as a developing bias to the toner carrier. Therefore, high image quality can be achieved.
さらに、本発明の無機微粉体は、一次粒子の個数平均径が80nm以上400nm以下であることがより好ましい。無機微粉体の一次粒子の個数平均径がこの範囲にあることで、トナーとトナー担持体とのすべり性への関与が大きく、帯電安定化への効果をより高く発揮できる。個数平均径をこの範囲とすることで、トナー表面への付着とトナーからの遊離のバランスが良好となり、また、他の外添剤の影響を受けにくくなるものと推測している。 Further, in the inorganic fine powder of the present invention, the number average diameter of primary particles is more preferably 80 nm or more and 400 nm or less. When the number average diameter of the primary particles of the inorganic fine powder is within this range, the toner and the toner carrier are greatly involved in the slipping property, and the effect of stabilizing the charging can be further enhanced. By setting the number average diameter within this range, it is presumed that the balance between adhesion to the toner surface and release from the toner will be good, and that it will be less susceptible to the influence of other external additives.
さらに、本発明の無機微粉体は、トータルエネルギーEt(100)が500mJ以上2000mJ未満であることがより好ましい。同じFRIであっても、トータルエネルギーEt(100)が上記範囲であることにより、本発明のトナー担持体と組み合わせたときに流動性が好適な範囲となり、穂立ちの形状が良好となって、より高画質化が図れる。 Furthermore, the inorganic fine powder of the present invention preferably has a total energy Et (100) of 500 mJ or more and less than 2000 mJ. Even with the same FRI, the total energy Et (100) is in the above range, so that when combined with the toner carrier of the present invention, the fluidity becomes a suitable range, and the shape of the spikes is improved. Higher image quality can be achieved.
さらに、本発明の無機微粉体は、金属炭酸塩であることが、より好ましい。 Furthermore, the inorganic fine powder of the present invention is more preferably a metal carbonate.
感光体の交換頻度を減らしてランニングコストを低減することなどを目的に、高耐久感光体を用いた場合に、高湿環境において画像流れが問題となることがある。本発明の無機微粉体を金属炭酸塩とすることにより、本発明の効果を保ちながら、画像流れの原因である感光体表面に付着した帯電生成酸化物を好ましく除去することが可能となる。 When a highly durable photoconductor is used for the purpose of reducing the replacement frequency of the photoconductor to reduce running cost, image flow may be a problem in a high humidity environment. By using a metal carbonate as the inorganic fine powder of the present invention, it is possible to preferably remove the charge-generated oxide that has adhered to the surface of the photoreceptor, which causes image flow, while maintaining the effects of the present invention.
さらに、本発明の無機微粉体は、脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていると、より好ましい。脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていることにより、高湿環境下での帯電安定性をさらに安定させることができるほか、感光体のクリーニングに弾性ブレードを使用する場合にはクリーニングブレードと感光体の潤滑性を向上させる効果がある。 Furthermore, the inorganic fine powder of the present invention is more preferably surface-treated with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid. The surface treatment with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid can further stabilize the charging stability in a high-humidity environment. In addition, when an elastic blade is used for cleaning a photoconductor, It has the effect of improving body lubricity.
さらに、本発明の無機微粉体が、炭酸カルシウムを主成分としていることが、より好ましい。本発明に好ましいFRIや粒径などを容易に得られ、さらに帯電的に弱正帯電であることでトナー担持体や感光体の汚染を引き起こしにくく、また画像への弊害もなく、製造上の問題もなく低コストであることから、炭酸カルシウムを用いることが好ましい。 Furthermore, it is more preferable that the inorganic fine powder of the present invention contains calcium carbonate as a main component. FRI and particle size preferred for the present invention can be easily obtained, and the toner is weakly positively charged, so that it is difficult to cause contamination of the toner carrying member and the photosensitive member, and there is no harmful effect on the image. In view of the low cost, it is preferable to use calcium carbonate.
さらに、本発明のトナー担持体が、該アクリル鎖を有する樹脂中に含有している該ユニット(1)及び(2)のユニット組成比をそれぞれa、b、としたとき、b/(a+b)が0.50以上0.90以下であることが、より好ましい。 Further, when the unit composition ratios of the units (1) and (2) contained in the resin having the acrylic chain in the toner carrier of the present invention are a and b, respectively, b / (a + b) Is more preferably 0.50 or more and 0.90 or less.
さらに、本発明の該トナー担持体は、該結着樹脂100質量部に対して該アクリル鎖を有する樹脂が1質量部以上40質量部以下で添加されることが、より好ましい。 Further, in the toner carrier of the present invention, it is more preferable that the resin having the acrylic chain is added in an amount of 1 part by weight to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明について詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments.
本発明のトナー担持体は、少なくとも基体、及び基体表面に形成された樹脂層を有している。前記樹脂層は、結着樹脂と、以下で示す所定のユニットを有する樹脂、導電性微粒子を少なくとも含有している。 The toner carrier of the present invention has at least a substrate and a resin layer formed on the surface of the substrate. The resin layer contains at least a binder resin, a resin having a predetermined unit shown below, and conductive fine particles.
本発明のトナー担持体基体表面に形成された樹脂層は結着樹脂として熱硬化性樹脂を含有していることが好ましい。熱硬化性樹脂を結着樹脂とすることで、樹脂層の耐久性・環境安定性が向上する。熱硬化性樹脂としては、特に、強靭性・耐久性の面から、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂が好ましい。中でも、樹脂層の耐摩耗性を向上させる点、環境安定性に優れる点、後述のアクリル樹脂との相溶性に優れることからフェノール樹脂がより好ましい。また、これら熱硬化性樹脂の中でもアルコール、特にメタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブタノールの如き低級アルコールに可溶なタイプが、本発明に用いるアクリル樹脂との相溶性が良好なために好ましい。 The resin layer formed on the surface of the toner carrier of the present invention preferably contains a thermosetting resin as a binder resin. By using the thermosetting resin as a binder resin, the durability and environmental stability of the resin layer are improved. As the thermosetting resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, and benzoguanamine resin are particularly preferable in terms of toughness and durability. Among these, a phenol resin is more preferable because it improves the abrasion resistance of the resin layer, is excellent in environmental stability, and is excellent in compatibility with an acrylic resin described later. Among these thermosetting resins, those that are soluble in alcohols, particularly lower alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, and butanol are preferable because of their good compatibility with the acrylic resin used in the present invention.
本発明に使用されるアクリル樹脂は、下式(1)で示されるエステルユニット、及び(2)に示されるカチオンユニットを少なくとも含有する。 The acrylic resin used in the present invention contains at least an ester unit represented by the following formula (1) and a cation unit represented by (2).
式(1)で表されるエステルユニットとしてより好ましい形態は、R1がメチル基であって、R2がデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基の中から選ばれる長鎖アルキル基である。アルキル基が前述のような長鎖であることにより、結着樹脂に対するアクリル樹脂の相溶性が高まる。よって、アクリル樹脂が結着樹脂中に均一に存在することとなり、トナーに対して均一な帯電を付与することが可能となる。また、樹脂中への導電性粒子等の顔料分散性も向上するため、抵抗分布も均一となり局所的なトナーのチャージアップが抑制されるのである。 A more preferable form of the ester unit represented by the formula (1) is a long chain alkyl wherein R 1 is a methyl group and R 2 is selected from a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, and a tetradecyl group. It is a group. When the alkyl group is a long chain as described above, the compatibility of the acrylic resin with the binder resin is increased. Therefore, the acrylic resin is uniformly present in the binder resin, and the toner can be uniformly charged. In addition, since the dispersibility of the pigment such as conductive particles in the resin is improved, the resistance distribution is uniform and local charge-up of the toner is suppressed.
R2が本発明で特定する範囲より炭素数の少ない低級アルキル基である場合は、疎水性が低下するため共重合体全体の極性が高まる。この場合、本発明で使用できる結着樹脂は極性が弱い為、結着樹脂に対するアクリル樹脂の相溶性が悪くなり、アクリル樹脂が樹脂層中に均一に存在することが困難になる。その結果、トナーが樹脂層と接触した場合、アクリル樹脂の存在状態によって摩擦帯電に差が生じるためその帯電分布が不均一になりやすい。同時に導電剤の凝集も起こりやすくなるため、リークサイトが局所的に存在することとなりトナーの帯電分布の不均一化が増長されることとなる。 When R 2 is a lower alkyl group having fewer carbon atoms than the range specified in the present invention, the hydrophobicity is lowered, so that the polarity of the entire copolymer is increased. In this case, since the binder resin that can be used in the present invention has a weak polarity, the compatibility of the acrylic resin with the binder resin is deteriorated, and it is difficult for the acrylic resin to be uniformly present in the resin layer. As a result, when the toner comes into contact with the resin layer, the triboelectric charge varies depending on the state of the acrylic resin, and the charge distribution tends to be non-uniform. At the same time, aggregation of the conductive agent is likely to occur, so that leak sites are locally present, and non-uniform charge distribution of the toner is increased.
一方、R2がオクタデシル基を超える長鎖アルキル基(炭素数19以上)の場合は疎水性が高まるが、結晶性が高くなって樹脂や溶媒との相溶性が悪化する傾向にあり、結着樹脂とアクリル樹脂が相分離し易い。従って、この場合も同様に結着樹脂中のアクリル樹脂の存在が不均一となり、導電剤の凝集も起こりやすくなるため、トナーの帯電分布が不均一となりやすい。 On the other hand, when R 2 is a long-chain alkyl group (19 or more carbon atoms) exceeding the octadecyl group, the hydrophobicity is increased, but the crystallinity is increased and the compatibility with the resin or solvent tends to be deteriorated. Resin and acrylic resin are easy to phase separate. Accordingly, in this case as well, the presence of the acrylic resin in the binder resin becomes non-uniform and the conductive agent tends to aggregate, so the toner charge distribution tends to be non-uniform.
式(2)で表されるカチオンユニットとして、次の構造を有するものがより好ましい。R3がメチル基、R4がメチレン基またはエチレン基、R5、R6、及びR7から選ばれる少なくとも一つが、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基の中から選ばれる長鎖アルキル基、R5、R6及びR7のうちで上記長鎖アルキル基でない基が、炭素数1〜18のアルキル基。 As the cation unit represented by the formula (2), those having the following structure are more preferable. At least one selected from R 3 is a methyl group, R 4 is a methylene group or ethylene group, R 5 , R 6 , and R 7 is octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group Of the long-chain alkyl groups selected from the group, R 5 , R 6 and R 7 are groups having 1 to 18 carbon atoms, which are not the long-chain alkyl groups.
このように長鎖アルキル基が、R5、R6及びR7から選ばれる少なくとも一つに導入されていることにより、帯電サイトであるカチオンユニットが結着樹脂中に均一に存在し、トナーに対して均一な帯電を付与することが可能となる。特に、R6がオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基からなる群から選ばれるいずれかであり、かつ、R6、及びR7が各々独立に、メチル基、エチル基、またはプロピル基であるカチオンユニットが好ましい。より均一な帯電付与をおこなえるためである。また、この長鎖アルキル基の存在により、式(2)のユニットは樹脂層表面に多く存在する傾向を示す。式(2)のユニットはカチオン性を有することから、結果的に樹脂層表面にカチオン性ユニットが増加し、トナーに対する負帯電付与能が向上する効果を呈する。 As described above, the long-chain alkyl group is introduced into at least one selected from R 5 , R 6, and R 7 , so that the cation unit that is a charging site is uniformly present in the binder resin, and is added to the toner. On the other hand, it is possible to impart uniform charging. In particular, R 6 is any one selected from the group consisting of octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, and tetradecyl, and R 6 and R 7 are each independently methyl A cationic unit which is a group, an ethyl group or a propyl group is preferred. This is because more uniform charging can be performed. Further, due to the presence of this long-chain alkyl group, the unit of formula (2) tends to exist on the surface of the resin layer. Since the unit of the formula (2) has a cationic property, as a result, the cationic unit increases on the surface of the resin layer, and the negative charge imparting ability to the toner is improved.
また、A-は、ハロゲン類、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等の無機酸類、カルボン酸、スルホン酸の如き有機酸類におけるアニオンである。好ましくは、硫黄原子もしくはハロゲン原子を含むアニオンであり、熱硬化性樹脂との相溶性が良いことからBr-、Cl-の如きハロゲンであることがより好ましい。 A − is an anion in halogens, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid and other inorganic acids, and organic acids such as carboxylic acid and sulfonic acid. An anion containing a sulfur atom or a halogen atom is preferred, and a halogen such as Br − or Cl − is more preferred because of its good compatibility with the thermosetting resin.
本発明で使用可能なアクリル樹脂は、たとえば、アクリル系モノマー、第4級アンモニウム塩基を有するアクリル系モノマーの共重合により製造することが出来る。 The acrylic resin usable in the present invention can be produced, for example, by copolymerization of an acrylic monomer and an acrylic monomer having a quaternary ammonium base.
アクリル系モノマーとしては、下記式(3)に示すモノマーが挙げられる。 Examples of the acrylic monomer include monomers represented by the following formula (3).
式(3)で表されるモノマーの例としては、R1が水素原子であるアクリレート類、R1がメチル基であるメタクリレート類であって、R2がデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、R1がメチル基であるメタクリレート類であることが好ましい。 Examples of the monomer represented by the formula (3) include acrylates in which R 1 is a hydrogen atom, methacrylates in which R 1 is a methyl group, and R 2 is a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, or a tridecyl group. A group, a tetradecyl group, or a methacrylate in which R 1 is a methyl group is preferable.
第4級アンモニウム塩基を有するアクリル系モノマーとしては、下記式(4)に示すモノマーが挙げられる。 Examples of the acrylic monomer having a quaternary ammonium base include a monomer represented by the following formula (4).
式(4)で表されるモノマーとしては、好ましくは、R5、R6、R7の少なくとも一つの基がオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基のいずれかであり、R4がメチレン基またはエチレン基であることが好ましい。特に、R5がオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基のいずれかであり、R6、R7がメチル基、エチル基、プロピル基の中から選ばれるアルキル基であることが、より好ましい。A-は、ハロゲン類、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等の無機酸類、カルボン酸、スルホン酸等の有機酸類におけるアニオンである。好ましくは、硫黄原子もしくはハロゲン原子を含むアニオンであり、Br-、Cl-等のハロゲンであることがより好ましい。 As the monomer represented by the formula (4), it is preferable that at least one of R 5 , R 6 and R 7 is an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, or a tetradecyl group. And R 4 is preferably a methylene group or an ethylene group. In particular, R 5 is any one of an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, and a tetradecyl group, and R 6 and R 7 are selected from a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. It is more preferable that it is an alkyl group. A − is an anion in halogens, hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid and other inorganic acids, and carboxylic acid, sulfonic acid and other organic acids. An anion containing a sulfur atom or a halogen atom is preferable, and a halogen such as Br − or Cl − is more preferable.
本発明で使用可能なアクリル樹脂の製造工程においては、公知の重合方法を用いることができる。その方法としては、塊状重合法、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、等が挙げられるが、反応を容易に制御できる点から溶液重合法が好ましい。溶液重合法で使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、n−ブタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールである。その他、必要に応じてキシレン、トルエン、酢酸エチル、酢酸イソブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の他溶媒を混合して使用することもできる。但し、本発明で用いる結着樹脂との相溶性を向上する点において、主に低級アルコールを溶媒として使用することが好ましい。その溶媒と共重合モノマー成分の比は、溶媒100質量部に対して共重合モノマー成分30質量部以上400質量部以下でおこなうのが好ましい。 In the production process of the acrylic resin usable in the present invention, a known polymerization method can be used. Examples of the method include a bulk polymerization method, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, and the like, but a solution polymerization method is preferable because the reaction can be easily controlled. Solvents used in the solution polymerization method are lower alcohols such as methanol, ethanol, n-butanol, and isopropyl alcohol. In addition, other solvents such as xylene, toluene, ethyl acetate, isobutyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, N, N-dimethylformamide, dimethylformamide, and the like can be used as necessary. However, in order to improve the compatibility with the binder resin used in the present invention, it is preferable to mainly use a lower alcohol as a solvent. The ratio of the solvent and the comonomer component is preferably 30 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent.
モノマー混合物の重合は、たとえば、モノマー混合物を重合開始剤の存在下で不活性ガス雰囲気下、50以上100℃以下に加熱することにより、おこなうことができる。重合するために使用する重合開始剤の例としては、以下のものが挙げられる。t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、クミルパーピバレート、t−ブチルパーオキシラウレート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)。 Polymerization of the monomer mixture can be performed, for example, by heating the monomer mixture to 50 to 100 ° C. in the presence of a polymerization initiator in an inert gas atmosphere. The following are mentioned as an example of the polymerization initiator used in order to superpose | polymerize. t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cumyl perpivalate, t-butylperoxylaurate, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl Cumyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) ), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate).
重合開始剤は単独で、または2種以上のモノマーを組み合わせて用いることができる。通常は重合開始剤をモノマー溶液に添加して重合を開始するが、未反応モノマーを低減するために重合開始剤の一部を重合の途中に添加しても良い。また、紫外線や電子線の照射によって重合を促進させる方法も使用することが可能であり、これらの手法を組み合わせても構わない。 The polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more monomers. Usually, a polymerization initiator is added to the monomer solution to start the polymerization, but a part of the polymerization initiator may be added during the polymerization in order to reduce unreacted monomers. In addition, a method of promoting polymerization by irradiation with ultraviolet rays or an electron beam can be used, and these methods may be combined.
重合開始剤の使用量は、共重合モノマー成分100質量部に対し0.05質量部以上30質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以上15質量部以下である。重合反応の温度としては、使用する溶媒、重合開始剤、共重合モノマー成分の組成に応じて設定することができるが、40℃以上150℃以下でおこなうのが好ましい。 The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.05 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymerization monomer component. The temperature of the polymerization reaction can be set according to the composition of the solvent to be used, the polymerization initiator, and the copolymerization monomer component, but is preferably 40 ° C or higher and 150 ° C or lower.
また、式(4)のモノマーは、下式(5)で表されるモノマーを、4級化剤を用いて4級化させ生成したものを用いることができる。 As the monomer of the formula (4), a monomer obtained by quaternizing the monomer represented by the following formula (5) with a quaternizing agent can be used.
4級化剤として用い得る化合物としては、アルキルハライドや有機酸化合物が挙げられる。 Examples of compounds that can be used as the quaternizing agent include alkyl halides and organic acid compounds.
アルキルハライドの例を以下に示す。ブチルブロマイド、2エチルヘキシルブロマイド、オクチルブロマイド、ラウリルブロマイド、ステアリルブロマイド、ブチルクロライド、2エチルヘキシルクロライド、オクチルクロライド、ラウリルクロライド、ステアリルクロライド等。有機酸化合物の例を次に示す。p−トルエンスルホン酸メチル、ジメチル硫酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸メチル等。 Examples of alkyl halides are shown below. Butyl bromide, 2 ethylhexyl bromide, octyl bromide, lauryl bromide, stearyl bromide, butyl chloride, 2 ethylhexyl chloride, octyl chloride, lauryl chloride, stearyl chloride and the like. Examples of organic acid compounds are shown below. methyl p-toluenesulfonate, dimethyl sulfate, methyl hydroxynaphthalenesulfonate, and the like.
4級化剤の使用量は、式(5)で表される単量体1モルに対して、0.8モル以上1.0モル以下が好ましい。かかるモノマーの4級化は、たとえば、モノマーと4級化剤とを、溶媒中60℃以上90℃以下に加熱することによりおこなうことができる。 The amount of the quaternizing agent used is preferably 0.8 mol or more and 1.0 mol or less with respect to 1 mol of the monomer represented by the formula (5). Quaternization of such a monomer can be performed, for example, by heating the monomer and the quaternizing agent to 60 ° C. or higher and 90 ° C. or lower in a solvent.
また、上記(3)式のモノマーと(5)式のモノマーを共重合させた後に、さらに前記の4級化剤で4級化させることによって、所望の4級アンモニウム塩基含有アクリル共重合体を得ることも可能である。その他に、たとえば、(5)式で表される単量体をメチルクロライドの如きアルキルハライドで4級化を行った後、(3)式のモノマーと共重合させる。得られた第4級アンモニウム塩基含有アクリル共重合体を、p−トルエンスルホン酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸の如き酸で処理して対イオン交換を行い、目的のアニオン種とした第4級アンモニウム塩基含有アクリル共重合体とすることも可能である。 Further, after copolymerizing the monomer of the above formula (3) and the monomer of the formula (5), further quaternizing with the above quaternizing agent, the desired quaternary ammonium base-containing acrylic copolymer is obtained. It is also possible to obtain. In addition, for example, the monomer represented by the formula (5) is quaternized with an alkyl halide such as methyl chloride and then copolymerized with the monomer represented by the formula (3). The obtained quaternary ammonium base-containing acrylic copolymer is treated with an acid such as p-toluenesulfonic acid and hydroxynaphthalenesulfonic acid to perform counterion exchange, and contains a quaternary ammonium base as a target anion species. An acrylic copolymer can also be used.
上記アクリル樹脂中の各ユニットの組成比率は、アクリル樹脂中のユニット(1)のユニット組成比をa、ユニット(2)のユニット組成比をbとした時、b/(a+b)が0.50以上0.90以下であることが好ましい。 The composition ratio of each unit in the acrylic resin is such that b / (a + b) is 0.50 when the unit composition ratio of the unit (1) in the acrylic resin is a and the unit composition ratio of the unit (2) is b. It is preferable that it is 0.90 or more.
b/(a+b)が0.50以上とすることにより、アクリル樹脂の負帯電付与特性が向上し、また、第4級アンモニウム塩構造によるイオン導電性の効果を高めやすい為、トナーへの迅速帯電性が向上する。b/(a+b)が0.90以下とすることにより、結着樹脂に対し均一存在することが可能となる。結着樹脂との相溶性が良好となってアクリル樹脂が樹脂層中で均一に存在しやすくなる。さらに、樹脂層中に存在する導電性粒子の分散性も良好になる。 By setting b / (a + b) to 0.50 or more, the negative charge imparting characteristics of the acrylic resin are improved, and the effect of ionic conductivity due to the quaternary ammonium salt structure is easily enhanced, so that the toner can be charged quickly. Improves. By setting b / (a + b) to 0.90 or less, it becomes possible to uniformly exist in the binder resin. The compatibility with the binder resin becomes good, and the acrylic resin tends to exist uniformly in the resin layer. Furthermore, the dispersibility of the conductive particles present in the resin layer is also improved.
なお、本発明では、上記式(1)、(2)各ユニットの構成を満たすユニットがアクリル樹脂中に複数種含有される場合は、(1)の構造を満たす複数種のユニット組成比の合計をa、(2)の構造を満たす複数種のユニット組成比の合計をbとする。 In addition, in this invention, when the unit which satisfy | fills the structure of said Formula (1), (2) each unit contains multiple types in an acrylic resin, the sum total of the multiple types of unit composition ratio which satisfy | fills the structure of (1) A, and the sum of the composition ratios of the plurality of types satisfying the structure of (2) as b.
本発明に用いられるアクリル樹脂は、ユニット(1)、(2)以外に、他のユニットを含有しても良い。アクリル樹脂中に含有する他のユニットの含有率としては、アクリル樹脂を構成するユニット総数[mol]の30mol%以下であることが好ましい。他のユニットの含有率を30mol%以下とすることで、ユニット(1)、(2)の導入による効果を得やすい。 The acrylic resin used in the present invention may contain other units in addition to the units (1) and (2). The content of other units contained in the acrylic resin is preferably 30 mol% or less of the total number [mol] of units constituting the acrylic resin. By making the content rate of other units 30 mol% or less, it is easy to obtain the effect by introducing the units (1) and (2).
本発明で使用する上記式(1)及び(2)に示されるユニットを少なくとも含有するアクリル樹脂の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上40質量部以下とすることが好ましい。この範囲とすることによって、添加による帯電制御効果を発揮することができ、かつ、結着樹脂中へ均一に存在することができるため被膜強度を保持することができる。 The addition amount of the acrylic resin containing at least the units represented by the above formulas (1) and (2) used in the present invention is 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. preferable. By setting it in this range, the charge control effect by addition can be exhibited, and the film can be uniformly present in the binder resin, so that the coating strength can be maintained.
本発明では樹脂層の抵抗値を調整するために、下記に挙げる導電性粒子を被覆層中に含有させる。たとえば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属の微粉末、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリウムの如き導電性金属酸化物、結晶性グラファイト、各種カーボンファイバー、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャネルブラックの如き導電性カーボンブラック、さらには金属繊維である。 In the present invention, in order to adjust the resistance value of the resin layer, the following conductive particles are included in the coating layer. For example, fine powders of metals such as aluminum, copper, nickel, silver, etc., conductive metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide, potassium titanate, crystalline graphite, various Conductive carbon black such as carbon fiber, furnace black, lamp black, thermal black, acetylene black, channel black, and metal fiber.
これらのうち、分散性に優れ、電気伝導性に優れることから、特にカーボンブラック、グラファイトが好ましい。これらのうち、導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与し、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。また塗料にした場合のチキソ性効果により分散安定性・塗工安定性も良好となる。 Among these, carbon black and graphite are particularly preferable because of excellent dispersibility and excellent electrical conductivity. Among these, conductive amorphous carbon is particularly excellent in electrical conductivity, and can be given a certain degree of conductivity by simply filling a polymer material to impart conductivity and controlling the amount added. Therefore, it is preferably used. In addition, the dispersion stability and coating stability are also improved due to the thixotropic effect of the paint.
上記導電性粒子は2種以上混合して使用してもよい。また、導電性粒子の配合量は、結着樹脂に対して20質量部以上100質量部以下が好ましい。この範囲とすることで樹脂層の強度を損なう事無く、抵抗値を所望のレベルとすることが可能となる。 You may use the said electroconductive particle in mixture of 2 or more types. Moreover, the blending amount of the conductive particles is preferably 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to the binder resin. By setting this range, the resistance value can be set to a desired level without impairing the strength of the resin layer.
本発明におけるトナー担持体表面の樹脂層の体積抵抗は、10-1Ω・cm以上102Ω・cm以下であることが好ましい。この値の範囲とすることで、チャージアップによるトナーのトナー担持体上への固着や、トナーのチャージアップに伴って生じるトナー担持体の表面からトナーへの摩擦帯電付与不良を防ぐことができる。特にトナー担持体表面の樹脂層の体積抵抗値が102Ω・cmを超えるとトナーへの摩擦帯電付与不良が発生し易く、その結果、ブロッチ(斑点画像や波模様画像)や画像濃度低下が発生し易くなる。 In the present invention, the volume resistance of the resin layer on the surface of the toner carrying member is preferably 10 −1 Ω · cm or more and 10 2 Ω · cm or less. By setting the value within this range, it is possible to prevent the toner from adhering to the toner carrier due to charge-up and the frictional charge improper application from the surface of the toner carrier to the toner caused by the charge-up of the toner. In particular, if the volume resistance value of the resin layer on the surface of the toner carrying member exceeds 10 2 Ω · cm, the frictional charge imparting failure to the toner is likely to occur, and as a result, blotch (spotted image or wave pattern image) and image density decrease occur. It tends to occur.
また、本発明においては、導電性樹脂被覆層中に表面粗さを均一にし、かつ適切な表面粗さを維持するために、凹凸形成の為の粗し粒子を添加することによりさらに好ましい結果が得られる。本発明に使用される凹凸形成の為の粗し粒子としては、球状のものが好ましい。球状粒子であることにより、不定形粒子に比べ、より少ない添加量で所望の表面粗さが得られるとともに、表面形状の均一な凹凸面が得られる。さらに、被覆層表面が摩耗した場合でも被覆層の表面粗さの変化が少なく、トナー担持体上のトナー層厚の変化が起きにくい。このことから、トナーの帯電を均一化し、スリーブゴーストが良好で、スジ・ムラが発生しにくく、またトナー担持体上でトナーによるスリーブ汚染及び融着の発生をしにくくするという効果を、長期に渡り発揮させることができる。 Further, in the present invention, in order to make the surface roughness uniform in the conductive resin coating layer and maintain an appropriate surface roughness, it is possible to obtain a more preferable result by adding rough particles for forming irregularities. can get. Spherical particles are preferable as the rough particles for forming the irregularities used in the present invention. By using spherical particles, a desired surface roughness can be obtained with a smaller addition amount than that of amorphous particles, and an uneven surface having a uniform surface shape can be obtained. Furthermore, even when the surface of the coating layer is worn, the change in the surface roughness of the coating layer is small, and the change in the thickness of the toner layer on the toner carrier is unlikely to occur. For this reason, the effect of making the toner charge uniform, sleeve ghosting good, streaking and unevenness hardly occurring, and preventing the toner from being contaminated and fused on the toner carrier can be obtained for a long time. Can be demonstrated across.
本発明に用いられるトナー担持体の基体としては、円筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材の如き部材があるが、ドラムに非接触の現像方法においては、金属のような剛体の円筒管もしくは中実棒が好ましく用いられる。このような基体はアルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の非磁性の金属または合金を円筒状あるいは円柱状に成型し、研磨、研削の如き処理を施したものが好適に用いられる。これらの基体は画像の均一性を良くするために、高精度に成型あるいは加工されて用いられる。たとえば長手方向の真直度は30μm以下が好ましく、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。また、スリーブと感光ドラムとの間隙の振れ、たとえば、垂直面に対し均一なスペーサーを介して突き当て、スリーブを回転させた場合の垂直面との間隙の振れもより30μm以下が好ましく、好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下である。材料コストや加工のしやすさからアルミニウムが好ましく用いられる。 As the base of the toner carrier used in the present invention, there are members such as a cylindrical member, a columnar member, and a belt-like member. A solid bar is preferably used. As such a substrate, a non-magnetic metal or alloy such as aluminum, stainless steel, brass or the like is formed into a cylindrical shape or a cylindrical shape and subjected to treatment such as polishing or grinding is preferably used. These substrates are used after being molded or processed with high accuracy in order to improve the uniformity of the image. For example, the straightness in the longitudinal direction is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and still more preferably 10 μm or less. Further, the fluctuation of the gap between the sleeve and the photosensitive drum, for example, the deviation of the gap between the sleeve and the vertical surface when the sleeve is rotated by a uniform spacer is preferably 30 μm or less. It is 20 μm or less, more preferably 10 μm or less. Aluminum is preferably used because of material cost and ease of processing.
また、感光ドラムに直接接触させる現像方法を用いる場合の基体としては、金属製の芯金にウレタン、EPDM、シリコーンの如きゴムやエラストマーを含む層構成を有する円柱状部材が好ましく用いられる。また、磁性トナーを用いる現像方法においては、トナーをトナー担持体上に磁気的に吸引かつ保持するために、磁石が内設されているマグネットローラー等をトナー担持体内に配置する。その場合、基体を円筒状としその内部にマグネットローラーを配置すればよい。 In addition, as a base in the case of using a developing method in which the photosensitive drum is brought into direct contact, a cylindrical member having a layer structure including a metal cored bar such as urethane, EPDM, or silicone, or an elastomer is preferably used. In the developing method using magnetic toner, in order to magnetically attract and hold the toner on the toner carrier, a magnet roller or the like in which a magnet is provided is disposed in the toner carrier. In that case, the base may be cylindrical and a magnet roller may be disposed inside the base.
導電性樹脂被覆層の形成方法は、たとえば、導電性樹脂被覆層用の各成分を溶剤中に分散混合して塗料化し、基体上に塗工し、乾燥固化あるいは硬化することにより形成可能である。各成分の塗料液中への分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを利用した公知の分散装置が好適に利用可能である。また塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法の如き公知の方法が適用可能である。 The conductive resin coating layer can be formed, for example, by dispersing and mixing the components for the conductive resin coating layer in a solvent to form a paint, coating the substrate, and drying, solidifying, or curing. . For dispersing and mixing each component into the coating liquid, a known dispersing apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill can be suitably used. As a coating method, a known method such as a dipping method, a spray method, or a roll coating method can be applied.
本発明では、導電性樹脂被覆層表面の粗さとして、算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)が0.3μm以上2.5μm以下であることが好ましく、0.4μm以上2.0μm以下であることがより好ましい。導電性樹脂被覆層表面のRaが0.4μm未満である場合には、導電性樹脂被覆層表面の凹凸が殆どないため、トナー担持体上のトナー量が不安定になるとともに導電性樹脂被覆層の耐摩耗性及び耐トナー汚染性も不十分となる場合がある。一方、Raが2.0μmを越える場合には、トナー担持体上のトナーの搬送量が多くなりすぎてトナーに均一に帯電付与しにくくなるとともに導電性樹脂被覆層の機械的強度も低下してしまうことがある。 In the present invention, the arithmetic average roughness Ra (JIS B0601-2001) is preferably 0.3 μm or more and 2.5 μm or less, and preferably 0.4 μm or more and 2.0 μm or less as the roughness of the surface of the conductive resin coating layer. More preferably. When Ra on the surface of the conductive resin coating layer is less than 0.4 μm, there is almost no irregularity on the surface of the conductive resin coating layer, so that the amount of toner on the toner carrier becomes unstable and the conductive resin coating layer In some cases, the wear resistance and toner contamination resistance of the toner may be insufficient. On the other hand, when Ra exceeds 2.0 μm, the amount of toner transported on the toner carrier becomes too large, and it becomes difficult to uniformly charge the toner, and the mechanical strength of the conductive resin coating layer also decreases. It may end up.
上記したような構成の導電性樹脂被覆層の厚さは、好ましくは25μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは4μm以上20μm以下であることが、均一な膜厚を得るために好ましいが、特にこの厚さに限定されるものではない。 The thickness of the conductive resin coating layer configured as described above is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 4 μm or more and 20 μm or less, in order to obtain a uniform film thickness, The thickness is not particularly limited to this.
次に、本発明のトナー担持体が組み込まれる現像装置について説明・例示する。図1は、本発明のトナー担持体を有する一実施形態の現像装置の模式断面図を示す。図1は、あくまでも本発明の現像装置を模式的に例示したものであり、トナー容器(ホッパー503)の形状、撹拌翼510の有無、磁極の配置に様々な形態があることは言うまでもない。
Next, a developing device in which the toner carrier of the present invention is incorporated will be described and exemplified. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a developing device according to an embodiment having a toner carrier of the present invention. FIG. 1 is merely a schematic illustration of the developing device of the present invention, and it goes without saying that there are various forms in the shape of the toner container (hopper 503), the presence or absence of the
図1において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を保持する静電潜像担持体、たとえば、電子写真感光ドラム501は、矢印B方向に回転される。トナー担持体としての現像スリーブ508は、トナーを収容しているトナー容器としてのホッパー503によって供給された、磁性トナーを有する一成分系トナー504を担持して矢印A方向に回転する。それによって、現像スリーブ508と感光ドラム501とが対向している現像領域Dにトナー504を搬送する。図1に示すように、現像スリーブ508内には、トナー504を現像スリーブ508上に磁気的に吸引かつ保持するために、磁石が内接されているマグネットローラー505が配置されている。
In FIG. 1, an electrostatic latent image carrier that holds an electrostatic latent image formed by a known process, for example, an electrophotographic
本発明の現像装置で用いられる現像スリーブ508は、基体としての金属円筒管506上に被覆された導電性樹脂被覆層507を有する。ホッパー503中には、トナー504を撹拌するための撹拌翼510が設けられている。513は、現像スリーブ508とマグネットローラー505とが非接触状態にあることを示す間隙である。トナー504は、トナーを構成する磁性トナー相互間及び現像スリーブ508上の導電性樹脂被覆層507との摩擦により、感光ドラム501上の静電潜像を現像することが可能な摩擦帯電電荷を得る。図1の例では、現像領域Dに搬送されるトナー504の層厚を規制するために、トナー層厚規制部材としての強磁性金属製の磁性規制ブレード502を使用している。現像スリーブ508の表面から約50乃至500μmのギャップ幅を持って現像スリーブ508に臨むように、ブレード502をホッパー503から垂下している。マグネットローラー505の磁極N1からの磁力線が磁性規制ブレード502に集中することにより、現像スリーブ508上にトナー504の薄層が形成される。本発明においては、この磁性規制ブレード502に代えて非磁性ブレードを使用することもできる。
A developing sleeve 508 used in the developing device of the present invention has a conductive resin coating layer 507 coated on a metal cylindrical tube 506 as a base. In the
このようにして、現像スリーブ508上に形成されるトナー504の薄層の厚みは、現像領域Dにおける現像スリーブ508と感光ドラム501との間の最小間隙よりもさらに薄いものであることが好ましい。本発明のトナー担持体は、以上のようなトナーの薄層により静電潜像を現像する方式の現像装置、即ち、非接触型現像装置に組み込むのが特に有効である。現像領域Dにおいて、トナー層の厚みが現像スリーブ508と感光ドラム501との間の最小間隙以上の厚みである現像装置、即ち、接触型現像装置にも本発明のトナー担持体を適用することができる。説明の煩雑を避けるため、以下の説明では、上記したような非接触型現像装置を例に採っておこなう。
Thus, the thickness of the thin layer of the
上記現像スリーブ508に担持された磁性トナーを有する一成分系トナー504を飛翔させるため、上記現像スリーブ508には、バイアス手段としての現像バイアス電源509により現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するときに、静電潜像の画像部(トナー504が付着して可視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値の電圧を現像スリーブ508に印加するのが好ましい。
A developing bias voltage is applied to the developing sleeve 508 by a developing
また、高電位部と低電位部を有する静電潜像の高電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、正規現像の場合には、静電潜像の極性と逆極性に帯電するトナーを使用する。高電位部と低電位部を有する静電潜像の低電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、反転現像の場合には、静電潜像の極性と同極性に帯電するトナーを使用する。ここで、高電位、低電位というのは、絶対値による表現である。これらいずれの場合にも、トナー504は少なくとも現像スリーブ508との摩擦により帯電する。
In addition, in the case of so-called regular development, a toner charged with a polarity opposite to that of the electrostatic latent image is visualized by attaching toner to the high potential portion of the electrostatic latent image having a high potential portion and a low potential portion. Is used. In the case of so-called reversal development, a toner that is charged to the same polarity as the polarity of the electrostatic latent image is used for visualization by attaching toner to the low potential portion of the electrostatic latent image having a high potential portion and a low potential portion. To do. Here, the high potential and the low potential are expressions based on absolute values. In any of these cases, the
本発明のトナーは少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであり、該トナーは、流速指数FRIが1.50以上2.50以下であり、該無機微粉体は、流速指数FRIが0.80以上2.00以下であることを特徴とする。 The toner of the present invention is a toner containing toner particles containing at least a binder resin and a colorant and inorganic fine powder, and the toner has a flow rate index FRI of 1.50 to 2.50, and the inorganic fine powder The body is characterized by a flow velocity index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less.
本発明におけるFRIおよびEt(100)は、FT4を用いることによって測定する。具体的には、以下の操作により測定をおこなう。 FRI and Et (100) in the present invention are measured by using FT4. Specifically, the measurement is performed by the following operation.
全ての操作において、プロペラ型ブレードはFT4専用の48mm径ブレード(型番:C210、材質:SUS、以下、単純にブレードともいう)を用いる。このプロペラ型ブレードは、48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°というように、反時計回りになめらかにねじられたものである。 In all operations, a 48 mm diameter blade (model number: C210, material: SUS, hereinafter simply referred to as a blade) dedicated to FT4 is used as the propeller blade. This propeller-type blade has a rotation axis in the normal direction at the center of a 48 mm × 10 mm blade plate, and the blade plate has an outermost edge portion (24 mm portion from the rotation shaft) of 70 ° and a portion 12 mm from the rotation shaft. It is smoothly twisted counterclockwise, such as 35 °.
測定容器は、FT4専用の円筒状のスプリット容器(型番:C203、材質:ガラス、直径50mm、容積160ml、底面からスプリット部分までの高さ82mm、以下、容器と省略する場合がある)を用いる。 As the measurement container, a cylindrical split container dedicated to FT4 (model number: C203, material: glass, diameter 50 mm, volume 160 ml, height 82 mm from the bottom surface to the split part, hereinafter may be abbreviated as container) is used.
なお、温度23℃、湿度60%RHの環境下に3日以上放置された無機微粉体を、前記の測定容器に100ml入れ、粉体層とする。 In addition, 100 ml of the inorganic fine powder left in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60% RH for 3 days or more is placed in the measurement container to form a powder layer.
(1)コンディショニング操作
(a)プロペラ型ブレードを、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)に回転する。このブレードを、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角(以降、なす角と省略する場合がある)が5°となる進入速度で、粉体層表面から、粉体層の底面から10mmの位置まで垂直方向に進入させる。その後、なす角が2°となる進入速度に変えて、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転しながら、トナー粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる。さらに、なす角が5°の速度で、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転しながら、粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りをおこなう。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した無機微粉体を払い落とす。
(b)(1)−(a)の操作を5回繰り返し、粉体層中に取り込まれている空気を取り除く。
(1) Conditioning operation (a) The propeller blade is rotated clockwise with respect to the powder layer surface so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec (the powder layer is loosened by the rotation of the blade). Direction). This blade is moved from the surface of the powder layer at an approach speed at which the angle formed between the locus drawn by the outermost edge of the moving blade and the surface of the powder layer (hereinafter, sometimes referred to as the formed angle) is 5 °. Then, it is made to enter in the vertical direction from the bottom surface of the powder layer to a position of 10 mm. Thereafter, the toner powder layer is rotated while rotating clockwise with respect to the surface of the powder layer so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec. The blade is advanced to a position of 1 mm from the bottom surface. Furthermore, while rotating clockwise with respect to the powder layer surface so that the formed angle is 5 ° and the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec, 100 mm from the bottom surface of the powder layer. Move the blade to the position and remove it. When the extraction is completed, the blade is rotated clockwise and counterclockwise alternately, and the inorganic fine powder adhering to the blade is wiped off.
(B) The operations of (1)-(a) are repeated five times to remove air taken in the powder layer.
(2)スプリット操作
上述のFT4専用容器のスプリット部分で粉体層をすり切り、粉体層上部の無機微粉体を取り除く。なお、この操作により粉体層の体積を測定毎に同じとすることができる。
(2) Split operation The powder layer is ground at the split portion of the above-mentioned FT4 container, and the inorganic fine powder on the upper part of the powder layer is removed. By this operation, the volume of the powder layer can be made the same for each measurement.
(3)測定操作
(i)Et100の測定
(a)(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を1回おこなう。
(b)プロペラ型ブレードを、ブレードの最外縁部の周速が100mm/secとなるように、粉体層表面に対して反時計回り(ブレードの回転により粉体層が押し込まれる方向)に回転する。このブレードを、なす角が5°となる進入速度で、粉体層表面から、トナー粉体層の底面から10mmの位置まで垂直方向に進入させる。その後、ブレードの最外縁部の周速が60mm/secとなるように、粉体層表面に対して時計回りに回転し、粉体層への垂直方向の進入速度をなす角が2°となる進入速度で、粉体層の底面から1mmの位置まで進入させる。さらに、なす角が5°の速度で、粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りをおこなう。抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した無機微粉体を払い落とす。
(c)(3)−(a)乃至(b)の操作をさらに6回繰り返し、7回目における、トナー粉体層の底面から100mmの位置から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる回転トルクと垂直荷重の総和Etを、Et(100)とする。
(ii)Et10の測定
(a)Et100の測定を終了したトナー粉体層を用い、まず上記(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を1回おこなう。
(b)(3)−(b)と同様の操作を1回行う。
(c)(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を1回行い、ブレードの最外縁部の周速を70mm/secに変更する以外は(3)−(b)と同様の操作を1回おこなう。
(d)(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を1回行い、ブレードの最外縁部の周速を40mm/secに変更する以外は(3)−(b)と同様の操作を1回おこなう。
(e)(1)−(a)と同様のコンディショニング操作を1回行い、ブレードの最外縁部の周速を10mm/secに変更する以外は(3)−(b)と同様の操作を1回おこなう。その際のトナー粉体層の底面から100mmの位置から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる回転トルクと垂直荷重の総和Etを、Et(10)とする。
(3) Measurement operation (i) Measurement of Et100 (a) Conditioning operation similar to (1)-(a) is performed once.
(B) Rotate the propeller blade counterclockwise with respect to the powder layer surface (direction in which the powder layer is pushed in by rotation of the blade) so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 100 mm / sec. To do. The blade is advanced in the vertical direction from the powder layer surface to a position 10 mm from the bottom surface of the toner powder layer at an approach speed of 5 °. Thereafter, the blade rotates clockwise with respect to the surface of the powder layer so that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is 60 mm / sec, and the angle forming the vertical entry speed to the powder layer becomes 2 °. It is made to approach to the position of 1 mm from the bottom face of the powder layer at the approach speed. Further, the blade is moved to a position of 100 mm from the bottom surface of the powder layer at an angle of 5 ° and extracted. When the extraction is completed, the blade is rotated clockwise and counterclockwise alternately, and the inorganic fine powder adhering to the blade is wiped off.
(C) The operations of (3)-(a) to (b) are repeated six more times, and the rotation obtained when the blade enters the position from 100 mm to 10 mm from the bottom of the toner powder layer in the seventh time. The total Et of the torque and the vertical load is Et (100).
(Ii) Measurement of Et10 (a) First, the conditioning operation similar to the above (1)-(a) is performed once using the toner powder layer for which the measurement of Et100 has been completed.
(B) The same operation as (3)-(b) is performed once.
(C) Perform the same conditioning operation as (1)-(a) once and perform the same operation as (3)-(b) except that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is changed to 70 mm / sec. I will do it.
(D) The same conditioning operation as (1)-(a) is performed once, and the same operation as (3)-(b) is performed except that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is changed to 40 mm / sec. I will do it.
(E) The same conditioning operation as (1)-(a) is performed once, and the same operation as (3)-(b) is performed except that the peripheral speed of the outermost edge of the blade is changed to 10 mm / sec. I will do it. Let Et (10) be the total Et of rotational torque and vertical load obtained when the blade is moved from the position of 100 mm to the position of 10 mm from the bottom surface of the toner powder layer.
トナー粒子の製造方法は特に限定されず、懸濁重合法、乳化重合法、会合重合法、混練粉砕法など、公知のいずれの方法で製造されてもよい。 The method for producing the toner particles is not particularly limited, and the toner particles may be produced by any known method such as a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, an association polymerization method, a kneading and pulverization method.
一例として、混練粉砕法における本発明のトナーの製造方法について説明する。 As an example, a method for producing the toner of the present invention in the kneading and pulverizing method will be described.
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後粉砕及び分級をおこなう。 In the toner of the present invention, a binder resin, a colorant, other additives and the like are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, and then a heat kneader such as a heating roll, a kneader, or an extruder is used. Melt-knead, cool and solidify, then pulverize and classify.
特に、粗大粒子の形状を制御したトナーの製造方法に使用される粉砕手段としては機械式粉砕機を用いることが好ましい。前記機械式粉砕機の例には、ホソカワミクロン(株)製粉砕機イノマイザー、川崎重工業(株)製粉砕機KTM、ターボ工業(株)製ターボミルなどが含まれる。これらの装置をそのまま、あるいは適宜改良して使用することが好ましい。 In particular, it is preferable to use a mechanical pulverizer as the pulverizing means used in the toner manufacturing method in which the shape of coarse particles is controlled. Examples of the mechanical pulverizer include a pulverizer inomizer manufactured by Hosokawa Micron Corporation, a pulverizer KTM manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., and a turbo mill manufactured by Turbo Industry Co., Ltd. It is preferable to use these apparatuses as they are or after being appropriately modified.
さらに流速指数FRIが0.80以上2.00以下である無機微粉体と、必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、作製される。 Furthermore, the inorganic fine powder having a flow rate index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less and, if necessary, a desired additive are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer to prepare.
または、混合はトナー粒子の製造後における任意の時点で外添することもできる。たとえばトナー粒子の分級や球形化をおこなう工程でトナーに外添することもできる。 Alternatively, mixing can be externally added at any time after the production of the toner particles. For example, it can be externally added to the toner in the step of classifying or spheroidizing the toner particles.
本発明の効果を得るためには、トナーの流速指数FRIが1.50以上2.50以下であることが必要である。 In order to obtain the effect of the present invention, the flow velocity index FRI of the toner needs to be 1.50 or more and 2.50 or less.
トナーのFRIは、トナー母体の形状や粒径、比重、表面を構成する物質の特性など、また外添剤の種類や量などにより調整できる。さらに外添時の混合の強さなどによっても調整することができる。 The FRI of the toner can be adjusted by the shape, particle size, specific gravity, characteristics of the material constituting the surface, the type and amount of the external additive, and the like. Further, it can be adjusted by the mixing intensity at the time of external addition.
たとえば、トナーの円形度を上げた場合、トナー母体の比重を軽くした場合、外添時の混合の強さを強くした場合などは、いずれもトナーのFRIが上昇する傾向にある。 For example, when the circularity of the toner is increased, when the specific gravity of the toner base is reduced, or when the strength of mixing during external addition is increased, the FRI of the toner tends to increase.
別の例として、懸濁重合法における本発明のトナーの製造方法について説明する。 As another example, a method for producing the toner of the present invention in the suspension polymerization method will be described.
まず重合性単量体中に、低軟化点物質、極性樹脂、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤、その他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等によって均一に溶解または分散する。分散させた単量体を、分散安定剤を含有する水相中に添加し、通常の撹拌機またはホモジナイザー、ホモミキサー等により分散する。この際、好ましくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように、撹拌速度、時間を調整し造粒する。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の撹拌をおこなえばよい。重合温度は40℃以上、一般的には50℃以上90℃以下の温度に設定しておこなうのがよい。また、重合反応後半に昇温してもよく、さらに、トナー定着時の臭いの原因等になる未反応重合性単量体、副生成物等を除去するために、反応後半または反応終了時に一部水系媒体を留去してもよい。 First, a low softening point substance, a polar resin, a colorant, a charge control agent, a polymerization initiator, and other additives are added to the polymerizable monomer and uniformly dissolved or dispersed by a homogenizer, an ultrasonic disperser, or the like. The dispersed monomer is added to an aqueous phase containing a dispersion stabilizer, and dispersed with a normal stirrer, homogenizer, homomixer or the like. At this time, granulation is preferably performed by adjusting the stirring speed and time so that the monomer droplets have a desired toner particle size. Thereafter, stirring may be performed to such an extent that the particle state is maintained by the action of the dispersion stabilizer and precipitation of the particles is prevented. The polymerization temperature is preferably set to 40 ° C. or higher, and generally 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. In addition, the temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction. The partial aqueous medium may be distilled off.
反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄、濾過により回収し乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体系100質量部に対して水300質量部乃至3000質量部を分散媒として使用するのが好ましい。 After completion of the reaction, the produced toner particles are washed, collected by filtration and dried. In the suspension polymerization method, it is usually preferable to use 300 to 3000 parts by mass of water as a dispersion medium with respect to 100 parts by mass of the monomer system.
トナー粒子の粒度分布制御や粒径の制御は、造粒時の系のpH調整、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法でおこなうことができる。または、機械的装置条件、たとえばロータの周速、パス回数、撹拌羽根形状等の撹拌条件や、容器形状または水溶液中での固形分濃度等を制御することによりおこなう。 The particle size distribution control and particle size control of the toner particles can be carried out by adjusting the pH of the system during granulation, and changing the kind and amount of a hardly water-soluble inorganic salt or a dispersant that acts as a protective colloid. Alternatively, it is carried out by controlling mechanical apparatus conditions, for example, the circumferential speed of the rotor, the number of passes, the stirring conditions such as the shape of the stirring blades, the container shape or the solid content concentration in the aqueous solution.
上記方法によって作製されたトナー粒子は、必要に応じて分級を行い、以下、混練粉砕法と同様に流速指数FRIが0.80以上2.00以下である無機微粉体と、必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し作製される。 The toner particles produced by the above method are classified as necessary. Hereinafter, similarly to the kneading and pulverization method, the inorganic fine powder having a flow rate index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less, and if necessary, desired These additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer.
本発明のトナーは、上述の方法によらずいずれの方法を用いて製造しても構わないが、流速指数FRIが0.80以上2.00以下である無機微粉体を少なくとも有する。さらに、Et(100)が500mJ以上2000mJ以下であることが好ましい。 The toner of the present invention may be produced by any method regardless of the method described above, but has at least an inorganic fine powder having a flow rate index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less. Furthermore, it is preferable that Et (100) is 500 mJ or more and 2000 mJ or less.
本発明の無機微粉体は、金属炭酸塩であることが、より好ましく、脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されていると、より好ましい。さらには、本発明の無機微粉体は脂肪酸で表面処理された炭酸カルシウムを用いることがより好ましい。 The inorganic fine powder of the present invention is more preferably a metal carbonate, and more preferably a surface treatment with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid. Furthermore, it is more preferable to use calcium carbonate surface-treated with a fatty acid as the inorganic fine powder of the present invention.
前記無機微粉体の好ましい個数平均粒子径は80nm以上400nm以下であり、さらに好ましくは80nm以上200nm以下である。 The number average particle diameter of the inorganic fine powder is preferably 80 nm or more and 400 nm or less, and more preferably 80 nm or more and 200 nm or less.
本発明における無機微粉体の個数平均粒子径については、電子顕微鏡にて5万倍の倍率で撮影した写真から無作為に100個のサンプルを取り出して求める。 The number average particle size of the inorganic fine powder in the present invention is obtained by randomly taking 100 samples from a photograph taken with an electron microscope at a magnification of 50,000 times.
球状粒子に関してはその直径、楕円形球状、または直方体状粒子に関しては短径と長径の平均値をもって、前記粒子の粒径とし、それらの平均の値を求め個数平均粒径として、その平均を求めた。 For spherical particles, the diameter, elliptical spherical shape, or rectangular parallelepiped particles, the average value of the minor axis and the major axis is taken as the particle size of the particles, the average value thereof is obtained, and the average is obtained as the number average particle size. It was.
本発明のトナーに含まれる前記無機微粉体の好ましい含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0以下質量部であり、より好ましくは0.05質量部以上3.0以下質量部である。 A preferable content of the inorganic fine powder contained in the toner of the present invention is 0.01 part by mass or more and 5.0 part by mass or less, more preferably 0.05 part by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. 0.0 parts by mass or less.
本発明のトナーに含まれる無機微粉体以外に、その他の外添剤として、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機酸化物、カーボンブラック、フッ化カーボン等の微粒径の無機微粉体をトナー粒子に外添混合してもよい。これらは、トナーに流動性および帯電性などを付与する。 In addition to the inorganic fine powder contained in the toner of the present invention, as other external additives, inorganic oxides such as silica, alumina and titanium oxide, inorganic fine powder having a fine particle size such as carbon black and carbon fluoride are used as toner particles. It may be added externally. These impart fluidity and chargeability to the toner.
トナー粒子表面に分散されたシリカ微粉体、アルミナ微粉体または酸化チタン微粉体が細かい粒子であると、これら微粉体は高い流動性付与効果を有するので、これら微粉体は細かい粒子であることが好ましい。これら微粉体の好ましい個数平均粒径は5nm以上100nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上50nm以下である。 If the silica fine powder, alumina fine powder or titanium oxide fine powder dispersed on the surface of the toner particles are fine particles, these fine powders have a high fluidity-imparting effect. Therefore, these fine powders are preferably fine particles. . The number average particle diameter of these fine powders is preferably 5 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 50 nm or less.
これら無機微粉体の好ましい添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.03質量部以上5質量部以下である。該無機微粉体の添加量が0.03質量部未満の場合は、十分な流動性付与効果を得ることができないことが多い。また、5質量部超の場合は、トナーの圧縮指数が高くなり、トナーが締まり易くなるとともに、過剰な外添剤が遊離し、悪影響を及ぼし易い。 A preferable addition amount of these inorganic fine powders is 0.03 parts by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. When the added amount of the inorganic fine powder is less than 0.03 parts by mass, sufficient fluidity imparting effect cannot often be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 5 parts by mass, the compression index of the toner becomes high, the toner is easily tightened, and an excessive external additive is liberated, which tends to have an adverse effect.
以下、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(無機微粉体の製造例1)
生石灰を理論水量比1.5で乾式消和して得られた消石灰粉を用い、濃度450g/Lの石灰乳を調製し、高速インペラー分散機で処理した。
(Inorganic fine powder production example 1)
Using slaked lime powder obtained by dry slaked quicklime with a theoretical water ratio of 1.5, lime milk having a concentration of 450 g / L was prepared and processed with a high-speed impeller disperser.
次に、前記石灰乳を濃度120g/Lに調整したのち、撹拌しながらCO2濃度29容量%のCO2含有ガスを石灰乳中に吹き込んで炭酸化反応を行った。 Next, after adjusting the lime milk to a concentration of 120 g / L, a carbonation reaction was carried out by blowing CO 2 -containing gas having a CO 2 concentration of 29 vol% into the lime milk while stirring.
炭酸化反応は第1段階として供給速度18m3/m2・hrで炭酸化率が6.2%になるまでCO2含有ガスを吹き込み、次に第2段階として供給速度を1.5m3/m2・hrに下げ炭酸化率が12.8%になるまでCO2含有ガスを吹き込んだ。 In the carbonation reaction, a CO 2 -containing gas is blown until the carbonation rate becomes 6.2% at a feed rate of 18 m 3 / m 2 · hr as a first stage, and then a feed rate of 1.5 m 3 / The gas was reduced to m 2 · hr, and a CO 2 -containing gas was blown until the carbonation rate reached 12.8%.
さらに第3段階として供給速度を18m3/m2・hrまで上げ炭酸化率を44.5%になるまでCO2含有ガスを吹き込み反応を行い、反応生成物を得た。 Further, as a third stage, the feed rate was increased to 18 m 3 / m 2 · hr, and a CO 2 -containing gas was blown into the reaction until the carbonation rate reached 44.5% to obtain a reaction product.
得られた反応生成物1モルに対し、25℃、濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液1モルを混合した。 1 mol of a calcium hydroxide aqueous suspension having a viscosity of 2500 cp at 25 ° C. and a concentration of 400 g / L was mixed with 1 mol of the obtained reaction product.
得られた混合物に反応開始温度25℃で二酸化炭素濃度30容量%の二酸化炭素含有ガスを供給速度8.0m3/m2・hrで吹き込み炭酸化率50.5%まで炭酸化して、反応生成物を平均して長径3.8μmで厚さ0.4μmに粗大化させ、水性懸濁液Aを調製した。 A carbon dioxide-containing gas having a carbon dioxide concentration of 30% by volume at a reaction start temperature of 25 ° C. was blown into the obtained mixture at a supply rate of 8.0 m 3 / m 2 · hr to carbonate to a carbonation rate of 50.5%. On average, the product was coarsened to a major axis of 3.8 μm and a thickness of 0.4 μm to prepare an aqueous suspension A.
一方25℃、濃度400g/Lにおける粘度が2500cpの水酸化カルシウム水性懸濁液を、濃度50g/Lに調整し、反応開始温度13℃で二酸化炭素濃度30容量%の二酸化炭素含有ガスを供給速度10.0m3/m2・hrで炭酸化率32.3%となるまで吹き込んで、水性懸濁液Bを調製した。 On the other hand, a calcium hydroxide aqueous suspension having a viscosity of 2500 cp at 25 ° C. and a concentration of 400 g / L is adjusted to a concentration of 50 g / L, and a carbon dioxide-containing gas having a carbon dioxide concentration of 30% by volume at a reaction start temperature of 13 ° C. is supplied. Aqueous suspension B was prepared by blowing at 10.0 m 3 / m 2 · hr until the carbonation rate was 32.3%.
次いでA液とB液を、A液中のCa系化合物とB液中のCa系化合物のモル比が100:8になるように混合したのち、反応開始温度15℃で二酸化炭素濃度30容量%の二酸化炭素含有ガスを供給速度15m3/m2・hrで吹き込み、反応させて、個数平均粒径100nmである均一な立方体状炭酸カルシウムを得た。 Next, liquid A and liquid B were mixed so that the molar ratio of Ca-based compound in liquid A and Ca-based compound in liquid B was 100: 8, and the carbon dioxide concentration was 30% by volume at a reaction start temperature of 15 ° C. The carbon dioxide-containing gas was blown at a supply rate of 15 m 3 / m 2 · hr and reacted to obtain uniform cubic calcium carbonate having a number average particle size of 100 nm.
炭酸カルシウムを含む懸濁液を純水でくり返し洗浄した後、固形分10質量%のスラリーに調整した。 The suspension containing calcium carbonate was repeatedly washed with pure water, and then adjusted to a slurry with a solid content of 10% by mass.
該スラリーを65℃で分散機により撹拌させながら、オレイン酸ナトリウム含有量が60質量%、ステアリン酸ナトリウム含有量が20質量%及びパルミチン酸ナトリウム含有量が20質量%である脂肪酸混合物を添加し、撹拌した後プレス脱水した。 While stirring the slurry with a disperser at 65 ° C., a fatty acid mixture having a sodium oleate content of 60% by mass, a sodium stearate content of 20% by mass and a sodium palmitate content of 20% by mass was added, After stirring, the press was dehydrated.
得られた濾過ケーキを箱型乾燥機で乾燥させた後、解砕することにより、脂肪酸混合物で処理された炭酸カルシウム粒子を得た。 The obtained filter cake was dried with a box dryer and then crushed to obtain calcium carbonate particles treated with a fatty acid mixture.
この疎水化処理された個数平均粒子径100nmの炭酸カルシウムを無機微粉体B1とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This hydrophobized calcium carbonate having a number average particle diameter of 100 nm is defined as inorganic fine powder B1. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例2)
A液とB液の反応時間を調整して個数平均粒径を80nmとしたほかは、無機微粉体の製造例1と同様にして脂肪酸混合物で処理された炭酸カルシウム粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 2)
Calcium carbonate particles treated with a fatty acid mixture were obtained in the same manner as in Production Example 1 of inorganic fine powder, except that the reaction time of liquid A and liquid B was adjusted to make the number average particle diameter 80 nm.
この疎水化処理された個数平均粒子径80nmの炭酸カルシウムを無機微粉体B2とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This hydrophobized calcium carbonate having a number average particle diameter of 80 nm is designated as inorganic fine powder B2. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例3)
A液とB液の反応時間を調整して個数平均粒径を150nmとしたほかは、無機微粉体の製造例1と同様にして脂肪酸混合物で処理された炭酸カルシウム粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 3)
Calcium carbonate particles treated with a fatty acid mixture were obtained in the same manner as in Production Example 1 of inorganic fine powder, except that the reaction time of liquid A and liquid B was adjusted so that the number average particle diameter was 150 nm.
この疎水化処理された個数平均粒子径150nmの炭酸カルシウムを無機微粉体B3とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This hydrophobized calcium carbonate having a number average particle diameter of 150 nm is designated as inorganic fine powder B3. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例4)
組成がMgCO3・3H2Oで、平均粒子径が20μmである中性炭酸マグネシウム懸濁液を50g/Lの濃度に調製し、撹拌しながら200℃で10時間の水熱処理をおこなった。得られた懸濁液をボールミルで10時間粉砕したのち、固形物を無水炭酸マグネシウムに換算して3質量%のステアリン酸ナトリウムを添加して表面処理し、プレス脱水した。
(Inorganic fine powder production example 4)
A neutral magnesium carbonate suspension having a composition of MgCO 3 .3H 2 O and an average particle size of 20 μm was prepared to a concentration of 50 g / L, and hydrothermal treatment was performed at 200 ° C. for 10 hours while stirring. The obtained suspension was pulverized with a ball mill for 10 hours, and then the solid was converted to anhydrous magnesium carbonate, surface-treated by adding 3% by mass of sodium stearate, and press dehydrated.
得られた濾過ケーキを箱型乾燥機で乾燥させた後、解砕することにより、脂肪酸混合物で処理された炭酸マグネシウム粒子を得た。 The obtained filter cake was dried with a box dryer and then pulverized to obtain magnesium carbonate particles treated with a fatty acid mixture.
この疎水化処理された個数平均粒子径350nmの炭酸マグネシウムを無機微粉体B4とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This hydrophobized magnesium carbonate having a number average particle diameter of 350 nm is designated as inorganic fine powder B4. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例5)
ボールミルの粉砕時間15時間、表面処理剤を5質量%のスチレンアクリルロジン酸としたほかは、無機微粉体の製造例4と同様にしてロジン酸で処理された炭酸マグネシウム粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 5)
Magnesium carbonate particles treated with rosin acid were obtained in the same manner as in Production Example 4 of the inorganic fine powder except that the ball milling time was 15 hours and the surface treating agent was 5% by mass of styrene acrylic rosin acid.
その疎水化処理された個数平均粒子径150nmの炭酸マグネシウム粒子を無機微粉体B5とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 The hydrophobized magnesium carbonate particles having a number average particle diameter of 150 nm are designated as inorganic fine powder B5. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例6)
3.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液20Lを入れた反応容器に、Fe2+が1.5mol/Lである硫酸第一鉄水溶液20Lを加え、温度を95℃として、水酸化第一鉄コロイドを含有する第一鉄塩懸濁液を生成した。
(Inorganic fine powder production example 6)
Into a reaction vessel containing 20 L of 3.0 mol / L sodium hydroxide aqueous solution, 20 L of ferrous sulfate aqueous solution with Fe 2+ of 1.5 mol / L is added, the temperature is set to 95 ° C., and ferrous hydroxide colloid A ferrous salt suspension containing was produced.
ここに、100L/minの空気を通気させながら90分撹拌してマグネタイトを含む第一鉄懸濁液を得た。ここに、6.0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを10.0とした。 The mixture was stirred for 90 minutes while aeration of 100 L / min air was conducted to obtain a ferrous suspension containing magnetite. A 6.0 mol / L aqueous sodium hydroxide solution was added thereto to adjust the pH to 10.0.
さらに、100L/minの空気を通気させながら60分撹拌してマグネタイト粒子を生成させた。十分撹拌した後、マグネタイトを濾別した。このマグネタイトを水洗、乾燥後、解砕して八面体形状のマグネタイト粒子を得た。 Furthermore, it stirred for 60 minutes, ventilating 100 L / min air, and the magnetite particle | grains were produced | generated. After stirring sufficiently, the magnetite was filtered off. The magnetite was washed with water, dried and then crushed to obtain octahedral magnetite particles.
この個数平均粒子径100nmのマグネタイトを無機微粉体B6とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This magnetite having a number average particle diameter of 100 nm is designated as inorganic fine powder B6. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例7)
脂肪酸化合物を添加しないことのほかは、無機微粉体の製造例3と同様にして、炭酸カルシウム粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 7)
Calcium carbonate particles were obtained in the same manner as in Production Example 3 of inorganic fine powder except that the fatty acid compound was not added.
この個数平均粒子径150nmの炭酸カルシウムを無機微粉体B7とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This calcium carbonate having a number average particle diameter of 150 nm is designated as inorganic fine powder B7. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例8)
反応容器中にアルゴンと酸素の体積比が3:1の混合ガスを導入し大気と置換させる。この反応容器中に酸素ガスを40(m3/hr)及び水素ガスを20(m3/hr)で供給し着火装置を用いて酸素−水素からなる燃焼炎を形成する。次いでこの燃焼炎中に圧力12kg/cm3の水素キャリアガスで原料の金属ケイ素粉末を投入し、粉塵雲を形成する。この粉塵雲に燃焼炎により着火し粉塵爆発による酸化反応を生じさせる。酸化反応後、反応容器内を冷却し、シリカ微粉末を得た。このシリカ微粉末100質量部を予めヘキサメチルジシラザン10質量部によって処理し、次いでジメチルシリコーンオイル(100cSt)12質量部をヘキサンで希釈したもので処理を行い、その後常温から約260℃まで昇温させ加熱処理を行い、その後、流動層乾燥機を用いて110℃で乾燥させた後、ピンミルで十分に解砕してシリカ粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 8)
A mixed gas having a volume ratio of argon and oxygen of 3: 1 is introduced into the reaction vessel to replace the atmosphere. Oxygen gas is supplied into this reaction vessel at 40 (m 3 / hr) and hydrogen gas at 20 (m 3 / hr), and an ignition device is used to form a combustion flame composed of oxygen-hydrogen. Next, a metal silicon powder as a raw material is charged into the combustion flame with a hydrogen carrier gas having a pressure of 12 kg / cm 3 to form a dust cloud. This dust cloud is ignited by a combustion flame and causes an oxidation reaction by dust explosion. After the oxidation reaction, the inside of the reaction vessel was cooled to obtain fine silica powder. 100 parts by mass of this silica fine powder is treated beforehand with 10 parts by mass of hexamethyldisilazane, then treated with 12 parts by mass of dimethyl silicone oil (100 cSt) diluted with hexane, and then heated from room temperature to about 260 ° C. The mixture was then heat-treated, and then dried at 110 ° C. using a fluidized bed dryer, and then sufficiently crushed with a pin mill to obtain silica particles.
この疎水化処理された個数平均粒子径500nmのシリカ粒子を無機微粉体B8とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 The hydrophobized silica particles having a number average particle diameter of 500 nm are designated as inorganic fine powder B8. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例9)
撹拌機、滴下ロート、温度計をガラス製反応器にセットし、エタノールに、アンモニア水を加え撹拌し、25℃に保った。次にこの溶液にテトラエトキシシランを60分間で滴下し反応させた。滴下終了後さらに25℃にて2時間撹拌を続けシリカゾル懸濁液を得た。次にこのシリカゾル懸濁液を加熱し、エタノールを除去した後トルエンを加えさらに加熱し、水を除去した。次に懸濁液中のシリカ粒子に対して3質量部のメチルシランを加えた後、80℃で1時間反応させシリカの疎水化処理をおこなった。その後、懸濁液を加熱し、トルエンを除去し、流動層乾燥機で乾燥させた後、ピンミルで粉砕した。その後、速やかに再びトルエン溶液中に分散させた後、ヘキサメチルジシラザン10質量部を加え十分に撹拌をおこなう。その後、流動層乾燥機を用いて110℃で乾燥させた後、ピンミルで十分に解砕して、シリカ粒子を得た。
(Inorganic fine powder production example 9)
A stirrer, a dropping funnel and a thermometer were set in a glass reactor, and ammonia water was added to ethanol and stirred, and kept at 25 ° C. Next, tetraethoxysilane was dropped into the solution for 60 minutes to react. After completion of the dropping, stirring was further continued at 25 ° C. for 2 hours to obtain a silica sol suspension. Next, this silica sol suspension was heated to remove ethanol, and then toluene was added and further heated to remove water. Next, 3 parts by mass of methylsilane was added to the silica particles in the suspension, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 1 hour to hydrophobize the silica. Thereafter, the suspension was heated to remove toluene, dried with a fluid bed dryer, and then pulverized with a pin mill. Then, after quickly dispersing again in the toluene solution, 10 parts by mass of hexamethyldisilazane is added and sufficiently stirred. Then, after making it dry at 110 degreeC using a fluidized bed dryer, it fully disintegrated with the pin mill and obtained the silica particle.
この疎水化処理された個数平均粒子径40nmのシリカ粒子を無機微粉体B9とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 The hydrophobized silica particles having a number average particle diameter of 40 nm are designated as inorganic fine powder B9. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(無機微粉体の製造例10)
CeO2換算で1.6mol/リットルの塩化第二セリウム(CeCl3)水溶液148.7mlと31質量%の過酸化水素水19.7gを加えた後、純水を加えて全量を200mlとした。以下、これを原料Aとする。一方、28質量%アンモニア水を、NH3とCeCl3に含まれるClとの原子比(NH3/Cl)が1.5になるように65.6ml計りとり、これに純水を加えて全量を200mlとした。以下、これを原料Bとする。次に、原料Aと原料Bとをともに全量ビーカーに入れ、撹拌しながら滴下し、含酸化セリウムゲルを沈殿させた。このときビーカーには純水50mlを予め添加しておいた。次にこの沈殿ゲルを、オートクレーブにて、150℃で24時間加熱処理してスラリー500mlを得、これを純水で5回濾過洗浄し、さらに200mlのエチルアルコールで洗浄、撹拌、濾過、減圧乾燥することにより酸化セリウムの粉末を得た。
(Inorganic fine powder production example 10)
After adding 148.7 ml of a 1.6 mol / liter aqueous cerium chloride (CeCl 3 ) solution and 19.7 g of 31% by mass hydrogen peroxide solution in terms of CeO 2 , pure water was added to make the total amount 200 ml. Hereinafter, this is referred to as a raw material A. On the other hand, a 28 wt% aqueous ammonia, the atomic ratio of Cl contained in the NH 3 and CeCl 3 (NH 3 / Cl) are weighed 65.6ml to be 1.5, this was added pure water total amount Was 200 ml. Hereinafter, this is referred to as a raw material B. Next, both the raw material A and the raw material B were put in a beaker and added dropwise with stirring to precipitate cerium oxide-containing cerium gel. At this time, 50 ml of pure water was previously added to the beaker. Next, this precipitated gel was heat-treated at 150 ° C. for 24 hours in an autoclave to obtain 500 ml of slurry, which was filtered and washed 5 times with pure water, further washed with 200 ml of ethyl alcohol, stirred, filtered and dried under reduced pressure. As a result, a cerium oxide powder was obtained.
この個数平均粒子径1000nmの酸化セリウムを無機微粒子B10とする。得られた無機微粉体のFRIおよびEt(100)を測定し、表1に示す。 This cerium oxide having a number average particle diameter of 1000 nm is referred to as inorganic fine particles B10. FRI and Et (100) of the obtained inorganic fine powder were measured and shown in Table 1.
(トナーの製造例1)
(1)ポリエステル樹脂の製造
・芳香族ジカルボン酸 :6.2mol
・無水ドデセニルコハク酸 :3.7mol
・無水トリメリット酸 :3.3mol
・PO−BPA :7.4mol
・EO−BPA :3.0mol
上記ポリエステルモノマーをエステル化触媒とともにオートクレーブに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を付し、窒素ガス雰囲気下で215℃まで加熱しながら縮重合反応を行い、ポリエステル樹脂を得た。
(Toner Production Example 1)
(1) Production of polyester resin / Aromatic dicarboxylic acid: 6.2 mol
・ Dodecenyl succinic anhydride: 3.7 mol
-Trimellitic anhydride: 3.3 mol
・ PO-BPA: 7.4 mol
・ EO-BPA: 3.0 mol
The above polyester monomer is charged into an autoclave together with an esterification catalyst, and a condensation polymerization reaction is carried out while heating to 215 ° C. in a nitrogen gas atmosphere with a decompression device, a water separation device, a nitrogen gas introduction device, a temperature measurement device and a stirring device A polyester resin was obtained.
(2)ハイブリッド樹脂成分の製造
上記ポリエステル樹脂80質量部をキシレン100質量部に溶解・膨潤した。
(2) Production of Hybrid Resin Component 80 parts by mass of the polyester resin was dissolved and swollen in 100 parts by mass of xylene.
次に、スチレン15質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル5質量部、エステル化触媒としてジブチルスズオキサイド0.15質量部を添加してキシレンの還流温度まで加熱してポリエステル樹脂のカルボン酸とアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を開始した。 Next, 15 parts by mass of styrene, 5 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate, and 0.15 parts by mass of dibutyltin oxide as an esterification catalyst were added and heated to the reflux temperature of xylene. The transesterification reaction with ethylhexyl was started.
さらにラジカル重合開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド1質量部をキシレン30質量部に溶解したキシレン溶液を約1時間かけて滴下した。 Further, a xylene solution in which 1 part by mass of t-butyl hydroperoxide was dissolved in 30 parts by mass of xylene as a radical polymerization initiator was dropped over about 1 hour.
その温度で6時間保持してラジカル重合反応を終了した。 The radical polymerization reaction was completed by holding at that temperature for 6 hours.
減圧下200℃まで加熱して脱溶剤することによりポリエステル樹脂の水酸基とビニル系重合体ユニットの共重合モノマーであるアクリル酸2−エチルヘキシルとのエステル交換反応を行い、これにより、ポリエステル樹脂、ビニル系重合体及びポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットがエステル結合して生成したハイブリッド樹脂1を得た。 By heating to 200 ° C. under reduced pressure to remove the solvent, a transesterification reaction between the hydroxyl group of the polyester resin and 2-ethylhexyl acrylate, which is a copolymer monomer of the vinyl polymer unit, is carried out. The hybrid resin 1 produced by ester-bonding the polymer, the polyester unit and the vinyl polymer unit was obtained.
得られたハイブリッド樹脂1は、酸価が28.5mgKOH/gであり、Tgが58℃であり、ピーク分子量Mnが7400、重量平均分子量Mwが45000、Mw/Mnが8.3であり、THF不溶分を約12質量%含有していた。 The obtained hybrid resin 1 has an acid value of 28.5 mgKOH / g, Tg of 58 ° C., peak molecular weight Mn of 7400, weight average molecular weight Mw of 45000, Mw / Mn of 8.3, THF About 12% by mass of insoluble matter was contained.
(3)トナー粒子の製造
・上記ハイブリット樹脂1 100質量部
・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 7質量部
・荷電制御剤(アゾ系鉄錯体化合物) 2質量部
・磁性酸化鉄 90質量部
(平均粒径0.19μm、保磁力11.2KA/m、残留磁化10.8Am2/kg、飽和磁化82.3Am2/kg)
上記混合物を、130℃に加熱された二軸混練機で溶融混練して、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。
(3) Production of toner particles 100 parts by weight of the above hybrid resin 1 7 parts by weight of low molecular weight ethylene-propylene copolymer 2 parts by weight of charge control agent (azo-based iron complex compound) 90 parts by weight of magnetic iron oxide (average) (Particle size 0.19 μm, coercive force 11.2 KA / m, remanent magnetization 10.8 Am 2 / kg, saturation magnetization 82.3 Am 2 / kg)
The above mixture was melt-kneaded with a twin-screw kneader heated to 130 ° C., and the cooled mixture was coarsely pulverized with a hammer mill.
さらに粉砕工程は、機械式粉砕機(ターボ工業社製)ターボミルT−250型を用い、回転子と固定子の間隙を1.5mmとし、回転子の先端周速を115m/sec、搬送エアー風量を30m3/h、粗砕品供給量を24kg/hとして運転した。 Further, the pulverization process uses a mechanical pulverizer (Turbo Kogyo Co., Ltd.) turbo mill T-250 type, the gap between the rotor and the stator is 1.5 mm, the tip peripheral speed of the rotor is 115 m / sec, and the conveying air flow rate Was operated at 30 m 3 / h and the supply of the coarsely crushed product was 24 kg / h.
得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均径6.8μm、10.1μm以上の粒子が、5.8体積%であるトナー粒子を得た。 The obtained finely pulverized product was classified with an air classifier to obtain toner particles in which particles having a weight average diameter of 6.8 μm and 10.1 μm or more were 5.8% by volume.
このトナー粒子100質量部に対して、上記無機微粉体B1を1.0質量部、及び疎水性乾式シリカ(BET比表面積:300m2/g)を1.0質量部、撹拌羽根回転速度26.67S-1のヘンシェルミキサーFM150(三井三池社製)により、4分間回転させて外添させ、本発明のトナーT1を得た。得られたトナーのFRIを測定し、表1に示す。 With respect to 100 parts by mass of the toner particles, 1.0 part by mass of the inorganic fine powder B1, 1.0 part by mass of hydrophobic dry silica (BET specific surface area: 300 m 2 / g), and a stirring blade rotation speed of 26. The toner T1 of the present invention was obtained by rotating for 4 minutes with a 67S- 1 Henschel mixer FM150 (Mitsui Miike). The FRI of the obtained toner was measured and shown in Table 1.
(トナーの製造例2乃至11)
添加する無機微粉体を表1のようにB2乃至B10に換えた他は、トナーの製造例1と同様にして、トナーT2乃至T10を得た。得られたトナーのFRIを測定し、表1に示す。
(Toner Production Examples 2 to 11)
Toners T2 to T10 were obtained in the same manner as in Toner Production Example 1 except that the inorganic fine powder to be added was changed to B2 to B10 as shown in Table 1. The FRI of the obtained toner was measured and shown in Table 1.
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。 The weight average particle diameter (D4) of the toner is calculated as follows. As a measuring device, a precise particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) using a pore electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube is used. For setting the measurement conditions and analyzing the measurement data, the attached dedicated software “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used. The measurement is performed with 25,000 effective measurement channels.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、たとえば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 As the electrolytic aqueous solution used for the measurement, a special grade sodium chloride dissolved in ion exchange water to have a concentration of about 1% by mass, for example, “ISOTON II” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) can be used.
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。 Prior to measurement and analysis, the dedicated software was set as follows.
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。 On the “Change Standard Measurement Method (SOM)” screen of the dedicated software, set the total count in the control mode to 50,000 particles, set the number of measurements once, and set the Kd value to “standard particles 10.0 μm” (Beckman Coulter Set the value obtained using By pressing the “Threshold / Noise Level Measurement Button”, the threshold and noise level are automatically set. In addition, the current is set to 1600 μA, the gain is set to 2, the electrolyte is set to ISOTON II, and the “aperture tube flush after measurement” is checked.
前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the “Pulse to particle size conversion setting” screen of the dedicated software, the bin interval is set to logarithmic particle size, the particle size bin is set to 256 particle size bin, and the particle size range is set to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の、電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、トナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を、ピペットを用いて滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) About 200 ml of the electrolytic solution is placed in a glass 250 ml round bottom beaker exclusively for Multisizer 3, set on a sample stand, and the stirrer rod is stirred counterclockwise at 24 rpm. Then, dirt and bubbles in the aperture tube are removed by the “aperture flush” function of the dedicated software.
(2) About 30 ml of the electrolytic aqueous solution is put into a glass 100 ml flat bottom beaker. In this, "Contaminone N" (nonionic surfactant, anionic surfactant, 10% by weight aqueous solution of neutral detergent for pH7 precision measuring instrument cleaning, made by organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. About 0.3 ml of a diluted solution obtained by diluting 3) with ion-exchanged water is added.
(3) Two oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz are incorporated with the phase shifted by 180 degrees, and an ultrasonic disperser “Ultrasonic Dissipation System Tetora 150” (manufactured by Nikki Bios Co., Ltd.) having an electrical output of 120 W is prepared. About 3.3 l of ion-exchanged water is placed in the water tank of the ultrasonic disperser, and about 2 ml of Contaminone N is added to the water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. And the height position of a beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid level of electrolyte aqueous solution in a beaker may become the maximum.
(5) In a state where the electrolytic aqueous solution in the beaker of (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added to the electrolytic aqueous solution little by little and dispersed. Then, the ultrasonic dispersion process is continued for another 60 seconds. In ultrasonic dispersion, the temperature of the water tank is appropriately adjusted so that the water temperature is 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
(6) To the round bottom beaker (1) installed in the sample stand, the electrolyte aqueous solution (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. To do. Then, measurement is performed until the number of measured particles reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed with the dedicated software attached to the apparatus, and the weight average particle diameter (D4) is calculated. The “average diameter” on the “analysis / volume statistics (arithmetic average)” screen when the graph / volume% is set by the dedicated software is the weight average particle diameter (D4).
(トナー担持体用アクリル基含有樹脂溶液の製造例1)
撹拌機、冷却器、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを付した4つ口セパラブルフラスコに、ジプロピルアミノエチルメタクリレート(式(6))46.1質量部、ラウリルブロマイド(4級化剤)(式(7))53.9質量部、エタノール50質量部を混合し系が均一になるまで撹拌した。撹拌を続けながら、70℃まで昇温した後5時間撹拌してモノマーの4級化を行い、4級アンモニウム塩基含有モノマーである、(2−メタクリロイロキシエチル)ラウリルジプロピルアンモニウムブロマイド(式(8))を得た。得られた反応溶液を冷却した後、共重合成分として、トリデシルメタクリレート17.4質量部、溶媒としてエタノール50質量部、及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)1.0質量部を仕込み、系が均一になるまで撹拌した。撹拌を続けながら、反応系内の温度が70℃になるまで昇温し、滴下ロートに仕込んだ分を1時間かけて添加した。滴下終了後、窒素導入下還流状態でさらに5時間反応させ、さらにAIBNを0.2質量部添加した後1時間反応させた。さらに、この溶液をエタノールで希釈して固形分40%のアクリル基含有樹脂溶液F1を得た。配合比を表2に、構造を表3に示す。
(Production Example 1 of Acrylic Group-Containing Resin Solution for Toner Carrier)
In a four-neck separable flask equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer, a nitrogen inlet tube and a dropping funnel, 46.1 parts by mass of dipropylaminoethyl methacrylate (formula (6)), lauryl bromide (quaternizing agent) ) (Formula (7)) 53.9 parts by mass and 50 parts by mass of ethanol were mixed and stirred until the system was uniform. While continuing to stir, the temperature was raised to 70 ° C. and then stirred for 5 hours to quaternize the monomer, and (2-methacryloyloxyethyl) lauryldipropylammonium bromide (formula ( 8)) was obtained. After cooling the obtained reaction solution, 17.4 parts by mass of tridecyl methacrylate as a copolymer component, 50 parts by mass of ethanol as a solvent, and 1.0 part by mass of azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator And stirred until the system was uniform. While continuing the stirring, the temperature in the reaction system was raised to 70 ° C., and the portion charged in the dropping funnel was added over 1 hour. After completion of dropping, the reaction was further continued for 5 hours under reflux with introduction of nitrogen, and further 0.2 parts by mass of AIBN was added, followed by reaction for 1 hour. Further, this solution was diluted with ethanol to obtain an acrylic group-containing resin solution F1 having a solid content of 40%. The mixing ratio is shown in Table 2, and the structure is shown in Table 3.
(アクリル基含有樹脂溶液2乃至20の製造例)
以下使用する共重合成分を表4に示した成分としたこと以外は、アクリル基含有樹脂溶液F1の製造例と同様にして、アクリル基含有樹脂溶液F2乃至F20を得た。アクリル基含有樹脂溶液の構造は表3に示す。
(Production example of acrylic group-containing resin solutions 2 to 20)
Acrylic group-containing resin solutions F2 to F20 were obtained in the same manner as in the production example of the acrylic group-containing resin solution F1, except that the copolymerization components to be used below were the components shown in Table 4. The structure of the acrylic group-containing resin solution is shown in Table 3.
(トナー担持体用導電性粒子の製造例1)
石炭系重質油を熱処理することで得られたメソカーボンマイクロビーズを、洗浄・乾燥した後、アトマイザーミルで機械的に分散を行い、窒素雰囲気下において800℃で一次加熱処理を行い炭化させた。次いで、アトマイザーミルで二次分散を行った後、窒素雰囲気下において2900℃で熱処理し、さらに分級して体積平均粒径6.6μmの黒鉛粒子G1を得た。
(Production Example 1 of Conductive Particles for Toner Carrier)
Mesocarbon microbeads obtained by heat treatment of heavy coal oil were washed and dried, then mechanically dispersed with an atomizer mill, and carbonized by primary heat treatment at 800 ° C. in a nitrogen atmosphere. . Next, secondary dispersion was performed with an atomizer mill, followed by heat treatment at 2900 ° C. in a nitrogen atmosphere, and further classification to obtain graphite particles G1 having a volume average particle size of 6.6 μm.
(トナー担持体の製造例1)
以下の材料にメタノールを加え固形分40%に調整し、これをサンドミル(直径1mmのガラスビーズをメディア粒子として使用)で2時間分散した。
・結着樹脂J1 167質量部(固形分100質量部)
(アンモニア触媒使用レゾール型フェノール樹脂溶液(商品名:J−325、DIC株式会社製))
・導電性粒子G1 30質量部
・導電性粒子G2 50質量部
(カーボンブラック#5500(商品名、東海カーボン製))
・アクリル基含有樹脂F1 25質量部(固形分10質量部)
・凹凸付与粒子 60質量部
(ニカビーズICB−0520(日本カーボン株式会社;商品名)、平均粒径5.9μm)
(Production Example 1 of Toner Carrier)
Methanol was added to the following materials to adjust the solid content to 40%, and this was dispersed for 2 hours in a sand mill (using glass beads having a diameter of 1 mm as media particles).
-Binder resin J1 167 parts by mass (solid content 100 parts by mass)
(Resol type phenol resin solution using ammonia catalyst (trade name: J-325, manufactured by DIC Corporation))
-Conductive particles G1 30 parts by mass-Conductive particles G2 50 parts by mass (carbon black # 5500 (trade name, manufactured by Tokai Carbon))
・ Acrylic group-containing resin F1 25 parts by mass (solid content 10 parts by mass)
・ Roughness imparting particles 60 parts by mass (Nikabeads ICB-0520 (Nippon Carbon Co., Ltd .; trade name), average particle size 5.9 μm)
篩を用いてガラスビーズを分離した後、固形分濃度が33%になるようにメタノールを添加して、塗料を得た。 After separating the glass beads using a sieve, methanol was added so that the solid concentration was 33% to obtain a paint.
基体として、上下端部にマスキングを施した外径32.0mmφ及び24.5mmφ、算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で150℃、30分間加熱して塗布層を乾燥し硬化して基体上に樹脂層を形成しトナー担持体H1を作製した。トナー担持体H1の樹脂層の層厚は、15μmであった。表2乃至表4にトナー担持体H1の樹脂層の構成と物性を示す。 As the base, a cylindrical aluminum tube having an outer diameter of 32.0 mmφ and 24.5 mmφ with an upper and lower end masked and an arithmetic average roughness Ra of 0.2 μm was prepared. The substrate was erected vertically and rotated at a constant speed, and the paint was applied while lowering the spray gun at a constant speed. Subsequently, the coating layer was dried and cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes in a hot air drying oven to form a resin layer on the substrate, thereby producing a toner carrier H1. The layer thickness of the resin layer of the toner carrier H1 was 15 μm. Tables 2 to 4 show the structure and physical properties of the resin layer of the toner carrier H1.
(トナー担持体の製造例2乃至24)
塗料の構成をそれぞれ表2乃至表4に示したものとした以外はトナー担持体H1の製造例と同様にしてトナー担持体H2乃至H24を作製した。
(Production Examples 2 to 24 of toner carrier)
Toner carriers H2 to H24 were produced in the same manner as in the toner carrier H1 production example except that the composition of the paint was as shown in Tables 2 to 4.
〔実施例1〕
市販のモノクロ複合機iR3045(キヤノン社製)を改造し、現像時に印加される現像電界強度と周波数を自由に設定できるようにした。電界強度の調整は、交流成分のピークトゥピーク電圧を変更することによりおこなうこととした。
[Example 1]
A commercially available monochrome multifunction printer iR3045 (manufactured by Canon Inc.) was modified so that the development electric field strength and frequency applied during development can be freely set. The adjustment of the electric field intensity was performed by changing the peak-to-peak voltage of the AC component.
この装置に、本発明のトナー担持体H1を取り付け、トナーT1を用いて、通紙耐久試験をおこなった。 The toner carrier H1 of the present invention was attached to this apparatus, and a paper passing durability test was performed using the toner T1.
室内の温度と湿度を調整できる環境試験室において、15℃/10%RHの環境下で、初期設置モードにてトナーを現像器に補給したのち、電界強度と周波数を表5のように設定し、初期画像のベタ画像濃度および白地かぶりの評価と、ハーフトーンの画像評価をおこなった。 In the environmental test room where the indoor temperature and humidity can be adjusted, the toner is supplied to the developer in the initial installation mode under the environment of 15 ° C./10% RH, and the electric field strength and frequency are set as shown in Table 5. The solid image density of the initial image and the fogging on the white background were evaluated, and the halftone image was evaluated.
次に、印字面積5%の原稿を用いて1万枚の連続通紙をおこなったのち、ベタ画像濃度および白地かぶりの評価と、ハーフトーンの画像評価をおこなった。 Next, after continuously passing 10,000 sheets using a document with a printing area of 5%, solid image density and white background fogging evaluation and halftone image evaluation were performed.
次に、環境試験室内の温湿度を8時間かけて35℃/85%RHに変え、さらに40時間放置し、ベタ画像濃度および白地かぶりの評価をおこなった。 Next, the temperature / humidity in the environmental test chamber was changed to 35 ° C./85% RH over 8 hours, and was further left for 40 hours to evaluate the solid image density and the fogging on the white background.
また、通紙耐久全体を通して、その他画像欠陥や機内トナー飛散の有無を確認し、画像異常やその他の欠陥が発生した場合は、以降の試験を中止することとした。 In addition, throughout the endurance of paper passing, the presence of other image defects and in-machine toner scattering was confirmed, and if an image abnormality or other defects occurred, the subsequent tests were stopped.
ベタ画像濃度は、カラー反射濃度計(たとえばX−RITE 404A:X−Rite Co.製)にてオリジナル画像のベタ部5ヶ所を測定し平均した。 The solid image density was averaged by measuring five solid portions of the original image with a color reflection densitometer (for example, X-RITE 404A: manufactured by X-Rite Co.).
カブリは白地部分の白色度をリフレクトメーター(densitometer TC6MC:(有)東京電色技術センター)により測定し、その白色度と転写紙の白色度平均値の差からカブリ量(%)を算出した。 For the fog, the whiteness of the white background portion was measured with a reflectometer (densitometer TC6MC: Tokyo Denshoku Technical Center), and the fog amount (%) was calculated from the difference between the whiteness and the average whiteness of the transfer paper.
以上の通紙耐久試験結果より、高帯電性トナーと高い帯電付与性をもつトナー担持体を用いて高い電界強度で現像しても、チャージアップしやすい低湿環境下におけるブロッチの発生がないことと、低帯電トナーによる白地かぶりの発生がないことが確認された。 From the results of the above paper passing durability test, it is found that there is no occurrence of blotch in a low-humidity environment that is easy to charge up even when developing with a high electric field strength using a toner carrier having high chargeability and high chargeability. Thus, it was confirmed that there was no occurrence of fogging on the white background due to the low charge toner.
また、帯電量が低下しやすい高温高湿下においても帯電量分布がシャープに高いまま維持されるため、白地かぶりの発生が無く、画像濃度の変動が少ない良好な画像を得られることが確認された。 In addition, the charge distribution is maintained sharply even under high temperature and high humidity, where the charge amount tends to decrease, and it has been confirmed that a good image can be obtained with no white background fogging and little fluctuation in image density. It was.
画像濃度と白地かぶりの評価結果に5段階のランク付けをおこない、ランク3以上で合格とした。また、ハーフトーンの画像品位に3段階のランク付けをおこない、ランクB以上で合格とした。評価結果を表5に示す。 The evaluation result of the image density and the fogging on the white background was ranked in five stages, and the result was rated as rank 3 or higher. In addition, the half-tone image quality was ranked in three stages, and it was determined to be acceptable at rank B or higher. The evaluation results are shown in Table 5.
[画像濃度 評価ランク]
ランク5:反射濃度 1.40以上
ランク4:反射濃度 1.35乃至1.39
ランク3:反射濃度 1.30乃至1.34
ランク2:反射濃度 1.25乃至1.29
ランク1:反射濃度 1.24以下
[Image density evaluation rank]
Rank 5: Reflection density 1.40 or higher Rank 4: Reflection density 1.35 to 1.39
Rank 3: Reflection density 1.30 to 1.34
Rank 2: Reflection density 1.25 to 1.29
Rank 1: Reflection density 1.24 or less
[白地かぶり 評価ランク]
ランク5:かぶり 0.50%以下
ランク4:かぶり 0.51乃至1.00%
ランク3:かぶり 1.01乃至1.50%
ランク2:かぶり 1.51乃至3.00%
ランク1:かぶり 3.01%以上
[White background evaluation rank]
Rank 5: Cover 0.50% or less Rank 4: Cover 0.51 to 1.00%
Rank 3: Cover 1.01 to 1.50%
Rank 2: Fog 1.51 to 3.00%
Rank 1: Cover 3.01% or more
[ハーフトーン 評価ランク]
ランクA:画像品位 ブロッチ模様や画像乱れ等の異常なし
ランクB:画像品位 許容レベルの画像乱れ等の異常有り
ランクC:画像品位 許容できない画像異常あり
[Halftone evaluation rank]
Rank A: Image quality No abnormalities such as blotch pattern or image disturbance Rank B: Image quality Abnormality such as acceptable image disturbance Rank C: Image quality Unacceptable image abnormality
〔実施例2乃至21、および比較例1乃至16〕
表5に示すように、上記トナー担持体H2乃至H24と、上記トナーT1乃至T10用い、電界強度と周波数を変えて、実施例1と同様に評価をおこなった。評価結果を表5乃至表6に示す。
[Examples 2 to 21 and Comparative Examples 1 to 16]
As shown in Table 5, the toner carriers H2 to H24 and the toners T1 to T10 were used, and the evaluation was performed in the same manner as in Example 1 by changing the electric field strength and frequency. The evaluation results are shown in Tables 5 to 6.
以上の評価結果より、本発明の効果を確認した。 From the above evaluation results, the effect of the present invention was confirmed.
無機微粉体のFRIまたはトナーのFRIが本発明の上限値を超える比較例1乃至2では、トナーの帯電量分布がブロード化してしまい、初期設置にてブロッチが発生したため、ハーフトーンにブロッチ模様が見られた。 In Comparative Examples 1 and 2 in which the FRI of the inorganic fine powder or the FRI of the toner exceeds the upper limit value of the present invention, the toner charge amount distribution is broadened, and blotches are generated in the initial installation, so that a blotch pattern appears in the halftone. It was seen.
電界強度または帯電周波数が本発明の範囲を超える比較例3乃至6では、濃度薄または画像の乱れ、あるいは感光体リークによる白抜けが発生し、本発明の効果を発揮できなかった。 In Comparative Examples 3 to 6 in which the electric field strength or the charging frequency exceeded the range of the present invention, thinning of the density, disturbance of the image, or white spots due to the photoreceptor leak occurred, and the effects of the present invention could not be exhibited.
トナー担持体の樹脂層の樹脂構造あるいは配合が本発明の範囲を超える比較例7乃至16では、前述した如き帯電付与性の不均一や帯電付与性の低下、あるいは疎水性の低下が許容範囲を超え、本発明の効果が得られなかった。 In Comparative Examples 7 to 16 in which the resin structure or the composition of the resin layer of the toner carrier exceeds the range of the present invention, the unevenness of charge imparting property, the decrease in charge imparting property, or the decrease in hydrophobicity as described above is within an allowable range. The effect of the present invention was not obtained.
実施例1乃至21の結果が示すように、ピークトゥピークの電界強度が2.20×106V/m以上7.00×106V/m以下であり周波数が2000Hz以上4000Hz以下である交流電界を現像バイアスとしてトナー担持体に印加し、トナー担持体上に担持させたトナーにより静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像工程を有する画像形成方法であって、該トナー担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形成された樹脂層を有しており、該樹脂層は結着樹脂と、式(1)及び(2)に示されるユニットを少なくとも含有する樹脂、及び導電性粒子を少なくとも含有しており、該トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであり、該トナーは、流速指数FRIが1.50以上2.50以下であり、該無機微粉体は、流速指数FRIが0.80以上2.00以下であることを特徴とする画像形成方法であることにより、高い帯電性を持つトナーと、高い帯電付与性を持つトナー担持体を使用し、高い電界強度を書けて高画質化を図っても、使用環境や使用形態によらず良好な画像品質を得ることができる。 As shown in the results of Examples 1 to 21, the alternating current having a peak-to-peak electric field strength of 2.20 × 10 6 V / m or more and 7.00 × 10 6 V / m or less and a frequency of 2000 Hz or more and 4000 Hz or less. An image forming method comprising a developing step of applying an electric field to a toner carrier as a developing bias and developing an electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier with toner carried on the toner carrier, The toner carrier has at least a base and a resin layer formed on the surface of the base, and the resin layer contains a binder resin and at least a unit represented by formulas (1) and (2). The toner contains at least a binder resin and a colorant, and an inorganic fine powder. The toner has a flow rate index FRI of 1.5. 0 to 2.50, and the inorganic fine powder is an image forming method characterized by having a flow rate index FRI of 0.80 or more and 2.00 or less. Even if a toner carrier having a high charge imparting property is used and high electric field strength can be written to improve image quality, good image quality can be obtained regardless of the use environment or use form.
さらに、実施例9乃至14が示すように、該トナー担持体が、該結着樹脂100質量部に対して該アクリル鎖を有する樹脂が1質量部以上40質量部以下で添加され、あるいは該トナー担持体が、該アクリル鎖を有する樹脂中に含有している該ユニット(1)及び(2)のユニット組成比をそれぞれa、b、としたとき、b/(a+b)が0.50以上0.90以下であることにより、帯電付与性の高さと、帯電付与性の均一化とのバランスが最適化する。 Further, as shown in Examples 9 to 14, the toner carrier is added with 1 to 40 parts by mass of the resin having the acrylic chain with respect to 100 parts by mass of the binder resin, or the toner. When the unit composition ratios of the units (1) and (2) contained in the resin having the acrylic chain on the support are a and b, respectively, b / (a + b) is 0.50 or more and 0 .90 or less optimizes the balance between high charge imparting property and uniform charge imparting property.
さらに、実施例15乃至21が示すように、該無機微粉体は、一次粒子の個数平均径が80nm以上400nm以下であり、または、トータルエネルギーEt(100)が500mJ以上2000mJ以下であり、または、金属炭酸塩であり、または脂肪酸または脂肪酸の金属塩で表面処理されており、さらに炭酸カルシウムを主成分としていることにより、さらに好ましい結果となった。 Furthermore, as shown in Examples 15 to 21, the inorganic fine powder has a primary particle number average diameter of 80 nm to 400 nm, or a total energy Et (100) of 500 mJ to 2000 mJ, or It was a metal carbonate, or it was surface-treated with a fatty acid or a metal salt of a fatty acid, and the calcium carbonate was the main component.
501 感光ドラム、502 規制ブレード、503 トナー容器(ホッパー)、504 トナー、506 基体(金属円筒管)、507 樹脂被覆層、508 トナー担持体(現像スリーブ) 501 Photosensitive drum, 502 Regulating blade, 503 Toner container (hopper), 504 Toner, 506 Substrate (metal cylindrical tube), 507 Resin coating layer, 508 Toner carrier (developing sleeve)
Claims (8)
該トナー担持体は、少なくとも基体及び該基体表面に形成された樹脂層を有しており、該樹脂層は結着樹脂と、下式(1)及び(2)に示されるユニットを少なくとも含有する樹脂、及び導電性粒子を少なくとも含有しており、
該トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と無機微粉体を含有するトナーであり、該トナーは流速指数FRIが1.50以上2.50以下であり、該無機微粉体は流速指数FRIが0.80以上2.00以下であることを特徴とする画像形成方法。
The toner carrier has at least a substrate and a resin layer formed on the surface of the substrate, and the resin layer contains at least a binder resin and units represented by the following formulas (1) and (2). Containing at least a resin and conductive particles,
The toner is a toner containing at least a toner particle containing a binder resin and a colorant and an inorganic fine powder, and the toner has a flow rate index FRI of 1.50 or more and 2.50 or less. An image forming method, wherein the flow velocity index FRI is 0.80 or more and 2.00 or less.
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