JP3698203B2 - Negatively charged toner and method for producing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法等により画像形成を行う画像形成装置に用いられ、この画像形成装置の潜像担持体上の静電潜像を現像するための一成分非磁性トナーおよびその製造方法の技術分野に属し、特に、トナー母粒子に対して負帯電性を有する外添剤が少なくとも添加されてなる一成分非磁性トナーである負帯電トナーおよびその製造方法の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に用いられるトナーとしては、一般的には二成分トナーが知られ、比較的安定した現像を可能とするが、現像剤と磁性キャリアとの混合比の変動が発生しやすく、その維持管理をする必要がある。そのため、一成分非磁性トナーが開発されている。この一成分非磁性トナーとしては、一成分磁性トナーが開発されているものの、磁性材料の不透明性から鮮明なカラー画像を得られないという問題がある。そこで、従来、カラートナーとして一成分非磁性トナーである負帯電トナーが開発されている。
【0003】
ところで、画像形成装置に用いられるトナーにおいては、帯電安定性、流動性、耐久安定性等を向上させることを目的として、従来、トナー母粒子に外添剤の微粒子を外添させる表面処理が行われている。
【0004】
従来、トナー用の外添剤として、トナー母粒子に負極性を付与する負帯電性を有する二酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)および酸化チタン(チタニア)を単独または複数種組み合わせて使用することが知られている。この場合、それぞれの外添剤はそれらの有する特徴を活かすために、単独よりも複数種組み合わせて使用するのが一般的である。
【0005】
しかし、このように複数種の外添剤を単に組み合わせて使用したトナーであっても、次のような問題がある。すなわち、
▲1▼ トナーに外添剤を添加しても帯電量分布が存在するため、負帯電用トナーであっても正に帯電したトナーの発生は避けきれなかった。その結果、負帯電反転現像で作像する画像形成装置では、潜像担持体(感光体)の非画像部にトナーが付着するため、クリーニングトナー量が増大してしまう。また、印字枚数が増すに従い、トナー表面上の外添剤が埋没するため、実質上有効に機能する外添剤の量が減少して、カブリトナー量が更に増えると同時に、トナーの帯電量が低下してトナー飛散が発生してしまう。
▲2▼ トナーの劣化防止のために、シリカを多量に添加してトナーの流動性を維持しようとすると、流動性は改善されるが、定着性が低下してしまう。
▲3▼ シリカを増やすと、トナーの負帯電能力が高くなり過ぎて印字画像濃度が低下するため、比較的低電気抵抗のチタニアやアルミナを添加しているが、一般にチタニアやアルミナは一次粒子径が小さいため、印字枚数が増えるとトナー母粒子中に埋没し、それらの効果が発揮できなくなってしまう。
▲4▼ 良好なフルカラートナーを得るために、逆転写トナーの発生を可能な限り抑制することが求められる。
【0006】
そこで、アナターゼ型酸化チタンを含有し、シランカップリング剤で処理されている処理層を有するルチル型酸化チタンを外添剤として用い、紡錘形状のルチル型酸化チタンでトナー母粒子に付着した酸化チタンがこのトナー母粒子内に埋没しないようにし、またシランカップリング剤との親和性がよいアナターゼ型酸化チタンでトナー母粒子にシランカップリング剤の均一な被膜を得ることにより、帯電分布が均一で、摩擦帯電性を低下させることなく安定した帯電特性を得るとともに、環境依存性、流動性および耐ケーキング性を向上させることが特開2000−128534号公報において提案されている。この公開公報に開示されているトナーによれば、前述の諸問題▲1▼〜▲4▼がある程度解決することができる。
【0007】
また、トナーの外添剤として疎水性シリカにルチル/アナターゼ混晶型酸化チタンを添加することにより、フルカラー画像において、色再現性、透明性を損なうことなく、トナーの流動性を高め、温度・湿度の環境に左右されずに安定した摩擦帯電性を得るとともに、トナー飛散を防止して非画像部へのトナーのカブリを防止することが特開2001−83732号公報において提案されている。この公開公報に開示されているトナーによっても、前述の諸問題▲1▼〜▲3▼がある程度解決することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の各公開公報のトナーでは、ルチル型酸化チタンにより酸化チタンがトナー母粒子内に埋没することを抑制して安定した帯電特性をある程度得ることができるとともに、アナターゼ型酸化チタンにより流動性および環境依存性をともに向上させることができるものの、外添剤としてルチル/アナターゼ型酸化チタンを単に用いているだけであるので、ルチル/アナターゼ型酸化チタンの特性、つまりトナー母粒子内へ埋没し難い特質と電荷調整機能をより効果的に活かしているとは言えず、得られる安定した帯電特性、流動性の向上および環境依存性の向上にも限度があることが考えられる。すなわち、前述の諸問題▲1▼〜▲4▼をより効果的に解決するために、トナーの更なる改良が求められる。
【0009】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は非画像部のトナーのカブリをより一層少なくできるとともに転写効率を更に向上でき、しかも、帯電特性をより一層安定にできる負帯電トナーおよびその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、フルカラートナーとして使用したときに逆転写トナーの発生をより効果的に抑制できるとともに画像濃度をより均一にかつより一層長期にわたって維持できる負帯電トナーおよびその製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項1の発明の負帯電トナーは、トナー母粒子に対して負帯電性を有し、かつ全体の仕事関数が前記トナー母粒子の仕事関数より小さく設定されている疎水性の負帯電性外添剤が少なくとも添加されてなる負帯電トナーにおいて、前記トナー母粒子に対して正帯電性を有するアミノシランで表面処理され、かつ全体の仕事関数が前記トナー母粒子の仕事関数より小さく設定されている疎水性の正帯電性外添剤が添加されており、前記負帯電性外添剤がヘキサメチルジシランで表面処理された疎水性の負帯電性シリカであり、また前記正帯電性外添剤は疎水性の正帯電性シリカであり、前記トナー母粒子の仕事関数と略同一かまたは前記トナー母粒子の仕事関数より大きい仕事関数を有し、シランカップリング処理された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが添加されており、前記疎水性の負帯電性シリカが前記疎水性の正帯電性シリカと前記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとの合計量より多く添加されていることを特徴としている。
【0011】
また、請求項2の発明は、前記疎水性の負帯電性シリカが、平均一次粒子径が小粒子径の負帯電性シリカと平均一次粒子径が前記小粒子径より大粒子径の負帯電性シリカとからなり、前記疎水性の正帯電性シリカは、平均一次粒子径が前記大粒子径の負帯電性シリカと同一またはほぼ同一であることを特徴としている。
【0012】
更に、請求項3の発明の負帯電トナーの製造方法は、最初に前記トナー母粒子と前記大小粒子径の負帯電性シリカとを混合し、次いでこれらの混合物に前記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを添加して混合し、更に前記正帯電性シリカを混合することにより、前記負帯電トナーを製造することを特徴としている。
【0013】
更に、請求項5の発明は、前記疎水性の負帯電性シリカが、平均一次粒子径が小粒子径の負帯電性シリカと平均一次粒子径が前記小粒子径より大粒子径の負帯電性シリカとからなり、前記疎水性の正帯電性シリカが、平均一次粒子径が前記大粒子径の負帯電性シリカと同一またはほぼ同一であることを特徴としている。
【0014】
更に、請求項6の発明は、前記疎水性の正帯電性シリカの量は前記疎水性の負帯電性シリカの総重量の30重量%以下に設定されていることを特徴としている。
更に、請求項7の発明は、粉砕法により作製された前記トナー母粒子を用いた粉砕法トナーまたは重合法により作製された前記トナー母粒子を用いた重合法トナーであることを特徴としている。
【0015】
更に、請求項8の発明は、円形度が0.91以上であることを特徴としている。
更に、請求項9の発明は、個数基準の50%径(D50)が9μm以下であることを特徴としている。
【0016】
更に、請求項10の発明の負帯電トナーの製造方法は、最初に前記トナー母粒子と前記大小粒子径の負帯電性シリカとを混合し、次いでこれらの混合物に前記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを添加して混合し、更に前記正帯電性シリカを混合することにより、前記負帯電トナーを製造することを特徴としている。
【0017】
【作用】
このように構成された本発明の負帯電トナーにおいては、疎水性の負帯電性外添剤が少なくとも添加されたトナー母粒子に対して、このトナー母粒子に対して正帯電性を有する材料で表面処理され、かつ全体の仕事関数がトナー母粒子の仕事関数より小さく設定されている疎水性の正帯電性外添剤を添加することで、疎水性の負帯電性外添剤および疎水性の正帯電性外添剤の各仕事関数がトナー母粒子の仕事関数より小さいので、負帯電性外添剤および正帯電性外添剤がともにトナー母粒子の表面に直接付着するようになる。
【0018】
これにより、正帯電性外添剤がマイクロキャリヤの機能を発揮するため、トナー母粒子の帯電の立ち上がりが早くなり、逆転写トナーおよびカブリが効果的に抑制されるようになる。
【0019】
また、疎水性の負帯電性シリカが疎水性の正帯電性シリカおよび疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンと併用されることにより、負帯電性シリカおよび正帯電性シリカの各仕事関数がトナー母粒子の仕事関数より小さいので、疎水性の負帯電性シリカおよび疎水性の正帯電性シリカがトナー母粒子に直接付着するようになり、また、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの仕事関数がトナー母粒子の仕事関数と略同一でありかつ疎水性の負帯電性シリカの仕事関数より大きいので、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンはトナー母粒子に付着した疎水性の負帯電性シリカに付着する形でトナー母粒子の表面に付着するようになる。
【0020】
したがって、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有するトナー母粒子に埋没し難い特質と電荷調整機能とがより効果的に活かされるようになり、疎水性の負帯電性シリカの有する負帯電性能および流動性という固有の特性と、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有する比較的低抵抗でかつ負の過帯電防止特性という固有の特性とが相乗された機能がトナー母粒子に付与される。これにより、負帯電トナーはその流動性低下が防止されるとともに、負の過帯電が防止されることからより良好な負帯電特性を有するようになり、その結果、逆転写トナーの発生およびカブリが更に効果的に抑制される。
【0021】
しかも、平均一次粒子径の異なる2種類の疎水性の負帯電性シリカを用いることで、小粒子径の負帯電性シリカがトナー母粒子に埋没し、この負帯電性シリカの仕事関数より大きい仕事関数の疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが仕事関数差による接触電位差で埋没した負帯電性シリカに固着してトナー母粒子から遊離することが少なくなり、かつ大粒子径の疎水性の負帯電性シリカおよび大粒子径の疎水性の正帯電性シリカがトナー母粒子の表面に固着していることから、トナー母粒子の表面が大小粒子径の疎水性の負帯電性シリカ、疎水性の正帯電性シリカおよび疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンによりまんべんなく覆われるようになり、負帯電トナーはその負帯電がより一層長期にわたり安定し、連続印字におけるより安定した画像品質を与えるようになる。特に、少なくとも平均一次粒子が小粒子径である疎水性の負帯電性シリカを、疎水性の正帯電性シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとの合計量より多く添加することで、負帯電トナーの負帯電がより一層長期にわたり安定する。
したがって、非画像部のカブリがより一層抑制されるとともに転写効率が更に向上し、更に逆転写トナーの発生がより効果的に抑制されるようになる。
【0022】
更に、流動化剤である正帯電性シリカを添加する場合には、大粒子径の正帯電性シリカを使用した方が小粒子径の正帯電性シリカを使用した場合に比べて定着性を低下させることがなく、カブリや逆転写トナーも少なくなる。
【0023】
更に、粉砕法トナーおよび重合法トナーを問わず、トナー粒子径を小さくすると疎水性の負帯電性シリカの添加量を増大する必要があるが、疎水性の負帯電性シリカの添加量を増大すると、トナーの帯電量が初期では大きくなり過ぎるばかりでなく、印字が進むに連れて小粒子径の疎水性の負帯電性シリカの埋没または飛散により、疎水性の負帯電性シリカの有効表面量が減少し、トナーの帯電量が低下する。このため、逆転写トナーや画像濃度の変動、あるいはカブリ量が増えるばかりでなく、トナー消費量が増加する傾向となるが、本発明の負帯電トナーでは、大小2種の粒子径の疎水性の負帯電性シリカ、疎水性の正帯電性シリカ、および疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを併用することで、疎水性の負帯電性シリカの量を少なくできるので、逆転写トナー、画像濃度の変動、および非画像部のカブリがより効果的に抑制されるようになる。
【0024】
したがって、逆転写トナーの発生がより効果的に抑制されることから、本発明の負帯電トナーをフルカラートナーとして使用したときに、画像濃度がより均一にかつより一層長期にわたって維持される。これにより、高品質のフルカラーの画像が長期にわたって得られる。
【0025】
更に、本発明の負帯電トナーの製造方法においては、最初にトナー母粒子と大小粒子径の負帯電性シリカとを混合し、次いでこれらの混合物に疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを添加して混合し、更に正帯電性シリカを混合することにより、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンはトナー母粒子に付着した疎水性の負帯電性シリカに付着する形でトナー母粒子の表面に確実に付着するとともに、正帯電性シリカがトナー母粒子の表面に直接付着するようになる。これにより、逆転写トナー、カブリトナー、および画像濃度の変動が効果的に抑制できる本発明の負帯電トナーが確実に製造されるようになる。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明にかかる負帯電トナーの実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図1に示すように、この例の負帯電トナー8は一成分非磁性トナーであり、トナー母粒子8aに外添剤12が外添されて構成されている。外添剤12には、平均一次粒子径が小、大2種類の粒子径の疎水性の負帯電性シリカ(SiO2)13,14、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン(TiO2)15、および大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ14と同径またはほぼ同径の疎水性の正帯電性シリカ(SiO2)16がそれぞれ使用されている。
【0027】
小粒子径の疎水性の負帯電性シリカ13の平均一次粒子径は20nm以下、好ましくは7〜16nm(この表記法は7nm〜16nmの意味である。他の単位の場合も同じである)であり、また大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ14の平均一次粒子径は30nm以上、好ましくは40〜50nmに設定されている。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15はルチル型酸化チタンとアナターゼ型酸化チタンとが所定の混晶比で用いられており、例えば前述の特開2000−128534号公報に開示されている製造方法により製造することができる。この疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15は紡錘形状を呈しており、その長軸径が0.02〜0.10μmであるとともに、長軸と短軸との軸径比が2〜8に設定されている。更に、疎水性性帯電性シリカ16の平均一次粒子径は、前述の大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ14の粒子径と同一またはほぼ同一であり、30nm以上、好ましくは40〜50nmに設定されている。
【0028】
この例の負帯電トナー8では、トナー母粒子8aの仕事関数(例示は後述)より小さい仕事関数(例示は後述)を有する疎水性の負帯電性シリカ13,14によりトナー母粒子8aは負の帯電性が付与されているとともに、トナー母粒子8aの仕事関数より大きいかあるいはトナー母粒子8aの仕事関数と略同一(仕事関数差が0.25eV以内)である仕事関数(例示は後述)を有する疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15を混合使用することで、トナー母粒子8aの過帯電が防止されている。
【0029】
また、疎水性の正帯電性シリカ16は、例えばアミノシラン等の材料で正帯電性に表面処理され、かつその全体の仕事関数がトナー母粒子8aの仕事関数より小さく設定されている。この疎水性の正帯電性シリカ16により、トナー母粒子8aに正帯電が付与されている。
【0030】
仕事関数(Φ)は、表面分析装置(理研計器(株)製AC−2)により、照射光量500nWで測定されるものであり、その物質から電子を取り出すために必要なエネルギーであり、仕事関数が小さいほど電子を出しやすく、大きい程電子を出しにくい。そのため、仕事関数の小さい物質と大きい物質を接触させると、仕事関数の小さい物質は正に、仕事関数の大きい物質は負に帯電するものであるが、仕事関数自体としてはその物質から電子を取り出すためのエネルギー(eV)として数値化されるものである。
【0031】
このように構成されたこの例の負帯電トナー8に用いられるトナー母粒子は粉砕法および重合法のいずれの方法でも作製することができ、以下、その作製について説明する。
【0032】
まず、粉砕法によるトナー母粒子を用いた負帯電トナー(以下、粉砕法トナーという)8の作製について説明する。
粉砕法トナー8は、樹脂バインダーに顔料、離型剤、荷電制御剤をヘンシェルミキサーで均一混合した後、2軸押し出し機で熔融・混練され、冷却後、粗粉砕−微粉砕工程を経て、分級処理されて得られたトナー母粒子8aに、さらに、外添剤である流動性改良剤が外添されてトナーとされる。
【0033】
バインダー樹脂としては、公知のトナー用樹脂が使用可能であり、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は混合して使用できる。特に本発明においては、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。本発明にあってはバインダー樹脂としてはガラス転移温度が50〜75℃、フロー軟化温度が100〜150℃の範囲が好ましい。
【0034】
着色剤としては、公知のトナー用着色剤が使用可能である。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6G、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド184、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・ブルー5:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の染料および顔料を単独あるいは混合して使用できる。
【0035】
離型剤としては、公知のトナー用離型剤が使用可能である。例えば、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。
【0036】
荷電調整剤としては、公知のトナー用荷電調整剤が使用可能である。例えば、オイルブラック、オイルブラックBY、ボントロンS−22(オリエント化学工業(株)製)、ボントロンS−34(オリエント化学工業(株)製)、サリチル酸金属錯体E−81(オリエント化学工業(株)製)、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックTRH(保土ヶ谷化学工業(株)製)、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素4級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系金属錯体、芳香族ジカルボン酸系金属錯体、多糖類等が挙げられる。中でもカラートナー用には無色ないしは白色のものが好ましい。
【0037】
外添剤である流動性改良剤としては、少なくとも、前述の小粒子径の疎水性の負帯電性シリカ13、前述の大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ14、前述の疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15、および大粒子径の負帯電性シリカ14と同一またはほぼ同一の大粒子径の正帯電性シリカ16がそれぞれ用いられる。なお、これらに、更に他の公知の無機および有機のトナー用流動性改良剤を1種以上混合使用することも可能である。他の公知の無機および有機のトナー用流動性改良剤としては、例えば、アルミナ、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、マグネタイト、二硫化モリブデン、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウム等のチタン酸金属塩、ケイ素金属塩の各微粒子を使用することができる。これらの微粒子はシランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましい。その他の樹脂微粒子の例としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【0038】
粉砕法トナー8における成分比(重量比)を表1に示す。
【0039】
【表1】

Figure 0003698203
【0040】
表1に示すとおり、バインダー樹脂100重量部に対して、着色剤は0.5〜15重量部、好ましくは1〜10重量部であり、また、離型剤は1〜10重量部、好ましくは2.5〜8重量部であり、更に、荷電制御剤は0.1〜7重量部、好ましくは0.5〜5重量部であり、更に、流動性改良剤は0.1〜5重量部、好ましくは0.5〜4重量部である。
【0041】
この例の粉砕法トナー8にあっては、転写効率の向上を目的として、球形化処理により円形度をアップさせることがよい。粉砕法トナー8の円形度をアップさせるためには、
(A) 粉砕工程で、比較的丸い球状で粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるターボミル(川崎重工(株)製)を使用すれば円形度は0.93まで可能である。
または、
(B) 粉砕したトナーを市販の熱風球形化装置サーフュージングシステムSFS−3型(日本ニューマチック工業(株)製)を使用すれば円形度は1.00まで可能である。
【0042】
この例の粉砕法トナー8の望ましい円形度(球状化係数)は0.91以上であり、これにより良好な転写効率が得られる。そして、円形度は0.97まではクリーニングブレードにより、それ以上ではブラシクリーニングを併用することでクリーニングすることができる。
【0043】
また、このようにして得られる粉砕法トナー8としては、個数基準の50%径である平均粒子径(D50)が9μm以下、好ましくは4.5〜8μmに設定される。これにより、粉砕法トナー8の粒子径が比較的小粒子径となり、この小粒子径トナーに外添剤として疎水性の負帯電性シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとを併用することで、疎水性の負帯電性シリカの量を、従来のシリカ微粒子を単独用いた場合の疎水性の負帯電性シリカの量よりも少なくすることができるので、定着性が向上する。
なお、本発明におけるトナー粒子等における平均粒子径と円形度は、シスメックス株式会社製のFPIA2100で測定する値である。
【0044】
更に、この粉砕法トナー8にあっては、外添剤の総量(重量)がトナー母粒子の重量に対して0.5重量%以上4.0重量%以下に設定されるが、好ましくは、1.0重量%から3.5重量%の範囲に設定するのがよい。これにより、粉砕法トナー8をフルカラートナーとして使用したときに逆転写トナーの発生を抑える効果を発現することができる。なお、外添剤を総量で4.0重量%以上添加すると、トナー表面より飛散したり、定着性を悪化させる要因となる。
【0045】
次に、重合法によるトナー母粒子を用いたトナー(以下、重合法トナーという)8の作製について説明する。
重合法トナー8としては、懸濁重合法、乳化重合法等がある。懸濁重合法においては、重合性単量体(モノマー)、着色顔料、離型剤とを、必要により更に、染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した混合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤(水溶性高分子、難水溶性無機物質)を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズを有する着色重合トナー粒子を形成することができる。
【0046】
また、乳化重合法においては、単量体と離型剤を必要により更に重合開始剤、乳化剤(界面活性剤)などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤と凝集剤(電解質)等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子を形成することができる。
重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動性改良剤に関しては、上記の粉砕トナーと同様の材料が使用できる。
【0047】
重合性単量体(モノマー)としては、公知のビニル系モノマーが使用可能であり、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。なお、フッ素含有モノマーとしては例えば2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、四フッ化エチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので使用が可能である。
【0048】
乳化剤(界面活性剤)としては公知のものが使用可能である。例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。
【0049】
重合開始剤としては、公知のものが使用可能である。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、4,4’−アゾビスシアノ吉草酸、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。
【0050】
凝集剤(電解質)としては、公知のものが使用可能である。例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。
【0051】
乳化重合法トナー8における成分比(重量)を表2に示す。
【0052】
【表2】
Figure 0003698203
【0053】
表2に示すとおり、重合性モノマー100重量部に対して、重合開始剤は0.03〜2、好ましくは0.1〜1重量部であり、また、界面活性剤0.01〜0.1重量部であり、更に、離型剤は1〜40重量部、好ましくは2〜35重量部であり、更に、荷電制御剤は0.1〜7重量部、好ましくは0.5〜5重量部であり、着色剤は1〜20重量部、好ましくは3〜10重量部であり、更に、凝集剤(電解質)は0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜2重量部である。
【0054】
この例の重合法トナー8にあっても、転写効率の向上を目的として、球形化処理により円形度をアップさせることがよい。重合法トナー8の円形度の調節法としては、
(A) 乳化重合法は2次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は0.94〜1.00である。
また、
(B) 懸濁重合法では、真球のトナーが可能であるため、円形度は0.98〜1.00の範囲となる。また、円形度を調節するためにトナーのTg温度以上で加熱変形させることで、円形度を0.94〜0.98まで自由に調節することが可能となる。
【0055】
重合法トナー8は上記の方法以外の分散重合法でも作ることができ、例えば特開平63−304002号公報に開示されている方法でも作製できる。この場合には、形状が真球に近い形となるため、形状を制御するには、例えばトナーのTg温度以上で加圧し、所望のトナー形状にすることができる。
【0056】
前述の粉砕法トナー8の場合と同様に、この例の重合法トナー8の望ましい円形度(球状化係数)は0.95以上であり、円形度が0.97まではクリーニングブレードにより、それ以上ではブラシクリーニングを併用することでクリーニングすることができる。
【0057】
このようにして得られる重合法トナー8においても、個数基準の50%径である平均粒子径(D50)が9μm以下、好ましくは4.5〜8μmに設定される。これにより、重合法トナー8の粒子径が比較的小粒子径となり、この小粒子径トナーに外添剤として疎水性の負帯電性シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとを併用することで、疎水性の負帯電性シリカの量を、従来のシリカ微粒子を単独用いた場合の疎水性の負帯電性シリカの量よりも少なくすることができるので、定着性が向上する。
なお、この重合法トナー8の場合にも、トナー粒子等における平均粒子径と円形度は、シスメックス株式会社製のFPIA2100で測定する値である。
【0058】
更に、この重合法トナー8にあっても、前述の粉砕法トナーと同様に、外添剤の総量(重量)がトナー母粒子の重量に対して0.5重量%以上4.0重量%以下に設定されるが、好ましくは、1.0重量%から3.5重量%の範囲に設定するのがよい。これにより、重合法トナー8をフルカラートナーとして使用したときに逆転写トナーの発生を抑える効果を発現することができる。なお、外添剤を総量で4.0重量%以上添加すると、トナー表面より遊離したり、定着性を悪化させる要因となる。
【0059】
このように構成されたこの例の負帯電トナー8においては、重合法トナーおよび粉砕法トナーのいずれでも、図2に示すように小粒子径の疎水性の負帯電性シリカ13がトナー母粒子8aに埋没し易くなる。この疎水性の負帯電性シリカ13の仕事関数より大きい仕事関数の疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15が仕事関数差による接触電位差で埋没疎水性の負帯電性シリカ13に固着してトナー母粒子8aから遊離することが少なくなり、かつ大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ14および大粒子径の疎水性の正帯電性シリカ16がトナー母粒子8aの表面に固着していることから、トナー母粒子8aの表面が疎水性の負帯電性シリカ13,14、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15、および疎水性の正帯電性シリカ16によりまんべんなく覆われるようになる。
【0060】
したがって、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15の有するトナー母粒子8aに埋没し難い特質と電荷調整機能とがより効果的に活かすことができるようになり、疎水性の負帯電性シリカ13,14の有する負帯電性能および流動性という固有の特性と、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15の有する比較的低抵抗でかつ負の過帯電防止特性という固有の特性とが相乗された機能をトナー母粒子8aに付与することができる。これにより、負帯電トナー8の流動性低下を防止できるとともに負の過帯電を防止できることから、より良好な負帯電特性を得ることができるようになり、その結果、逆転写トナーの発生およびカブリを効果的に抑制することができる。したがって、負帯電トナー8はその負帯電がより一層長期にわたり安定し、連続印字における安定した画像品質を与えるようになる。
【0061】
更に、これに加えて、大粒子径の正帯電性シリカ16がマイクロキャリヤの機能を発揮するため、トナー母粒子8aの帯電の立ち上がりを早くできる。これにより、逆転写トナーおよびカブリが更に一層効果的に抑制されるようになる。
特に、大粒子径の正帯電性シリカ16の添加量(重量)は、疎水性の負帯電性シリカ13,14の総添加重量の30%以下に設定することが、疎水性の負帯電性シリカ13,14の前述の機能を損なわなく、大粒子径の正帯電性シリカ16の機能を効果的に発揮できるので、好ましい。
【0062】
また、疎水性の負帯電性シリカ13,14の合計量(重量)を疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン15および疎水性の正帯電性シリカ16の合計量(重量)より多く添加することで、負帯電トナー8の負帯電がより一層長期にわたり安定する。したがって、非画像部のカブリがより一層抑制されるとともに転写効率が更に向上し、更に逆転写トナーの発生がより効果的に抑制されるようになる。
【0063】
更に、同じ量の流動化剤を添加しても、大粒子径の正帯電性シリカ16を使用した方が小粒子径の正帯電性シリカを使用した場合に比べて定着性を低下させることがなく、カブリや逆転写トナーも少なくなる。
【0064】
図3は、この例の負帯電トナー8を用いた非接触一成分現像方式の一例を模式的に示す図であり、図4は、この例の負帯電トナー8を用いた接触一成分現像方式の一例を模式的に示す図である。図3および図4中、1は有機感光体、2はコロナ帯電器、3は露光、4はクリーニングブレード、5は転写ローラ、6は供給ローラ、7は規制ブレード、8は負帯電トナー、9は転写材、10は現像ローラであり、Lは非接触一成分現像プロセスにおける現像ギャップである。
【0065】
有機感光体1としては、有機感光層が単層の有機単層型でもよいし、有機感光層が多層の有機積層型でもよい。
有機積層型感光体1は、図5(a)に示すように導電性支持体1a上に、下引き層1bを介して、電荷発生層1cおよび電荷輸送層1dからなる感光層を順次積層したものである。
【0066】
導電性支持体1aとしては、公知の導電性支持体が使用可能であり、例えば体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム合金に切削等の加工を施した管状物やポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与した管状物、導電性ポリイミド樹脂を形成してなる管状物とから形成することができる。なお、他の形状例としては、ベルト状、板状、シート状支持体等が例示でき、また、他の材料、形状例として、ニッケル電鋳管やステンレス管などをシームレスにした金属ベルト等も好適に使用することができる。
【0067】
導電性支持体1a上に設けられる下引き層1bとしては公知の下引き層が使用可能である。例えば、下引き層1bは接着性を向上させ、モワレを防止し、上層の電荷発生層1cの塗工性を改良、露光時の残留電位を低減させるなどの目的で設けられる。下引き層1bに使用する樹脂はその上に電荷発生層1cを有する感光層を塗工する関係上、感光層に使用する溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。使用可能な樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、酢酸ビニル、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等であり、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。また、これらの樹脂に二酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物を含有させてもよい。
【0068】
電荷発生層1cにおける電荷発生顔料としては、公知の材料が使用可能である。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生顔料は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0069】
電荷発生層1cにおけるバインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。バインダー樹脂と前記電荷発生物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂100重量部に対して、10〜1000重量部の範囲で用いられる。
【0070】
電荷輸送層1dを構成する電荷輸送物質としては公知の材料が使用可能であり、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、パラジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0071】
正孔輸送物質としては、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フェナジン化合物、ベンゾフラン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン化合物、スチリル化合物およびこれらの化合物の誘導体が挙げられる。これらの電子供与性物質は単独または2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0072】
電荷輸送層1d中には、これらの物質の劣化防止のために酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤などを含有することもできる。
電荷輸送層1dにおけるバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂などを用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、溶解性、塗料としての安定性の点でポリカーボネートが好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂100重量部に対して25〜300重量部の範囲で用いられる。
【0073】
電荷発生層1c、電荷輸送層1dを形成するためには、塗布液を使用するとよく、溶剤はバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル類等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロルエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、あるいはベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロルベンゼン等の芳香族類等を用いることができる。
また、電荷発生顔料の分散には、サンドミル、ボールミル、アトライター、遊星式ミル等の機械式の方法を用いて分散と混合を行うとよい。
【0074】
下引き層1b、電荷発生層1cおよび電荷輸送層1dの塗工法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スピンコーティング、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、エアナイフコーティング法等の方法を用いる。また、塗工後の乾燥は常温乾燥後、30〜200℃の温度で30から120分間加熱乾燥することが好ましい。これらの乾燥後の膜厚は電荷発生層1cでは、0.05〜10μmの範囲、好ましくは0.1〜3μmである。また、電荷輸送層1dでは5〜50μmの範囲、好ましくは10〜40μmである。
【0075】
また、有機単層型感光体1は、図5(b)に示すように上述した有機積層型感光体1において説明した導電性支持体1a上に、同様の下引き層1bを介して、電荷発生剤、電荷輸送剤、増感剤等とバインダー、溶媒等からなる単層有機感光層1eを塗布形成することにより作製される。有機負帯電単層型感光体については、例えば特開2000−19746号公報に開示されている方法に準じて作製するとよい。
【0076】
単層有機感光層1eにおける電荷発生剤としてはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、キノシアトン系顔料、インジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、キナクリドン系顔料が挙げられ、好ましくはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料である。電荷輸送剤としてはヒドラゾン系、スチルベン系、フェニルアミン系、アリールアミン系、ジフェニルブタジエン系、オキサゾール系等の有機正孔輸送化合物が例示され、また、増感剤としては各種の電子吸引性有機化合物であって電子輸送剤としても知られているパラジフェノキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、クロラニル等が例示される。バインダーとしてはポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が例示される。
【0077】
各成分の組成比は、バインダー40〜75重量%、電荷発生剤0.5〜20重量%、電荷輸送剤10〜50重量%、増感剤0.5〜30重量%であり、好ましくはバインダー45〜65重量%、電荷発生剤1〜20重量%、電荷輸送剤20〜40重量%、増感剤2〜25重量%である。溶剤としては、下引き層に対して、溶解性を有しない溶媒が好ましく、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が例示される。
【0078】
各成分は、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター、ペイントコンディショナー等の攪拌装置で粉砕・分散混合され、塗布液とされる。塗布液は、下引き層上にディップコート、リングコート、スプレーコート等により乾燥後の膜厚15〜40μm、好ましくは20〜35μmで塗布・乾燥されて単層有機感光体層1eとされる。
【0079】
そして、このように構成された有機感光体1は直径24〜86mmで表面速度60〜300mm/sで回転する感光体ドラムであり、コロナ帯電器2によりその表面が均一に負帯電された後、記録すべき情報に応じた露光3が行なわれることにより、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。
【0080】
現像ローラ11を有する現像器10は、一成分現像器10であり、有機感光体1上に負帯電トナー8を供給することで有機感光体1における静電潜像を反転現像し、可視像化するものである。現像器10には、負帯電トナー8が収納されており、図3に示すように反時計方向で回転する供給ローラ6によりトナーを現像ローラ11に供給する。現像ローラ11は図示のごとく反時計方向に回転し、供給ローラ6により搬送されたトナー8をその表面に吸着した状態で、時計方向に回転する有機感光体1との接触部に搬送し、有機感光体1上の静電潜像を可視像化する。
【0081】
現像ローラ11は、例えば直径16〜24mmで、金属製のパイプにメッキやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にNBR、SBR、EPDM、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる体積抵抗値104 〜108 Ω・cm、硬度が40〜70°(アスカーA硬度)の導電性弾性体層が形成されたもので、このパイプのシャフトや中心軸を介して、図示していない電源より現像バイアス電圧が印加される。
【0082】
規制ブレード7としてはSUS、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップの貼り合わせたもの等が使用されるが、現像ローラ11に対して図示しないスプリング等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧20〜60gf/cmで押圧され、現像ローラ11上のトナー層厚を5〜20μm、好ましくは6〜15μm、トナー粒子の積層形態としては略1〜2層、好ましくは1〜1.8層とされるとよい。
【0083】
非接触現像方式の画像形成装置では、現像ローラ11と有機感光体1とを現像ギャップLを介して対向させるものであるが、現像ギャップLとしては100〜350μmとするとよく、また、図示しないが直流電圧(DC)の現像バイアスとしては−200〜−500Vであり、これに重畳する交流電圧(AC)としては1.5〜3.5kHz、P−P電圧1000〜1800Vの条件とするとよい。また、非接触現像方式にあって、反時計方向に回転する現像ローラ11の周速としては、時計方向に回転する有機感光体1に対して1.0〜2.5、好ましくは1.2〜2.2の周速比とするとよい。
【0084】
現像ローラ11は図示のごとく反時計方向に回転し、供給ローラ6により搬送された負帯電トナー8をその表面に吸着した状態で有機感光体1との対向部に負帯電トナー8を搬送するが、有機感光体1と現像ローラ11との対向部において、交流電圧を重畳して印加することにより、負帯電トナー8は現像ローラ11表面と有機感光体1表面との間で振動することにより現像される。本発明にあっては、交流電圧の印加により現像ローラ11表面と有機感光体1表面との間でトナー8が振動する間にトナー粒子と現像ローラ11表面とが接触させることができるので、これによっても、小粒子径の正帯電トナーを負帯電させることができ、カブリトナーを減少させることができるものと考えられる。
【0085】
また、紙等の転写材9や中間転写媒体(図3には不図示;後述する図5に図示)は可視像化された有機感光体1と転写ローラ5との間に送られるが、転写ローラ5による有機感光体1への押し圧荷重を、接触現像方式と同程度の20〜70gf/cm、好ましくは25〜50gf/cmとするとよい。
【0086】
図3に示す非接触現像プロセスおよび図4に示す非接触現像プロセスを、それぞれイエローY、シアンC、マゼンタM、ブラックKからなる4色のトナー(現像剤)による現像器と感光体1を組み合わせれば、フルカラー画像を形成することのできるフルカラー画像形成装置となる。このフルカラー画像形成装置としては、図6に示す4色の各現像器と回転可能な1つの潜像担持体からなる4サイクル方式(詳細は後述)、4色の各現像器と各潜像担持体とを1列に並べたタンデム方式、および、1つの潜像担持体と4色の回転可能な現像器を組み合わせたロータリー方式がある。
【0087】
次に、本発明の画像形成装置に用いられる負帯電トナーの作製例、およびこの負帯電トナーを用いた、図3に示す基本構成を有する図6に示す非接触または接触一成分現像プロセスによる画像形成装置の有機感光体、転写媒体の製造例について説明する。なお、図6に示す画像形成装置は接触一成分現像プロセスを行うこともでき、後述する作像化試験では、この画像形成装置を用いて接触一成分現像プロセスによる試験も行った。ただし、以下の説明においては、基本的にこの画像形成装置は非接触一成分現像プロセスを行うものとしている。
【0088】
(負帯電トナーの作製例)
負帯電トナー8は、いずれも、前述の重合法トナーと粉砕法トナーの両トナーについて作製した。その場合、各例のトナーの作製に用いた流動性改良剤(外添剤)は、長軸長が20nmで、シランカップリング処理された疎水性のルチルアナターゼ型酸化チタン(20nm)、平均一次粒子径が7nmである小粒子径の、ヘキサメチルジシラン(HMDS)により表面処理された疎水性の負帯電性気相法シリカ(7nm)、平均一次粒子径が12nmである小粒子径の、同様にして疎水化された負帯電性気相法シリカ(12nm)、平均一次粒子径が16nmである小粒子径の、同様にして疎水化された負帯電性気相法シリカ(16nm)、平均一次粒子径が40nmである大粒子径の、同様にして疎水化された負帯電性気相法シリカ(40nm)、平均一次粒子径が30nmである大粒子径のアミノシラン(AS)により正帯電性に表面処理された疎水性の正帯電性気相法シリカ(30nm)▲1▼(後述の表4に示すシリカ▲1▼)のいずれかの組合せである。また、本発明の比較例のために、平均一次粒子径が12nmである小粒子径の、同様にして疎水化された2種類の正帯電性気相法シリカ(12nm)▲2▼,▲3▼(後述の表4に示すシリカ▲2▼,▲3▼)を作製した。これらの仕事関数Φを測定した結果を表3に示す。なお、各仕事関数Φは、前述の理研計器(株)製の光電子分光装置AC−2により、照射光量500nWで測定した。
【0089】
【表3】
Figure 0003698203
【0090】
表3からわかるように、各疎水化処理されたルチルアナターゼ型酸化チタン(20nm)の仕事関数Φは5.64eVであり、このときの規格化光電子収率は8.4であった。また、負帯電性気相法シリカ(7nm)の仕事関数Φは5.18eVであり、規格化光電子収率は6.1であった。更に、負帯電性気相法シリカ(12nm)の仕事関数Φは5.22eVであり、規格化光電子収率は5.1であった。更に、負帯電性気相法シリカ(16nm)の仕事関数Φは5.19eVであり、規格化光電子収率は6.8であった。更に、負帯電性気相法シリカ(40nm)の仕事関数Φは5.24eVであり、規格化光電子収率は5.2であった。更に、正帯電性気相法シリカ(30nm)▲1▼の仕事関数Φは5.37eVであり、規格化光電子収率は11.5であった。更に、正帯電性気相法シリカ(12nm▲2▼の仕事関数Φは5.13eVであり、規格化光電子収率は10.7であった。更に、正帯電性気相法シリカ(12nm)▲3▼の仕事関数Φは5.14eVであり、規格化光電子収率は7.8であった。
【0091】
(1) 乳化重合法トナーの実施例と比較例の作製
(a) 実施例1、比較例1、比較例2および比較例3の乳化重合法トナーの作製
スチレンモノマー80重量部、アクリル酸ブチル20重量部、およびアクリル酸5重量部からなるモノマー混合物を、
・水 105重量部
・ノニオン乳化剤 1重量部
・アニオン乳化剤 1.5重量部
・過硫酸カリウム 0.55重量部
からなる水溶性混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌して70℃で8時間重合を行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒子径0.25μmの樹脂エマルジョンを得た。
【0092】
次に、
・この樹脂エマルジョン 200重量部
・ポリエチレンワックスエマルジョン{三洋化成工業(株)製} 20重量部
・フタロシアニンブルー 7重量部
を、界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してpHを5.5に調整後攪拌しながら電解質の硫酸アルミニウムを0.3重量部を加え、次いでTKホモミキサーで高速攪拌し、分散を行った。
【0093】
更に、スチレンモノマー40重量部、アクリル酸ブチル10重量部、サリチル酸亜鉛5重量部を水40重量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして90℃に加熱し、過酸化水素を加えて5時間重合し、粒子を成長させた。重合停止後、この二次粒子の会合と造膜結合強度を上げるため、pHを5以上に調整しながら95℃に昇温し、5時間保持した。その後、得られた粒子を水洗いし、45℃で真空乾燥を10時間行ってシアントナーの母粒子を得た。
【0094】
得られたシアントナーの母粒子は、測定の結果、平均粒子径が6.8μm、円形度が0.98のトナーであり、その仕事関数は前述の表面分析装置により測定した結果、5.57eVであった。このシアントナーの母粒子に対し、重量比で、流動性改良剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)で表面処理した負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約7nmの小粒子径負帯電シリカ13を1重量%、同様に表面処理した負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約40nmの大粒子径負帯電シリカ14を1重量%添加混合して添加混合トナーを作製した。
【0095】
そして、疎水性のシリカをアミノシラン(AS)で表面処理した表4に示す3種類の正帯電性疎水性シリカを用意し、前述の添加混合トナーに、これらの正帯電性疎水性シリカをそれぞれ重量比で0.5重量%添加して、それぞれ、本発明の実施例1のトナー、比較例1および2の各トナーを作製した。また、作製した添加混合トナーにこれらの正帯電性疎水性シリカのいずれをも添加しないトナー(つまり、添加混合トナー)を比較例3のトナーとした。
【0096】
【表4】
Figure 0003698203
【0097】
表4に示すように、実施例1のトナーに使用した正帯電性疎水性シリカ(シリカ▲1▼)は、フェライトキャリアに対する正帯電性が+150μc/gであり、また平均一次粒子径は約30nmである。また、比較例1のトナーに使用した正帯電性疎水性シリカ(シリカ▲2▼)は、フェライトキャリアに対する正帯電性が+280μc/gであり、また平均一次粒子径は約12nmである。更に、比較例2のトナーに使用した正帯電性疎水性シリカ(シリカ▲3▼)は、フェライトキャリアに対する正帯電性が+380μc/gであり、また平均一次粒子径は約12nmである。これらのシリカ▲1▼、▲2▼および▲3▼の各仕事関数は、前述に測定結果から明らかなようにシアントナーの母粒子の仕事関数より小さい。また、実施例1および比較例1ないし3の各トナーの仕事関数は、測定の結果、それぞれ5.51eV、5.50eV、5.50eV、5.45eVであった。
【0098】
(b) 実施例2、比較例4、比較例5および比較例6の乳化重合法トナーの作製
前述の実施例1のシアンの乳化重合法トナーの作製において、フタロシアニンブルーの顔料の代わりに顔料をキナクリドンに変更し、また二次粒子の会合と造膜結合強度を上げる温度を90℃のままで行い、円形度が0.97で、トナー母粒子の仕事関数が5.65eVのマゼンタトナーのトナー母粒子を作製した。そして、外添剤処理を本発明の実施例1のトナーおよび比較例1ないし3の各トナーの場合と同様にして行い、それぞれ、本発明の実施例2、比較例4ないし6の各トナーを作製した。このとき、シリカ▲1▼、▲2▼および▲3▼の各仕事関数はいずれもマゼンタトナーの母粒子の仕事関数より小さく、また、実施例2および比較例4ないし6の各トナーの仕事関数は、測定の結果、それぞれ5.59eV、5.58eV、5.58eV、5.53eVであった。
【0099】
(c) 実施例3の乳化重合法トナーの作製
前述の実施例1のシアントナーに、ルチルアナターゼ型で混晶比がルチル10%、アナターゼ型90%のシランカップリング剤で疎水化処理したルチルアナターゼ型酸化チタン(疎水化度58%、比表面積150m2/g)を0.5%を添加混合し、更に表4に示すシリカ▲1▼を0.5%添加混合して、本発明の実施例3のトナーを作製した。このとき、ルチルアナターゼ型酸化チタンの仕事関数は、負帯電性シリカ13,14および正帯電性シリカ16の各仕事関数よりも大きく、シアントナーのトナー母粒子8aの仕事関数とほぼ同じかあるいはそれより大きく設定されている。具体的な測定の結果、ルチルアナターゼ型酸化チタンの仕事関数は5.64eVであり、また、実施例3のトナーの仕事関数は、5.58eVであった。
【0100】
(2) 粉砕法トナーの実施例の作製
(a) 実施例4、実施例5、比較例7、および比較例8の粉砕法トナーの作製
芳香族ジカルボン酸とアルキレンエーテル化ビスフェノールAとの重縮合ポリエステルと該重縮合ポリエステルの多価金属化合物による一部架橋物の50:50(重量比)混合物(三洋化成工業(株)製)100重量部に、シアン顔料のフタロシアニンブルー5重量部、離型剤として融点が152℃、Mwが4000のポリプロピレン3重量部、および荷電制御剤としてのサリチル酸金属錯体E−81(オリエント化学工業(株)製)4重量部をヘンシェルミキサーを用いて均一混合した後、内温150℃の二軸押し出し機で混練し、冷却した。この冷却物を2mm角以下に粗粉砕し、更にこの粗粉砕品をジェットミルで微粉砕し、分級装置により分級し、平均粒子径7.6μmで、円形度0.91のトナーを得た。また、このトナー母粒子の仕事関数は、測定の結果、5.46eVであった。
【0101】
得られたトナー母粒子に対して、重量比で、流動性改良剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)で表面処理した負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約12nmのものを0.8重量%、同様に表面処理した負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約40nmのものを0.5重量%添加混合し、この添加混合トナーに、ルチルアナターゼ型で混晶比がルチル型10重量%、アナターザ型が90%のシランカップリング剤で疎水化処理したルチルアナターゼ型酸化チタン(疎水化度58%、比表面積150m2/g)を0.4重量%添加混合して添加混合トナーを作製した。
【0102】
そして、疎水性のシリカをアミノシラン(AS)で表面処理した表4に示す大粒子径(平均一次粒子径:約30nm)の正帯電性疎水性シリカ(シリカ▲1▼)を0.2%添加混合し、本発明の実施例4のトナーを作製した。また、同様に処理した表4に示す小粒子径(平均一次粒子径:約12nm)の正帯電性疎水性シリカ(シリカ▲2▼)を0.2%添加混合し、比較例7のトナーを作製した。また、これらの正帯電性疎水性シリカを添加しない比較例8のトナーを作製した。
【0103】
更に、フタロシアニンブルーの代わりに顔料をキナクリドンに変更しかつ前述と同様にしてトナー母粒子を作製した。作製したトナー母粒子の仕事関数は、測定の結果、5.57eVであった。このトナー母粒子を前述の実施例4と同じようにして外添剤処理を行うことで、本発明の実施例5のトナーを作製した。測定の結果、実施例4および5、比較例7および8の各トナーの仕事関数は、それぞれ、5.45eV、5.56eV、5.44eV、5.46eVであった。
【0104】
(b) 実施例6および実施例7の粉砕法トナーの作製
前述の本発明の実施例4のトナーの作製例にしたがって、顔料をピグメントイエロー180を使用したイエロートナー母粒子およびカーボンブラックを使用したブラックトナー母粒子を作製した。これらのトナー母粒子の仕事関数は、測定の結果、イエロートナー母粒子の仕事関数が5.62eV、また、ブラックトナー母粒子の仕事関数が5.72eVであった。そして、これらのイエロートナー母粒子およびブラックトナー母粒子に対して、前述の実施例4のトナーの場合と同じようにして外添剤処理を行い、それぞれ本発明の実施例6および7の各トナーを作製した。測定の結果、実施例6および7の各トナーの仕事関数は、それぞれ、5.61eVおよび5.71eVであった。
【0105】
(非接触または接触一成分現像プロセスによる画像形成装置の例)
図3に示す非接触一成分現像プロセスによる画像形成装置あるいは図4に示す接触一成分現像プロセスによる画像形成装置として、図6に示す非接触現像プロセスおよび接触現像プロセスが可能なフルカラープリンタがある。このフルカラープリンタを示す図6において、100は像担持体ユニットが組み込まれた像担持体カートリッジである。この例では、感光体カートリッジとして構成されていて、感光体と現像部ユニットが個別に装着できるようになっており、本発明の相対関係にある仕事関数を有する負帯電用電子写真感光体(以下、単に感光体ともいう)140が図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。感光体140の周りにはその回転方向に沿って、帯電手段として帯電ローラ160、現像手段としての現像器10(Y、M、C、K)、中間転写装置30、およびクリーニング手段170が配置される。
【0106】
帯電ローラ160は、感光体140の外周面に当接してその外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体140の外周面には露光ユニット40によって所望の画像情報に応じた選択的な露光L1がなされ、この露光L1によって感光体140上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器10によって現像剤が付与されて現像される。
【0107】
現像器10としてイエロー用の現像器10Y、マゼンタ用の現像器10M、シアン用の現像器10C、およびブラック用の現像器10Kが設けられている。これら現像器10Y、10C、10M、10Kはそれぞれ揺動可能に構成されている。そして、選択的に一つの現像器の現像ローラ(現像剤担持体)11のみが、非接触現像プロセスの場合は感光体140に対して所定の現像ギャップLを置いてセットされ、また、接触現像プロセスの場合は感光体140に圧接し得るようになっている。これらの現像器10は、感光体における仕事関数と相対関係にある仕事関数を有する負帯電トナーを現像ローラ上に保持しているものであり、これらの現像器10はイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKのうちのいずれかのトナーを感光体140の表面に付与して感光体140上の静電潜像を現像する。現像ローラ11は硬質のローラ、例えば表面を粗面化した金属ローラで構成されている。現像されたトナー像は、中間転写装置30の中間転写ベルト36上に転写される。クリーニング手段170は、上記転写後に感光体140の外周面に付着しているトナーTを掻き落とすクリーナブレードと、このクリーナブレードによって掻き落とされたトナーを受けるクリーニングトナー回収部とを備えている。
【0108】
中間転写装置30は、駆動ローラ31と、4本の従動ローラ32、33、34、35と、これら各ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト36とを有している。駆動ローラ31は、その端部に固定された図示しない歯車が感光体140の駆動用歯車とかみ合っていることによって感光体140と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト36が感光体140と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
【0109】
従動ローラ35は駆動ローラ31との間で中間転写ベルト36がそれ自身の張力によって感光体140に圧接される位置に配置されており、感光体140と中間転写ベルト36との圧接部において、一次転写部T1が形成されている。従動ローラ35は、中間転写ベルトの循環方向上流側において一次転写部T1の近くに配置されている。
【0110】
駆動ローラ31には中間転写ベルト36を介して図示しない電極ローラが配置されており、この電極ローラを介して中間転写ベルト36の導電性層に一次転写電圧が印加される。従動ローラ32は、テンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト36をその張り方向に付勢している。従動ローラ33は二次転写部T2を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ33には中間転写ベルト36を介して二次転写ローラ38が対向配置されている。二次転写ローラには二次転写電圧が印加され、図示しない接離機構により中間転写ベルト36に対して接離可能になっている。従動ローラ34はベルトクリーナ39のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ39は図示しない接離機構により中間転写ベルト36に対して接離可能になっている。
【0111】
中間転写ベルト36は、導電層と、この導電層上に形成され、感光体140に圧接される抵抗層とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は合成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この導電層に前述した電極ローラを介して一次転写電圧が印加される。なお、ベルト側縁部において、抵抗層が帯状に除去されることによって導電層が帯状に露出し、この露出部に電極ローラが接触するようになっている。
【0112】
中間転写ベルト36が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、感光体140上のトナー像が中間転写ベルト36上に転写され、中間転写ベルト36上に転写されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写ローラ38との間に供給される用紙等のシート(記録材)Sに転写される。シートSは、給紙装置50から給送され、ゲートローラ対Gによって所定のタイミングで二次転写部T2に供給される。51は給紙カセット、52はピックアップローラである。
【0113】
二次転写部T2で二次転写されたトナー像が定着器60で定着され、排紙経路70を通って装置本体のケース80上に形成されたシート受け部81上に排出される。なお、この画像形成装置は、排紙経路70として互いに独立した2つの排紙経路71、72を有しており、定着装置60を通ったシートはいずれかの排紙経路71又は72を通って排出される。また、この排紙経路71、72はスイッチバック経路をも構成しており、シートの両面に画像を形成する場合には排紙経路71又は72に一旦進入したシートが、返送ローラ73を通って再び二次転写部T2に向けて給紙されるようになっている。
【0114】
次に、画像形成装置の各構成部材の製造例を説明する。
(有機感光体[図3および図4では1、図6では140]の製造例1)
製造例1の有機積層型感光体1の作製では、まず、アルミ素管の径85.5mmの導電性支持体1aの周面に、下引き層1bとして、アルコール可溶性ナイロン{東レ(株)製「CM8000」}の6重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子4重量部とをメタノール100重量部に溶解、分散させてなる塗工液をリングコーティング法で塗工し、温度100℃で40分乾燥させ、膜厚1.5〜2μmの下引き層1bを形成した。
【0115】
次いで、電荷発生顔料としてのオキシチタニルフタロシアニン顔料1重量部と、ブチラール樹脂{BX−1、積水化学(株)製}1重量部と、ジクロルエタン100重量部とを、φ1mmのガラスビーズを用いたサンドミルで8時間分散させて顔料分散液を得、得られた顔料分散液をこの下引き層1b上に、リングコーティング法で塗工し、80℃で20分間乾燥させ、膜厚0.3μmの電荷発生層1cを形成した。
【0116】
この電荷発生層1c上に、下記構造式(1)のスチリル化合物の電荷輸送物質40重量部とポリカーボネート樹脂(パンライトTS、帝人化成(株)製)60重量部をトルエン400重量部に溶解させ、乾燥膜厚が22μmになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層1dを形成し、2層からなる感光層を有する有機積層型感光体1(OPC1)を作製した。
得られた有機積層型感光体1の一部を切り欠いて試料片とし、この試料片の仕事関数は、市販の表面分析装置{AC−2型、理研計器(株)製}を用い、照射光量500nWで測定したところ、5.48eVを示した。
【0117】
【化1】
Figure 0003698203
【0118】
(有機感光体[図3および図4では1、図6では140]の製造例2)
製造例2の有機積層型感光体1の作製では、導電性支持体1aにシームレスの厚さ40μmで直径85.5mmのニッケル電鋳管を用い、電荷輸送剤に下記構造式(2)のジスチリル化合物を用い、それ以外は製造例1と同様にして有機積層型感光体1(OPC2)を作製した。この有機積層型感光体の仕事関数を同様に測定すると、5.50eVであった。
【0119】
【化2】
Figure 0003698203
【0120】
(現像ローラ11の作製例)
現像ローラ11は、直径18mmのアルミパイプ表面に、ニッケルメッキ(厚さ23μm)を施し、表面粗さ(Ra)4μmの表面を得た。この現像ローラ11表面の一部を切り欠き、同様にして仕事関数を測定したところ、4.58eVであった。
【0121】
(トナー規制ブレードの作製例)
トナー規制ブレード7は、厚さ80μmのSUS板に厚さ1.5mmの導電性ウレタンフゴムチップを導電性接着剤で貼り付けて作製し、このときにウレタン部の仕事関数は約5eVとした。
【0122】
(中間転写装置の転写媒体の作製例)
中間転写装置30の転写媒体である中間転写ベルト36における導電層である中間導電性層を、
アルミニウムを蒸着した厚さ130μmのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム上に、
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 30重量部
・導電性カーボンブラック 10重量部
・メチルアルコール 70重量部
からなる均一分散液を、厚さが20μmになるようにロールコーティング法にて塗工乾燥することにより、形成した。
【0123】
次いで、この中間導電性層上に、抵抗層である転写層を、
Figure 0003698203
の組成を混合分散してなる塗工液を厚さ10μmとなるようにロールコーティング法にて同様に塗工乾燥して、形成した。
【0124】
そして、この塗工シートを長さ540mmに裁断し、塗工面を上にして端部を合わせ、超音波溶着を行うことにより中間転写ベルト36を作製した。この中間転写ベルト36の体積抵抗は2.5×1010Ω・cmであった。また、仕事関数は5.37eV、規格化光電子収率6.90を示した。
【0125】
(定着器の作製例)
定着器60はヒータローラおよびプレスローラの二本の加圧ローラ(約38kgfの荷重)を備えている。ヒータローラはハロゲンランプ600wを内蔵し、シリコンゴム2.5mm(60°JISA)上にPFAを厚み50μmに成膜してφ40に形成した。また、プレスローラはハロゲンランプ300wを内蔵し、シリコンゴム2.5mm(60°JISA)上にPFAを厚み50μmに成膜してφ40に形成した。定着温度は190℃に設定している。
【0126】
このように構成されたフルカラープリンタの作動の概要は次の通りである。
(i) 図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置の制御部90に入力されると、感光体140、現像器10の各ローラ11、および中間転写ベルト36が回転駆動される。
【0127】
(ii) 感光体140の外周面が帯電ローラ160によって一様に帯電される。
(iii) 一様に帯電した感光体140の外周面に、露光ユニット40によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光L1がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【0128】
(iv) 感光体140には、第1色目の例えばイエロー用の現像器10Yの現像ローラのみが感光体140に対して所定の現像ギャップLをおいてセットされるかまたは感光体140に接触し、これによって上記静電潜像が非接触現像または接触現像され、第1色目のイエローのトナー像が感光体140上に形成される。
(v) 中間転写ベルト36には、上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体140上に形成されたトナー像が一次転写部T1において中間転写ベルト36上に転写される。このとき、二次転写ローラ38およびベルトクリーナ39は中間転写ベルト36から離間している。
【0129】
(vi) 感光体140上に残留しているトナーがクリーニング手段170によって除去された後、除去手段41から除電光L2によって感光体140が除電される。
(vii) 上記(ii)〜(vi)の動作に必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号に応じて第2色目、第3色目、第4色目と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト36上において重ね合わされて形成される。
【0130】
(viii) 所定のタイミングで給紙装置50からシートSが給送され、シートSの先端が二次転写部T2に達する直前あるいは達した後に(要するにシートS上の所望の位置に、中間転写ベルト36上のトナー像が転写されるタイミングで)二次転写ローラ38が中間転写ベルト36上のトナー像(基本的には4色のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像)がシートS上に転写される。また、ベルトクリーナ39が中間転写ベルト36に当接し、二次転写後に中間転写ベルト36上に残留しているトナーが除去される。
【0131】
(ix) シートSが定着装置60を通過することによってシートS上のトナー像が定着し、その後、シートSが所定の位置に向け(両面印刷でない場合にはシート受け部81に向け、両面印刷の場合にはスイッチバック経路71または72を経て返送ローラ73に向け)搬送される。
【0132】
(作像化の試験およびその試験結果)
(作像試験1)
図6に示す非接触現像プロセスが可能で有機感光体1を使用したフルカラープリンタを用いて、現像ギャップLを220μmに設定した非接触現像方式(作像条件:有機感光体1の明電位−600V、有機感光体1の暗電位−80V、DC現像バイアス−300V、AC現像バイアス1.35kV、AC周波数2.5kHz)で、シアン現像器10(C)に表4に示す本発明の実施例1のトナー、比較例1および2の各トナーをそれぞれセットし、ベタ画像濃度を約1.1〜1.2前後になるように作像した。その時の現像ローラ11上のシアントナーの帯電特性量を市販のホソカワミクロン(株)製の帯電量分布測定器E−SPARTアナライザEST−3型で測定した。また、その時の有機感光体1上のカブリトナーをテープ転写法で測定するとともに、2色目印字時における転写ベルト36から有機感光体1上に移る逆転写トナーも同様にしてテープ転写法で測定した。なお、テープ転写法とはトナー上に住友3M製のメンディングテープを貼り付け、カブリトナーや逆転写トナーをテープ上に転写し、次いで白紙上に貼り付けてテープ上から反射濃度計で濃度測定を行うもので、測定値よりテープ濃度を差し引いてカブリ濃度や逆転写濃度とを規定する。測定結果を表5に示す。
【0133】
【表5】
Figure 0003698203
【0134】
表5から明らかなように、大粒子径(粒子径:約30nm)の疎水性の正帯電性シリカ16を添加すると、大粒子径の正帯電性シリカ16が添加されない比較例3のトナーより帯電量が上がり、また、カブリトナーや逆転写トナーが減少することが示された。また、小粒子径(粒子径:約12nm)の疎水性の正帯電性シリカを添加した比較例1および2の各トナーでは、逆に帯電量の低下やカブリトナー濃度と逆転写トナー濃度の上昇をもたらすことが示された。したがって、正帯電性シリカでも、大粒子径の正帯電性シリカ16の方が小粒子径の正帯電性シリカより帯電量を上げ、かつカブリ防止と逆転写防止に対して効果があることが分かった。
【0135】
(作像試験2)
本発明の実施例4のトナーと、比較例7および8の各トナーとについて、電子顕微鏡写真を撮影し、それぞれ、図7、図8および図9に示す。図7ないし9に示す電子顕微鏡写真から明らかなように、大粒子径の疎水性の正帯電性シリカ16を0.2重量%添加した実施例4のトナーは、外添剤がトナー母粒子8aの表面に強固に固着している状態を呈しているが、これに反して、小粒子径の疎水性の正帯電性シリカを添加した比較例7のトナーおよび正帯電性シリカを添加していない比較例3のトナーは、いずれも、外添剤がトナー母粒子8aの表面から少し浮いた固着性の弱い状態で存在している状態を呈している。
【0136】
したがって、本発明の実施例4の負帯電トナー8は、トナー母粒子8aの表面に強固に固着している外添剤の前述の機能が充分にかつ効果的に発揮できるが、比較例7および8の各負帯電トナーは、トナー母粒子8aの表面が遊離し易く、外添剤の前述の機能が充分に発揮することができないことが分かった。すなわち、外添剤のトナー母粒子8aへの固着性が弱いと、トナーの帯電性が低下し、連続印字により現像ローラ11の表面からトナーが飛散するようになる。実際に図6に示すカラープリンタのシアン現像器10(C)に各トナーをセットして1000枚の連続印字を行い、現像ローラ11周辺のトナー飛散を目視により比較したが、本発明の実施例4のトナーの飛散はほとんど見られなかったが、比較例7および8の各トナーの飛散は確認された。なお、実施例4のトナーと同様の外添処理を行った本発明の実施例5のトナーであるマゼンタトナーを用いて、同様に1000枚の印字試験を行ったが現像ローラ11周辺へのトナー飛散を目視では確認できなかった。
【0137】
(作像試験3)
実施例1のトナーの大粒子径の正帯電性シリカ16の添加量を、0〜0.6重量%までふって、作像試験1と同様にして作像を行った。その結果を表6に示す。
【0138】
【表6】
Figure 0003698203
【0139】
表6から明らかなように、正帯電性シリカ16の添加量を0.6%以上にすると、帯電量が低下するとともにベタ画像濃度も低くなり、更に逆転写トナー量が多くなる傾向にあることが分かった。したがって、正帯電性シリカ16の添加量としては、負帯電性シリカ13,14の総量に対して、30%以下にすることが良好な結果を得ることができるので、好ましい。
【0140】
(作像試験4)
本発明の実施例3のトナーを用いて、前述の作像試験1と同様に作像を行った。作像の結果、この実施例3のトナーは実施例1のトナーに比し、帯電量が−20μc/g、ベタ平均画像濃度が1.350、カブリトナーOD値がほぼ0、逆転写トナーOD値もほぼ0をそれぞれ示し、実質上カブリトナーと逆転写トナーの発生がない非常に高画質な印字品質が得られることが分かった。これは、正帯電性シリカ16に加えて、それよりも仕事関数の大きいルチルアナターゼ型酸化チタンを更に加えることで、より負の過帯電性が抑制されると同時に、正極性のトナーの発生が抑制されることによると考えられる。
【0141】
(作像試験5)
実施例4のトナーであるシアントナー、実施例5のトナーであるマゼンタトナー、実施例6のトナーであるイエロートナー、および実施例7のトナーであるブラックトナーの4色トナーと前述の構造式(2)で与えられる有機感光体1(OPC2)とを組み合わせて、図6に示す接触現像方式が可能なフルカラープリンタを使用して接触現像方式によるフルカラーの作像を行った。この作像は、環境試験室内で10℃の低温でRH15%の低湿、23℃の常温でRH60%の常湿、および35℃の高温でRH65%の高湿の各条件下で、5000枚の各色合計で20%デューティのフルカラー印字を行った。作像された画像品質をチェックしたが、現像部周辺のトナー飛散もなく、安定した画像品質を得ることができた。
【0142】
(作像試験6)
実施例2のトナーと比較例4ないし6とを用いて、作像試験5の接触現像方式で作像後、下記の定着器60を使用して定着性の比較を行った。
定着器60は、φ40のヒータローラ{ハロゲンランプ600w内蔵、シリコンゴム2.5mm(60°JISA)上にPFAを厚み50μmに成膜}とφ40のプレスローラ{ハロゲンランプ300w内蔵、シリコンゴム2.5mm(60°JISA)上にPFAを厚み50μmに成膜}の二本加圧ローラ(約38kgfの加重)を用い、設定温度190℃にて定着を行い、各トナー間の定着性を比較した。綿布に200gの重りをのせて、ベタ画像上に50回擦り、擦る前後のベタ画像濃度を測定し、トナーの定着性を保持率(定着率)(%)に換算して、定着性の評価の指標とした。その結果を表7に示す。
【0143】
【表7】
Figure 0003698203
【0144】
表7から明らかなように、実施例2のトナーは95%の保持率(定着率)を示して負帯電性シリカの使用量の少ない比較例6のトナーと遜色なかったが、相対的に小粒子径シリカ13のシリカ量が多い比較例4および5は保持率(定着率)90%を示した。これにより、同じ量の流動化剤を添加しても、大粒子径の正帯電性シリカ16を使用した方が定着性を低下させることはほぼないことがわかった。なお、小粒子径の負帯電性シリカ13の平均一次粒子径を約12nmと約16nmに変更して同様の定着試験を行って調べたが、この傾向は逆転することはなく、正帯電性シリカの平均一次粒子径の大きい方が定着性を低下させることがなかった。
【0145】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、疎水性の負帯電性外添剤が少なくとも添加されたトナー母粒子に、正帯電性を有する材料で表面処理され、かつ全体の仕事関数がトナー母粒子の仕事関数より小さく設定した疎水性の正帯電性外添剤を添加して、正帯電性外添剤がマイクロキャリヤの機能を発揮できるようにしているため、トナー母粒子の帯電の立ち上がりを早くでき、逆転写トナーおよびカブリを効果的に抑制できるようになる。
【0146】
また、疎水性の負帯電性シリカが疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンと併用されることにより、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有するトナー母粒子に埋没し難い特質と電荷調整機能とをより効果的に活すことができる。したがって、疎水性の負帯電性シリカの有する負帯電性能および流動性という固有の特性と、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有する比較的低抵抗でかつ負の過帯電防止特性という固有の特性とが相乗された機能をトナー母粒子に付与することができる。これにより、負帯電トナーの流動性低下を防止できるとともに負の過帯電を防止できるので、より良好な負帯電特性を得ることができ、その結果、逆転写トナーの発生およびカブリを更に効果的に抑制できる。
【0147】
しかも、平均一次粒子径の異なる2種類の疎水性の負帯電性シリカを用いることで、トナー母粒子の表面を疎水性の負帯電性シリカ、疎水性の正帯電性シリカ、および疎水性のルチルアナターゼ型酸化チタンによりまんべんなく覆うようにしているので、負帯電トナーの負帯電をより一層長期にわたり安定でき、連続印字におけるより安定した画像品質を与えることができる。特に、少なくとも平均一次粒子が小粒子径である疎水性の負帯電シリカを、疎水性の正帯電シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの合計量より多く添加することで、負帯電トナーの負帯電をより一層長期にわたり安定させることができる。
したがって、非画像部のカブリをより一層抑制できるとともに転写効率をより一層向上でき、更に逆転写トナーの発生をより効果的に抑制できるようになる。
【0148】
更に、流動化剤である正帯電性シリカを添加するにあたっては、大粒子径の正帯電性シリカを使用することで、小粒子径の正帯電性シリカを使用した場合に比べて定着性の低下を防止できる。
【0149】
更に、粉砕法トナーおよび重合法トナーを問わず、大小2種の粒子径の疎水性の負帯電性シリカ、疎水性の正帯電性シリカおよび疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを併用することで疎水性の負帯電性シリカの量を少なくできるので、逆転写トナー、画像濃度の変動、および非画像部のカブリが更に効果的に抑制できるようになる。
【0150】
そして、逆転写トナーの発生をより効果的に抑制できることから、本発明の負帯電トナーをフルカラートナーとして使用したときに、画像濃度を長期にわたってより均一に維持できる。これにより、高品質のフルカラーの画像を長期にわたって得ることができる。
【0151】
更に、本発明の負帯電トナーの製造方法によれば、逆転写トナー、カブリトナー、および画像濃度の変動を効果的に抑制できる本発明の負帯電トナーを確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる負帯電トナーの実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図2】 図1に示す例の負帯電トナーの挙動を説明する説明図である。
【図3】 本発明にかかる負帯電トナーが使用される画像形成装置の非接触現像プロセスの一例を模式的に示す図である。
【図4】 本発明にかかる負帯電トナーが使用される画像形成装置の接触現像プロセスの一例を模式的に示す図である。
【図5】 図3および図4に示す画像形成装置の有機積層型感光体を示す図である。
【図6】 本発明の負帯電トナーによる作像試験に用いた非接触現像プロセスおよび接触現像プロセスによる4サイクル方式のフルカラープリンターの一例を示す図である。
【図7】 本発明の実施例4の負帯電トナーを撮影した電子顕微鏡写真を示す図である。
【図8】 比較例7の負帯電トナーを撮影した電子顕微鏡写真を示す図である。
【図9】 比較例8の負帯電トナーを撮影した電子顕微鏡写真を示す図である。
【符号の説明】
1,140…有機感光体、2…コロナ帯電器、3…露光、4…クリーニングブレード、5…転写ローラ、6…供給ローラ、7…規制ブレード、8…負帯電トナー(一成分非磁性トナー)、8a…トナー母粒子、9…転写材または転写媒体、10…現像器、11…現像ローラ、12…外添剤、13…小粒子径の疎水性の負帯電性シリカ(SiO2)、14…大粒子径の疎水性の負帯電性シリカ(SiO2)、15…疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン(TiO2)、16…大粒子径の疎水性の正帯電性シリカ(SiO2)、L…現像ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in an image forming apparatus that forms an image by electrophotography or the like, and a one-component non-magnetic toner for developing an electrostatic latent image on a latent image carrier of the image forming apparatus and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention belongs to a technical field of a negatively charged toner which is a one-component nonmagnetic toner obtained by adding at least an external additive having a negative charging property to toner base particles and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a toner used in an image forming apparatus, a two-component toner is generally known and enables relatively stable development. However, a change in the mixing ratio between the developer and the magnetic carrier is likely to occur. It is necessary to maintain it. Therefore, one-component nonmagnetic toner has been developed. As this one-component non-magnetic toner, although one-component magnetic toner has been developed, there is a problem that a clear color image cannot be obtained due to the opacity of the magnetic material. Therefore, a negatively charged toner, which is a one-component nonmagnetic toner, has been developed as a color toner.
[0003]
By the way, in the toner used in the image forming apparatus, a surface treatment for externally adding external additive fine particles to the toner base particles has been conventionally performed for the purpose of improving charging stability, fluidity, durability stability, and the like. It has been broken.
[0004]
Conventionally, as external additives for toner, silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina), and titanium oxide (titania) having negative charging property that imparts negative polarity to toner base particles are used singly or in combination. It is known. In this case, each of the external additives is generally used in combination of a plurality of types rather than a single type in order to make use of their characteristics.
[0005]
However, even a toner using a combination of a plurality of types of external additives as described above has the following problems. That is,
{Circle around (1)} Even when an external additive is added to the toner, a charge amount distribution exists, and therefore, even if the toner is negatively charged, generation of a positively charged toner cannot be avoided. As a result, in an image forming apparatus that forms an image by negative charge reversal development, toner adheres to a non-image portion of a latent image carrier (photosensitive member), so that the amount of cleaning toner increases. Also, as the number of printed sheets increases, the external additive on the toner surface is buried, so the amount of the external additive that functions effectively effectively decreases, the fog toner amount further increases, and at the same time the toner charge amount increases. As a result, toner scattering occurs.
{Circle around (2)} To prevent toner deterioration, if a large amount of silica is added to maintain the fluidity of the toner, the fluidity is improved, but the fixability is lowered.
(3) When silica is increased, the negative charging ability of the toner becomes too high and the printed image density decreases. Therefore, titania and alumina with relatively low electrical resistance are added. Generally, titania and alumina have a primary particle size. Therefore, when the number of printed sheets increases, the toner is buried in the toner base particles, and these effects cannot be exhibited.
(4) In order to obtain a good full color toner, it is required to suppress the occurrence of reverse transfer toner as much as possible.
[0006]
Accordingly, titanium oxide adhered to the toner base particles with spindle-shaped rutile type titanium oxide, using rutile type titanium oxide containing anatase type titanium oxide and having a treatment layer treated with a silane coupling agent as an external additive. In the toner base particles, the anatase-type titanium oxide, which has good affinity with the silane coupling agent, is used to obtain a uniform coating of the silane coupling agent on the toner base particles. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-128534 proposes obtaining stable charging characteristics without reducing frictional charging properties and improving environment dependency, fluidity and caking resistance. According to the toner disclosed in this publication, the above problems (1) to (4) can be solved to some extent.
[0007]
In addition, by adding rutile / anatase mixed crystal type titanium oxide to hydrophobic silica as an external additive for toner, the flowability of toner can be improved in full color images without impairing color reproducibility and transparency. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-83732 proposes to obtain a stable triboelectric chargeability regardless of the humidity environment, and to prevent toner scattering and prevent toner from being fogged to non-image areas. The toners disclosed in this publication can also solve the problems (1) to (3) described above to some extent.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the toner of each of the above-mentioned publications, the rutile type titanium oxide can suppress the titanium oxide from being embedded in the toner base particles, and can obtain a stable charging characteristic to some extent, and the anatase type titanium oxide has a fluidity. Although both the environmental dependency and the environmental dependency can be improved, the rutile / anatase type titanium oxide is merely used as an external additive, so that it is embedded in the toner base particles. It cannot be said that the difficult characteristics and the charge adjustment function are effectively utilized, and there is a limit to the obtained stable charging characteristics, improvement of fluidity, and improvement of environment dependency. That is, in order to more effectively solve the above problems (1) to (4), further improvement of the toner is required.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to further reduce the fogging of the toner in the non-image area, to further improve the transfer efficiency, and to further stabilize the charging characteristics. To provide a negatively charged toner and a method for producing the same.
Another object of the present invention is to provide a negatively charged toner that can more effectively suppress the occurrence of reverse transfer toner when used as a full color toner, and that can maintain the image density more uniformly and for a longer period of time, and a method for producing the same. It is to be.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the negatively charged toner according to the first aspect of the present invention has negative chargeability with respect to the toner base particles, and the overall work function is set smaller than the work function of the toner base particles. In the negatively charged toner to which at least the hydrophobic negatively chargeable external additive is added, the toner base particles are surface-treated with aminosilane having positive chargeability with respect to the toner base particles, and the whole work function is A hydrophobic positively chargeable external additive set smaller than the work function of the negatively chargeable externally added silica, and the negatively chargeable external additive is a hydrophobic negatively chargeable silica surface-treated with hexamethyldisilane, The positively chargeable external additive is a hydrophobic positively chargeable silica having a work function substantially equal to or larger than the work function of the toner base particles, and having a silane coupling function. The treated hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is added, and the hydrophobic negatively charged silica is added more than the total amount of the hydrophobic positively charged silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide. It is characterized by having.
[0011]
In the invention of claim 2, the hydrophobic negatively chargeable silica is composed of negatively chargeable silica having an average primary particle diameter of a small particle diameter and negative chargeability of an average primary particle diameter larger than the small particle diameter. The hydrophobic positively chargeable silica composed of silica is characterized in that the average primary particle diameter is the same as or substantially the same as the negatively chargeable silica having the large particle diameter.
[0012]
Furthermore, in the method for producing a negatively charged toner according to the third aspect of the invention, the toner base particles and the negatively charged silica having a large and small particle diameter are first mixed, and then the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is added to the mixture. The negatively charged toner is manufactured by adding and mixing, and further mixing the positively chargeable silica.
[0013]
Furthermore, the invention of claim 5 is characterized in that the hydrophobic negatively chargeable silica is composed of a negatively chargeable silica having an average primary particle size of a small particle size and a negative chargeability of which the average primary particle size is larger than the small particle size. The hydrophobic positively-charged silica is characterized in that the average primary particle diameter is the same as or substantially the same as the negatively-charged silica having the large particle diameter.
[0014]
Further, the invention of claim 6 is characterized in that the amount of the hydrophobic positively chargeable silica is set to 30% by weight or less of the total weight of the hydrophobic negatively chargeable silica.
Further, the invention of claim 7 is a pulverized toner using the toner base particles prepared by a pulverizing method or a polymerization toner using the toner base particles prepared by a polymerization method.
[0015]
Further, the invention of claim 8 is characterized in that the circularity is 0.91 or more.
Further, the invention of claim 9 is a 50% diameter (D 50 ) Is 9 μm or less.
[0016]
Furthermore, in the method for producing a negatively charged toner according to the invention of claim 10, the toner base particles and the negatively chargeable silica having a large and small particle diameter are first mixed, and then the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is added to the mixture. The negatively charged toner is manufactured by adding and mixing, and further mixing the positively chargeable silica.
[0017]
[Action]
In the negatively charged toner of the present invention configured as described above, the toner base particles to which at least a hydrophobic negatively charged external additive is added are made of a material having a positive chargeability with respect to the toner base particles. By adding a hydrophobic positively chargeable external additive that is surface-treated and has an overall work function smaller than the work function of the toner base particles, a hydrophobic negatively chargeable external additive and a hydrophobic Since each work function of the positively chargeable external additive is smaller than that of the toner base particles, both the negatively chargeable external additive and the positively chargeable external additive are directly attached to the surface of the toner base particles.
[0018]
Accordingly, since the positively chargeable external additive exhibits the function of the microcarrier, the toner base particles are quickly charged, and the reverse transfer toner and the fog are effectively suppressed.
[0019]
Further, by using hydrophobic negatively-charged silica in combination with hydrophobic positively-charged silica and hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide, each work function of negatively-charged silica and positively-charged silica can Since the work function is smaller, the hydrophobic negatively-charged silica and the hydrophobic positively-charged silica are directly attached to the toner base particles, and the work function of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is the same as that of the toner base particles. Since the work function is substantially the same as that of the hydrophobic negatively-charged silica, the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide adheres to the hydrophobic negatively-charged silica adhering to the toner base particles. It becomes attached to the surface of the particles.
[0020]
Therefore, the characteristics that are difficult to embed in the toner base particles of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide and the charge adjustment function are more effectively utilized, and the negative charging performance and fluidity of the hydrophobic negatively charged silica. Thus, the toner base particles are given a function in which the inherent characteristics of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide and the inherent characteristics of the relatively low resistance and negative overcharge prevention characteristics are combined. As a result, the negatively charged toner is prevented from lowering its fluidity and is prevented from being negatively overcharged, so that it has better negative charging characteristics. Furthermore, it is effectively suppressed.
[0021]
In addition, by using two types of hydrophobic negatively chargeable silica having different average primary particle diameters, the negatively chargeable silica having a small particle diameter is embedded in the toner base particles, and the work function is larger than the work function of the negatively chargeable silica. Hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide of the function is less likely to be fixed to the negatively charged silica embedded by the contact potential difference due to the work function difference and released from the toner base particles, and the hydrophobic negatively charged silica having a large particle size In addition, since the hydrophobic positively-charged silica having a large particle size is fixed to the surface of the toner base particle, the surface of the toner base particle is a hydrophobic negatively-charged silica having a large and small particle size, and the hydrophobic positively chargeable property. Evenly covered with silica and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, negatively charged toners have a more stable long-term negative charge and more stable in continuous printing So give the image quality. In particular, a negatively charged toner can be obtained by adding more hydrophobic negatively chargeable silica having an average primary particle having a smaller particle diameter than the total amount of hydrophobic positively charged silica and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide. Is more stable over a longer period of time.
Accordingly, the fogging of the non-image portion is further suppressed, the transfer efficiency is further improved, and the generation of the reverse transfer toner is further effectively suppressed.
[0022]
In addition, when adding positively-charged silica, which is a fluidizing agent, the use of large-particle-size positively-charged silica is less fixable than when small-particle-size positively-charged silica is used. And fog and reverse transfer toner are also reduced.
[0023]
Furthermore, it is necessary to increase the amount of hydrophobic negatively charged silica when the toner particle size is reduced, regardless of whether the toner is pulverized or polymerized, but when the amount of hydrophobic negatively charged silica is increased. Not only does the toner charge amount become too large in the initial stage, but the effective surface amount of the hydrophobic negatively-charged silica is reduced by embedding or scattering of the hydrophobic negatively-charged silica having a small particle diameter as printing progresses. The toner charge amount decreases. For this reason, not only the reverse transfer toner, the image density fluctuation, or the fog amount increases, but also the toner consumption tends to increase. However, the negatively charged toner of the present invention has hydrophobic properties of two kinds of large and small particle sizes. By using negatively-charged silica, hydrophobic positively-charged silica, and hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide in combination, the amount of hydrophobic negatively-charged silica can be reduced. In addition, fogging of the non-image portion is more effectively suppressed.
[0024]
Therefore, since the occurrence of reverse transfer toner is more effectively suppressed, when the negatively charged toner of the present invention is used as a full color toner, the image density is maintained more uniformly and for a longer period of time. As a result, a high-quality full-color image can be obtained over a long period of time.
[0025]
Furthermore, in the method for producing a negatively charged toner according to the present invention, the toner base particles and the negatively charged silica having a large and small particle diameter are first mixed, and then the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is added to the mixture and mixed. Further, by mixing the positively chargeable silica, the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is securely attached to the surface of the toner base particles in the form of being attached to the hydrophobic negatively charged silica attached to the toner base particles. Then, the positively chargeable silica is directly attached to the surface of the toner base particles. As a result, the reverse transfer toner, fog toner, and negatively charged toner of the present invention capable of effectively suppressing fluctuations in image density are reliably produced.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an embodiment of a negatively charged toner according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the negatively charged toner 8 in this example is a one-component non-magnetic toner, and is configured by externally adding an additive 12 to toner base particles 8a. The external additive 12 includes a hydrophobic negatively-charged silica (SiO 2) having a small average primary particle size and two large particle sizes. 2 ) 13,14, hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (TiO) 2 ) 15 and a hydrophobic positively-charged silica (SiO 2) having the same or almost the same diameter as the hydrophobic negatively-charged silica 14 having a large particle size 2 ) 16 are used.
[0027]
The average primary particle diameter of the hydrophobic negatively chargeable silica 13 having a small particle diameter is 20 nm or less, preferably 7 to 16 nm (this notation means 7 nm to 16 nm. The same applies to other units). In addition, the average primary particle diameter of the hydrophobic negatively chargeable silica 14 having a large particle diameter is set to 30 nm or more, preferably 40 to 50 nm. Further, the hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide 15 uses rutile-type titanium oxide and anatase-type titanium oxide at a predetermined mixed crystal ratio. For example, the manufacturing method disclosed in the above-mentioned JP-A-2000-128534 Can be manufactured. This hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15 has a spindle shape, and its major axis diameter is 0.02 to 0.10 μm, and the ratio of major axis to minor axis is set to 2 to 8. ing. Furthermore, the average primary particle diameter of the hydrophobic chargeable silica 16 is the same as or substantially the same as the particle diameter of the hydrophobic negatively chargeable silica 14 having a large particle diameter, and is 30 nm or more, preferably 40 to 50 nm. Is set.
[0028]
In the negatively charged toner 8 of this example, the toner base particle 8a is negative due to the hydrophobic negatively-charged silica 13, 14 having a work function (illustrated later) smaller than the work function of the toner base particle 8a (illustrated later). A work function (illustrated later) that is charged and has a work function that is greater than or equal to the work function of the toner base particles 8a (the work function difference is within 0.25 eV). By using the mixed hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15, the toner base particles 8 a are prevented from being overcharged.
[0029]
Further, the hydrophobic positively chargeable silica 16 is surface-treated with a material such as aminosilane so as to be positively charged, and the work function of the whole is set smaller than the work function of the toner base particles 8a. The hydrophobic positively chargeable silica 16 imparts a positive charge to the toner base particles 8a.
[0030]
The work function (Φ) is measured by a surface analyzer (AC-2 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) with an irradiation light quantity of 500 nW, and is the energy required to extract electrons from the substance. The smaller is, the easier it is to emit electrons, and the larger is, the harder it is to emit electrons. Therefore, when a substance with a small work function is brought into contact with a substance with a large work function, a substance with a small work function is positively charged, while a substance with a large work function is negatively charged, but the work function itself takes out electrons from the substance. Therefore, the energy (eV) is quantified.
[0031]
The toner base particles used in the negatively charged toner 8 of this example configured as described above can be produced by either a pulverization method or a polymerization method, and the production will be described below.
[0032]
First, preparation of a negatively charged toner (hereinafter referred to as a pulverized toner) 8 using toner mother particles by a pulverization method will be described.
The pulverized toner 8 is obtained by uniformly mixing a resin binder with a pigment, a release agent, and a charge control agent using a Henschel mixer, melting and kneading with a biaxial extruder, cooling, and then subjecting to a coarse pulverization-fine pulverization process. The toner base particles 8a obtained by the treatment are further externally added with a fluidity improver which is an external additive to obtain a toner.
[0033]
As the binder resin, a known toner resin can be used, for example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer. Polymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester- Styrene or a styrene-substituted product is obtained with a styrene resin such as a methacrylic acid ester copolymer, a styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, a styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, or a styrene-vinyl methyl ether copolymer. Containing homopolymer or copolymer, poly Ester resin, epoxy resin, urethane modified epoxy resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate Polymers, xylene resins, polyvinyl butyral resins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, and the like can be used alone or in combination. In particular, in the present invention, styrene-acrylic acid ester resins, styrene-methacrylic acid ester resins, polyester resins, and epoxy resins are preferable. In the present invention, the binder resin preferably has a glass transition temperature of 50 to 75 ° C and a flow softening temperature of 100 to 150 ° C.
[0034]
As the colorant, a known toner colorant can be used. For example, carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine blue, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, calco oil blue, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, malachite green lake, Quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.
[0035]
As the release agent, a known toner release agent can be used. Examples thereof include paraffin wax, micro wax, micro crystallin wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like. Among these, it is preferable to use polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like.
[0036]
As the charge adjusting agent, a known toner charge adjusting agent can be used. For example, oil black, oil black BY, Bontron S-22 (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), Bontron S-34 (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), salicylic acid metal complex E-81 (Orient Chemical Industries, Ltd.) Manufactured), thioindigo pigment, sulfonylamine derivative of copper phthalocyanine, Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), calixarene compound, organic boron compound, fluorine-containing quaternary ammonium salt compound, monoazo metal complex, Aromatic hydroxyl carboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metal complexes, polysaccharides and the like can be mentioned. Of these, colorless or white toners are preferred for color toners.
[0037]
Examples of the fluidity improver that is an external additive include at least the above-described hydrophobic negatively-charged silica 13 having a small particle size, the above-mentioned hydrophobic negatively-charged silica 14 having a large particle size, and the above-described hydrophobic rutile-anatase. The positively chargeable silica 16 having the same large particle diameter as or substantially the same as the negatively charged silica 14 having the large particle diameter and the type titanium oxide 15 is used. In addition, one or more other known fluidity improvers for inorganic and organic toners may be mixed and used. Other known fluidity improvers for inorganic and organic toners include, for example, alumina, magnesium fluoride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, boron nitride, titanium nitride, zirconium nitride, magnetite, disulfide. Fine particles of molybdenum, aluminum stearate, magnesium stearate, zinc stearate, calcium stearate, titanate metal salts such as barium titanate and strontium titanate, and silicon metal salts can be used. These fine particles are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil or the like. Examples of other resin fine particles include acrylic resin, styrene resin, and fluororesin.
[0038]
The component ratio (weight ratio) in the pulverized toner 8 is shown in Table 1.
[0039]
[Table 1]
Figure 0003698203
[0040]
As shown in Table 1, the colorant is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, and the release agent is 1 to 10 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the binder resin. The charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, and the fluidity improver is 0.1 to 5 parts by weight. The amount is preferably 0.5 to 4 parts by weight.
[0041]
In the pulverized toner 8 of this example, the circularity is preferably increased by a spheroidizing process for the purpose of improving the transfer efficiency. In order to increase the circularity of the pulverized toner 8,
(A) In a pulverization step, if a relatively round spherical device capable of being pulverized, for example, a turbo mill known as a mechanical pulverizer (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), the circularity can reach 0.93.
Or
(B) If the pulverized toner is used with a commercially available hot-air spheronizer surfing system SFS-3 type (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.), the circularity can be up to 1.00.
[0042]
The desirable circularity (spheroidizing coefficient) of the pulverized toner 8 in this example is 0.91 or more, and thereby good transfer efficiency can be obtained. Then, the circularity can be cleaned by using a cleaning blade up to 0.97 and by using brush cleaning at higher than that.
[0043]
Further, as the pulverized toner 8 obtained in this manner, the average particle diameter (D 50 ) Is set to 9 μm or less, preferably 4.5 to 8 μm. Thereby, the particle diameter of the pulverized toner 8 becomes a relatively small particle diameter, and by using hydrophobic negatively-charged silica and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide as external additives in combination with the small particle diameter toner, Since the amount of hydrophobic negatively chargeable silica can be made smaller than the amount of hydrophobic negatively chargeable silica when conventional silica fine particles are used alone, the fixability is improved.
In the present invention, the average particle diameter and circularity of the toner particles and the like are values measured with an FPIA 2100 manufactured by Sysmex Corporation.
[0044]
Further, in the pulverized toner 8, the total amount (weight) of the external additive is set to 0.5% by weight or more and 4.0% by weight or less with respect to the weight of the toner base particles. It is preferable to set it in the range of 1.0% by weight to 3.5% by weight. Thereby, when the pulverized toner 8 is used as a full color toner, an effect of suppressing the generation of the reverse transfer toner can be exhibited. If the total amount of the external additive is 4.0% by weight or more, it may be scattered from the toner surface or the fixing property may be deteriorated.
[0045]
Next, the production of a toner (hereinafter referred to as a polymerization toner) 8 using toner mother particles by a polymerization method will be described.
Examples of the polymerization toner 8 include a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method. In the suspension polymerization method, a mixture in which a polymerizable monomer (monomer), a color pigment, and a release agent are further added, if necessary, a dye, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives. Is added to the aqueous phase containing the suspension stabilizer (water-soluble polymer, poorly water-soluble inorganic substance) with stirring, granulated and polymerized to obtain a desired composition. Colored polymerized toner particles having a particle size can be formed.
[0046]
In the emulsion polymerization method, if necessary, a polymerization initiator, an emulsifier (surfactant) and the like are further dispersed in water to carry out the polymerization, if necessary, and then a colorant and a charge control agent in the aggregation process. Colored toner particles having a desired particle size can be formed by adding a flocculant (electrolyte) and the like.
In the materials used for the production of the polymerization toner, the same materials as those of the above pulverized toner can be used for the colorant, release agent, charge control agent, and fluidity improver.
[0047]
As the polymerizable monomer (monomer), known vinyl monomers can be used. For example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene. , P-ethylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, divinylbenzene, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, acrylic acid n-butyl, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate , Methacrylate Pills, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, Fumaric acid, cinnamic acid, ethylene glycol, propylene glycol, maleic anhydride, phthalic anhydride, ethylene, propylene, butylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propyleneate, Examples include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, and vinyl naphthalene. Examples of fluorine-containing monomers include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, vinylidene fluoride, ethylene trifluoride, tetrafluoroethylene, and trifluoropropylene. Can be used because fluorine atoms are effective for negative charge control.
[0048]
Known emulsifiers (surfactants) can be used. For example, sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate, dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride Hexadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, and the like.
[0049]
A well-known thing can be used as a polymerization initiator. For example, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis-isobutyronitrile, etc. is there.
[0050]
As the flocculant (electrolyte), known ones can be used. Examples thereof include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate.
[0051]
Table 2 shows the component ratio (weight) of the emulsion polymerization toner 8.
[0052]
[Table 2]
Figure 0003698203
[0053]
As shown in Table 2, with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer, the polymerization initiator is 0.03 to 2, preferably 0.1 to 1 part by weight, and the surfactant is 0.01 to 0.1 part. In addition, the release agent is 1 to 40 parts by weight, preferably 2 to 35 parts by weight, and the charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight. The colorant is 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, and the flocculant (electrolyte) is 0.05 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 2 parts by weight.
[0054]
Even in the polymerization method toner 8 of this example, it is preferable to increase the circularity by a spheroidizing process for the purpose of improving the transfer efficiency. As a method of adjusting the circularity of the polymerization toner 8,
(A) In the emulsion polymerization method, the degree of circularity can be freely changed by controlling the temperature and time during the aggregation process of secondary particles, and the range thereof is 0.94 to 1.00.
Also,
(B) In the suspension polymerization method, since a true spherical toner is possible, the circularity is in the range of 0.98 to 1.00. In addition, the degree of circularity can be freely adjusted from 0.94 to 0.98 by heating and deforming at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner in order to adjust the degree of circularity.
[0055]
The polymerization toner 8 can be produced by a dispersion polymerization method other than the above method, and can also be produced, for example, by a method disclosed in JP-A-63-304002. In this case, since the shape is close to a true sphere, in order to control the shape, for example, pressurization is performed at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner to obtain a desired toner shape.
[0056]
As in the case of the pulverized toner 8 described above, the desirable circularity (spheroidizing coefficient) of the polymerization toner 8 in this example is 0.95 or more, and until the circularity is 0.97, it is further increased by a cleaning blade. Then, it can clean by using brush cleaning together.
[0057]
Also in the polymerization toner 8 obtained in this way, the average particle diameter (D 50 ) Is set to 9 μm or less, preferably 4.5 to 8 μm. Thereby, the particle diameter of the polymerization toner 8 becomes a relatively small particle diameter, and by using hydrophobic negatively-charged silica and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide as an external additive in combination with the small particle diameter toner, Since the amount of hydrophobic negatively chargeable silica can be made smaller than the amount of hydrophobic negatively chargeable silica when conventional silica fine particles are used alone, fixability is improved.
Also in the case of the polymerization toner 8, the average particle diameter and the circularity of the toner particles and the like are values measured by an FPIA 2100 manufactured by Sysmex Corporation.
[0058]
Further, in this polymerization toner 8 as well, the total amount (weight) of the external additive is 0.5% by weight or more and 4.0% by weight or less with respect to the weight of the toner base particles, as in the above-mentioned pulverized toner. However, it is preferably set in the range of 1.0 wt% to 3.5 wt%. Thereby, when the polymerization toner 8 is used as a full color toner, an effect of suppressing the generation of the reverse transfer toner can be exhibited. When the total amount of the external additives is 4.0% by weight or more, it becomes free from the toner surface or deteriorates the fixability.
[0059]
In the negatively charged toner 8 of this example configured as described above, in both the polymerization method toner and the pulverization method toner, as shown in FIG. 2, the hydrophobic negatively chargeable silica 13 having a small particle diameter is the toner base particle 8a. It becomes easy to be buried in. A hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15 having a work function larger than the work function of the hydrophobic negatively chargeable silica 13 is fixed to the buried hydrophobic negatively chargeable silica 13 by the contact potential difference due to the work function difference, and the toner base particles 8a. And the large-diameter hydrophobic negatively-charged silica 14 and the large-particle-size hydrophobic positively-charged silica 16 are fixed to the surface of the toner base particles 8a. The surface of the mother particle 8 a is evenly covered with the hydrophobic negatively charged silica 13, 14, the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15, and the hydrophobic positively charged silica 16.
[0060]
Therefore, the characteristics that are difficult to be embedded in the toner base particles 8a of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15 and the charge adjusting function can be utilized more effectively, and the hydrophobic negatively-charged silica 13 and 14 can be effectively utilized. The toner base particle 8a has a function in which the inherent characteristics of negative charging performance and fluidity possessed and the inherent characteristics of the hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide 15 which are relatively low resistance and negative overcharge prevention characteristics are combined. Can be granted. As a result, the fluidity of the negatively charged toner 8 can be prevented from being lowered and negative overcharge can be prevented. As a result, better negative charge characteristics can be obtained. As a result, generation and fogging of the reverse transfer toner can be prevented. It can be effectively suppressed. Therefore, the negatively charged toner 8 is more stable in negative charge for a longer period of time, and gives a stable image quality in continuous printing.
[0061]
In addition to this, the positively chargeable silica 16 having a large particle diameter exhibits the function of a microcarrier, so that the rising of the charge of the toner base particles 8a can be accelerated. As a result, the reverse transfer toner and fog are more effectively suppressed.
In particular, the addition amount (weight) of the positively charged silica 16 having a large particle size is set to 30% or less of the total added weight of the hydrophobic negatively charged silica 13, 14. 13 and 14 are preferable because the functions of the positively chargeable silica 16 having a large particle diameter can be effectively exhibited without impairing the aforementioned functions.
[0062]
Further, the total amount (weight) of the hydrophobic negatively-charged silica 13, 14 is added more than the total amount (weight) of the hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide 15 and the hydrophobic positively-charged silica 16. The negative charging of the charged toner 8 is stabilized for a longer period. Accordingly, the fogging of the non-image portion is further suppressed, the transfer efficiency is further improved, and the generation of the reverse transfer toner is further effectively suppressed.
[0063]
Further, even when the same amount of fluidizing agent is added, the use of the positively-charged silica 16 having a large particle diameter may lower the fixing property compared to the case where a positively-charged silica having a small particle diameter is used. Less fog and reverse transfer toner.
[0064]
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a non-contact one-component development method using the negatively charged toner 8 of this example, and FIG. 4 is a contact one-component development method using the negatively charged toner 8 of this example. FIG. 3 and 4, 1 is an organic photoreceptor, 2 is a corona charger, 3 is exposure, 4 is a cleaning blade, 5 is a transfer roller, 6 is a supply roller, 7 is a regulating blade, 8 is a negatively charged toner, 9 Is a transfer material, 10 is a developing roller, and L is a developing gap in a non-contact one-component developing process.
[0065]
The organic photoreceptor 1 may be an organic single layer type in which the organic photosensitive layer is a single layer or an organic laminated type in which the organic photosensitive layer is a multilayer.
As shown in FIG. 5A, the organic multi-layer photosensitive body 1 is formed by sequentially laminating a photosensitive layer composed of a charge generation layer 1c and a charge transport layer 1d on an electroconductive support 1a via an undercoat layer 1b. Is.
[0066]
As the conductive support 1a, a known conductive support can be used. Ten Those having conductivity of Ω · cm or less, for example, tubular materials obtained by cutting aluminum alloy, tubular materials obtained by depositing aluminum on polyethylene terephthalate film or imparting conductivity by conductive paint, conductive polyimide resins It can form from the tubular thing formed by forming. Examples of other shapes include belt-like, plate-like, and sheet-like supports, and examples of other materials and shapes include metal belts that are seamlessly made of nickel electroformed tubes and stainless steel tubes. It can be preferably used.
[0067]
As the undercoat layer 1b provided on the conductive support 1a, a known undercoat layer can be used. For example, the undercoat layer 1b is provided for the purpose of improving adhesion, preventing moire, improving the coatability of the upper charge generation layer 1c, and reducing the residual potential during exposure. The resin used for the undercoat layer 1b is preferably a resin having a high resistance to dissolution with respect to the solvent used for the photosensitive layer because a photosensitive layer having the charge generation layer 1c is applied thereon. Usable resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as vinyl acetate, copolymer nylon, and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, and epoxy resin. It can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may make these resins contain metal oxides, such as titanium dioxide and a zinc oxide.
[0068]
As the charge generation pigment in the charge generation layer 1c, a known material can be used. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having a fluorene skeleton, azo pigments having an oxadiazole skeleton, azo pigments having a bis-stilbene skeleton, azo pigments having a distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having a distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments Indigoid pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation pigments can be used alone or in combination of two or more.
[0069]
Examples of the binder resin in the charge generation layer 1c include polyvinyl butyral resin, partially acetalized polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. The component ratio of the binder resin and the charge generating material is used in the range of 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0070]
A known material can be used as the charge transport material constituting the charge transport layer 1d, and there are an electron transport material and a hole transport material. Examples of the electron transporting material include electron accepting materials such as chloranil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, paradiphenoquinone derivatives, benzoquinone derivatives, and naphthoquinone derivatives. . These electron transport materials can be used alone or in combination of two or more.
[0071]
As hole transport materials, oxazole compounds, oxadiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine compounds, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, stilbene compounds, phenazine compounds, benzofuran compounds, butadiene compounds, benzidine compounds, styryl compounds and these compounds And derivatives thereof. These electron donating substances can be used alone or in combination of two or more.
[0072]
The charge transport layer 1d may contain an antioxidant, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber and the like for preventing the deterioration of these substances.
As the binder resin in the charge transport layer 1d, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, silicone resin, and the like can be used. Polycarbonate is preferred in view of compatibility with the charge transport material, film strength, solubility, and stability as a paint. The composition ratio of the binder resin and the charge transport material is used in a range of 25 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0073]
In order to form the charge generation layer 1c and the charge transport layer 1d, a coating solution may be used, and the solvent varies depending on the type of the binder resin. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone Ketones such as N, N-dimethylformamide, amides such as N, N-dimethylacetamide, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, chloroform, chloride Aliphatic halogenated hydrocarbons such as methylene, dichloroethylene, carbon tetrachloride, and trichloroethylene, or aromatics such as benzene, toluene, xylene, and monochlorobenzene can be used.
The charge generating pigment may be dispersed and mixed using a mechanical method such as a sand mill, ball mill, attritor, or planetary mill.
[0074]
Coating methods for the undercoat layer 1b, the charge generation layer 1c, and the charge transport layer 1d include dip coating, ring coating, spray coating, wire bar coating, spin coating, blade coating, roller coating, and air knife coating. Method such as law is used. In addition, the drying after coating is preferably performed by drying at room temperature and then heating and drying at a temperature of 30 to 200 ° C. for 30 to 120 minutes. The film thickness after drying in the charge generation layer 1c is in the range of 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 3 μm. In the charge transport layer 1d, the thickness is in the range of 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm.
[0075]
Further, the organic single-layer type photoreceptor 1 is charged on the conductive support 1a described in the organic laminated photoreceptor 1 described above via a similar undercoat layer 1b as shown in FIG. 5B. It is produced by coating and forming a single-layer organic photosensitive layer 1e composed of a generator, a charge transport agent, a sensitizer and the like, a binder, a solvent and the like. The organic negatively charged single layer type photoconductor may be produced according to the method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-19746.
[0076]
Examples of the charge generator in the single-layer organic photosensitive layer 1e include phthalocyanine pigments, azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, quinothiaton pigments, indigo pigments, bisbenzimidazole pigments, and quinacridone pigments. Are phthalocyanine pigments and azo pigments. Examples of the charge transport agent include hydrazone-based, stilbene-based, phenylamine-based, arylamine-based, diphenylbutadiene-based, oxazole-based organic hole-transporting compounds, and sensitizers include various electron-withdrawing organic compounds. Examples thereof include paradiphenoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives and chloranil which are also known as electron transport agents. Examples of the binder include thermoplastic resins such as polycarbonate resin, polyarylate resin, and polyester resin.
[0077]
The composition ratio of each component is 40 to 75% by weight of binder, 0.5 to 20% by weight of charge generator, 10 to 50% by weight of charge transport agent, and 0.5 to 30% by weight of sensitizer, preferably binder. 45 to 65% by weight, charge generating agent 1 to 20% by weight, charge transporting agent 20 to 40% by weight, and sensitizer 2 to 25% by weight. The solvent is preferably a solvent that is not soluble in the undercoat layer, and examples thereof include toluene, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.
[0078]
Each component is pulverized / dispersed and mixed with a stirrer such as a homomixer, a ball mill, a sand mill, an attritor, or a paint conditioner to obtain a coating solution. The coating solution is applied and dried on the undercoat layer by dip coating, ring coating, spray coating, or the like so as to have a film thickness of 15 to 40 μm, preferably 20 to 35 μm, to obtain a single-layer organic photoreceptor layer 1e.
[0079]
The organic photoreceptor 1 thus configured is a photoreceptor drum having a diameter of 24 to 86 mm and rotating at a surface speed of 60 to 300 mm / s. After the surface is uniformly negatively charged by the corona charger 2, By performing exposure 3 according to information to be recorded, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum.
[0080]
A developing device 10 having a developing roller 11 is a one-component developing device 10, which reversely develops an electrostatic latent image on the organic photoreceptor 1 by supplying a negatively charged toner 8 onto the organic photoreceptor 1, thereby forming a visible image. It is to become. A negatively charged toner 8 is stored in the developing device 10, and the toner is supplied to the developing roller 11 by a supply roller 6 that rotates counterclockwise as shown in FIG. 3. The developing roller 11 rotates counterclockwise as shown in the drawing, and with the toner 8 conveyed by the supply roller 6 adsorbed on the surface thereof, the developing roller 11 conveys the toner to the contact portion with the organic photoreceptor 1 rotating clockwise. The electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is visualized.
[0081]
The developing roller 11 is, for example, a roller having a diameter of 16 to 24 mm, a metal pipe plated or blasted, or a volume resistance value 10 made of NBR, SBR, EPDM, urethane rubber, silicon rubber or the like on the peripheral surface of the central shaft. Four -10 8 A conductive elastic layer having a resistance of Ω · cm and a hardness of 40 to 70 ° (Asker A hardness) is formed, and a developing bias voltage is applied from a power source (not shown) through the shaft and central axis of the pipe. Is done.
[0082]
As the regulating blade 7, SUS, phosphor bronze, rubber plate, a thin metal plate and a rubber chip bonded to each other are used, but the developing roller 11 is biased by a spring or the like (not shown) or as an elastic body. It is pressed at a linear pressure of 20 to 60 gf / cm using a repulsive force, and the toner layer thickness on the developing roller 11 is 5 to 20 μm, preferably 6 to 15 μm. Is preferably 1 to 1.8 layers.
[0083]
In the non-contact developing type image forming apparatus, the developing roller 11 and the organic photoreceptor 1 are opposed to each other through the developing gap L. The developing gap L may be 100 to 350 μm, and is not shown. The development bias of the direct current voltage (DC) is -200 to -500 V, and the alternating voltage (AC) superimposed on this is preferably 1.5 to 3.5 kHz and a PP voltage of 1000 to 1800 V. Further, in the non-contact developing method, the peripheral speed of the developing roller 11 rotating counterclockwise is 1.0 to 2.5, preferably 1.2 with respect to the organic photoreceptor 1 rotating clockwise. A peripheral speed ratio of ~ 2.2 is preferable.
[0084]
The developing roller 11 rotates counterclockwise as shown in the drawing, and the negatively charged toner 8 conveyed by the supply roller 6 is conveyed to the portion facing the organic photoreceptor 1 while adsorbed on the surface thereof. The negatively charged toner 8 is developed by vibrating between the surface of the developing roller 11 and the surface of the organic photosensitive member 1 by applying an alternating voltage superimposed on the opposing portion of the organic photosensitive member 1 and the developing roller 11. Is done. In the present invention, the toner particles can be brought into contact with the surface of the developing roller 11 while the toner 8 vibrates between the surface of the developing roller 11 and the surface of the organic photoreceptor 1 by application of an alternating voltage. Therefore, it is considered that a positively charged toner having a small particle diameter can be negatively charged and fog toner can be reduced.
[0085]
Further, a transfer material 9 such as paper or an intermediate transfer medium (not shown in FIG. 3; shown in FIG. 5 described later) is sent between the organic photoreceptor 1 and the transfer roller 5 visualized. The pressing load applied to the organic photoreceptor 1 by the transfer roller 5 is 20 to 70 gf / cm, preferably 25 to 50 gf / cm, which is the same as that of the contact developing method.
[0086]
The non-contact development process shown in FIG. 3 and the non-contact development process shown in FIG. 4 are combined with a developing device and a photoreceptor 1 using four color toners (developers) composed of yellow Y, cyan C, magenta M, and black K, respectively. Then, a full color image forming apparatus capable of forming a full color image is obtained. As this full-color image forming apparatus, a four-cycle system (details will be described later) comprising the four color developing devices shown in FIG. 6 and a rotatable latent image carrier (described later), the four color developing devices and the latent image carriers. There are a tandem system in which the bodies are arranged in a row, and a rotary system in which one latent image carrier and a four-color rotatable developing device are combined.
[0087]
Next, an example of producing a negatively charged toner used in the image forming apparatus of the present invention, and an image obtained by the non-contact or contact one-component development process shown in FIG. 6 having the basic configuration shown in FIG. 3 using the negatively charged toner. An example of producing an organic photoreceptor and a transfer medium of the forming apparatus will be described. Note that the image forming apparatus shown in FIG. 6 can also perform a contact one-component development process. In the image formation test described later, a test using the contact one-component development process was also performed using this image forming apparatus. However, in the following description, this image forming apparatus basically performs a non-contact one-component development process.
[0088]
(Example of production of negatively charged toner)
The negatively charged toner 8 was prepared for both the above-described polymerization toner and pulverization toner. In that case, the fluidity improver (external additive) used in the preparation of the toner of each example is a hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (20 nm) having a major axis length of 20 nm and subjected to a silane coupling treatment. Hydrophobic negatively chargeable vapor phase silica (7 nm) surface-treated with hexamethyldisilane (HMDS) having a small particle diameter of 7 nm, the same as that of a small particle diameter having an average primary particle diameter of 12 nm Hydrophobized negatively chargeable vapor phase method silica (12 nm), small particle size with an average primary particle size of 16 nm, similarly hydrophobicized negatively chargeable vapor phase method silica (16 nm), average primary Positively charged by a large particle size of 40 nm, negatively charged negatively charged vapor-phase silica (40 nm), and aminosilane (AS) of large particle size having an average primary particle size of 30 nm. surface Physical hydrophobic positively chargeable fumed silica (30nm) ▲ 1 ▼ (silica shown in Table 4 below ▲ 1 ▼) is any combination of. Further, for the comparative example of the present invention, two types of positively charged gas phase method silica (12 nm) having a small particle diameter and an average primary particle diameter of 12 nm that have been similarly hydrophobized (12 nm) (2), (3) (Silica (2), (3) shown in Table 4 described later) was produced. The results of measuring these work functions Φ are shown in Table 3. In addition, each work function (PHI) was measured by the above-mentioned photoelectron spectrometer AC-2 by Riken Keiki Co., Ltd. with the irradiation light quantity 500nW.
[0089]
[Table 3]
Figure 0003698203
[0090]
As can be seen from Table 3, the work function Φ of each hydrophobized rutile-anatase-type titanium oxide (20 nm) was 5.64 eV, and the normalized photoelectron yield at this time was 8.4. Further, the work function Φ of the negatively chargeable vapor phase silica (7 nm) was 5.18 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.1. Further, the work function Φ of the negatively chargeable vapor phase silica (12 nm) was 5.22 eV, and the normalized photoelectron yield was 5.1. Furthermore, the work function Φ of negatively chargeable vapor phase silica (16 nm) was 5.19 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.8. Further, the work function Φ of the negatively chargeable vapor phase silica (40 nm) was 5.24 eV, and the normalized photoelectron yield was 5.2. Further, the work function Φ of the positively chargeable vapor phase silica (30 nm) (1) was 5.37 eV, and the normalized photoelectron yield was 11.5. Furthermore, the positively chargeable vapor phase method silica (12 nm 2 has a work function Φ of 5.13 eV and a normalized photoelectron yield of 10.7. Further, the positively chargeable vapor phase method silica (12 nm) The work function Φ of (3) was 5.14 eV, and the normalized photoelectron yield was 7.8.
[0091]
(1) Preparation of examples of emulsion polymerization toner and comparative examples
(a) Production of emulsion polymerization toners of Example 1, Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3
A monomer mixture comprising 80 parts by weight of styrene monomer, 20 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of acrylic acid,
・ 105 parts by weight of water
-Nonionic emulsifier 1 part by weight
・ Anionic emulsifier 1.5 parts by weight
・ 0.55 parts by weight of potassium persulfate
The mixture was added to the water-soluble mixture consisting of the following, stirred in a nitrogen stream, and polymerized at 70 ° C. for 8 hours. After the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white resin emulsion having a particle size of 0.25 μm.
[0092]
next,
・ 200 parts by weight of this resin emulsion
・ Polyethylene wax emulsion {manufactured by Sanyo Chemical Industries Ltd.} 20 parts by weight
・ Phthalocyanine blue 7 parts by weight
Is dispersed in water containing 0.2 part by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant, pH is adjusted to 5.5 by adding diethylamine, and 0.3 part by weight of aluminum sulfate as an electrolyte is stirred. Then, the mixture was stirred at high speed with a TK homomixer and dispersed.
[0093]
Further, 40 parts by weight of styrene monomer, 10 parts by weight of butyl acrylate and 5 parts by weight of zinc salicylate were added together with 40 parts by weight of water, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring under a nitrogen stream, and hydrogen peroxide was added. And polymerized for 5 hours to grow particles. After the termination of the polymerization, the temperature was raised to 95 ° C. and maintained for 5 hours while adjusting the pH to 5 or more in order to increase the association of the secondary particles and the film-forming bond strength. Thereafter, the obtained particles were washed with water and vacuum dried at 45 ° C. for 10 hours to obtain mother particles of cyan toner.
[0094]
As a result of the measurement, the mother particles of the obtained cyan toner are toners having an average particle diameter of 6.8 μm and a circularity of 0.98. The work function of the toner particles is 5.57 eV as measured by the surface analyzer. Met. A small particle size negative charge having an average primary particle size of about 7 nm of negatively chargeable hydrophobic silica surface-treated with hexamethyldisilazane (HMDS), which is a fluidity improver, by weight ratio with respect to the mother particles of the cyan toner. An additive mixed toner was prepared by adding 1% by weight of silica 13 and 1% by weight of negatively-charged hydrophobic silica 14% having a large average particle diameter of about 40 nm and having an average primary particle diameter of about 40 nm.
[0095]
Then, three kinds of positively charged hydrophobic silicas shown in Table 4 in which hydrophobic silica was surface-treated with aminosilane (AS) were prepared, and these positively charged hydrophobic silicas were respectively added to the above-mentioned additive mixed toner. The toner of Example 1 of the present invention and the toners of Comparative Examples 1 and 2 were prepared by adding 0.5% by weight, respectively. Further, a toner in which none of these positively chargeable hydrophobic silicas was added to the prepared additive mixed toner (that is, additive mixed toner) was used as the toner of Comparative Example 3.
[0096]
[Table 4]
Figure 0003698203
[0097]
As shown in Table 4, the positively chargeable hydrophobic silica (silica (1)) used in the toner of Example 1 has a positive chargeability to the ferrite carrier of +150 μc / g and an average primary particle size of about 30 nm. It is. In addition, the positively chargeable hydrophobic silica (silica (2)) used in the toner of Comparative Example 1 has a positive chargeability to the ferrite carrier of +280 μc / g and an average primary particle size of about 12 nm. Further, the positively chargeable hydrophobic silica (silica (3)) used in the toner of Comparative Example 2 has a positive chargeability with respect to the ferrite carrier of +380 μc / g and an average primary particle size of about 12 nm. The work functions of these silicas (1), (2) and (3) are smaller than the work functions of the cyan toner base particles, as is apparent from the measurement results. The work functions of the toners of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were 5.51 eV, 5.50 eV, 5.50 eV, and 5.45 eV, respectively, as a result of measurement.
[0098]
(b) Preparation of emulsion polymerization toners of Example 2, Comparative Example 4, Comparative Example 5 and Comparative Example 6
In the preparation of the cyan emulsion polymerization toner of Example 1 described above, the pigment was changed to quinacridone instead of the phthalocyanine blue pigment, and the temperature for increasing the association of the secondary particles and the film-forming bond strength was maintained at 90 ° C. Thus, toner mother particles of magenta toner having a circularity of 0.97 and a toner mother particle work function of 5.65 eV were prepared. The external additive treatment was performed in the same manner as in the toner of Example 1 of the present invention and the toners of Comparative Examples 1 to 3, and the toners of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6 of the present invention were respectively used. Produced. At this time, the work functions of silica (1), (2) and (3) are all smaller than the work function of the mother particles of the magenta toner, and the work functions of the toners of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6 are as follows. Were 5.59 eV, 5.58 eV, 5.58 eV, and 5.53 eV, respectively, as a result of measurement.
[0099]
(c) Production of emulsion polymerization toner of Example 3
The rutile-anatase type titanium oxide hydrophobized with the silane coupling agent of the rutile-anatase type mixed crystal ratio of 10% rutile and 90% anatase type to the cyan toner of Example 1 (hydrophobic degree 58%, specific surface area) 150m 2 / G) was added and mixed in an amount of 0.5%, and 0.5% of silica (1) shown in Table 4 was added and mixed to prepare a toner of Example 3 of the present invention. At this time, the work function of the rutile-anatase type titanium oxide is larger than the work functions of the negatively chargeable silicas 13 and 14 and the positively chargeable silica 16, and is substantially the same as or equal to the work function of the toner base particles 8a of the cyan toner. It is set larger. As a result of specific measurement, the work function of rutile-anatase type titanium oxide was 5.64 eV, and the work function of the toner of Example 3 was 5.58 eV.
[0100]
(2) Production of examples of pulverized toner
(a) Preparation of pulverized toners of Example 4, Example 5, Comparative Example 7, and Comparative Example 8
50:50 (weight ratio) mixture of polycondensed polyester of aromatic dicarboxylic acid and alkylene etherified bisphenol A and a partially cross-linked product of polycondensed polyester with a polyvalent metal compound (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 100 weight 5 parts by weight of cyan pigment phthalocyanine blue, 3 parts by weight of polypropylene having a melting point of 152 ° C. and a Mw of 4000 as a release agent, and a salicylic acid metal complex E-81 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) as a charge control agent ) After 4 parts by weight were uniformly mixed using a Henschel mixer, the mixture was kneaded with a twin screw extruder having an internal temperature of 150 ° C. and cooled. This cooled product was coarsely pulverized to 2 mm square or less, and this coarsely pulverized product was finely pulverized by a jet mill and classified by a classifier to obtain a toner having an average particle diameter of 7.6 μm and a circularity of 0.91. Further, the work function of the toner base particles was 5.46 eV as a result of measurement.
[0101]
The obtained toner base particles have a weight ratio of about 0.1 nm of negatively chargeable hydrophobic silica surface-treated with a fluidity improver hexamethyldisilazane (HMDS) having an average primary particle diameter of about 12 nm. 0.5% by weight of 8% by weight of the same surface-treated negatively charged hydrophobic silica having an average primary particle diameter of about 40 nm is added and mixed, and the mixed toner is a rutile-anatase type mixed crystal ratio of rutile. Rutile-anatase type titanium oxide hydrophobized with a silane coupling agent of 10% by weight type and 90% anataza type (hydrophobic degree 58%, specific surface area 150 m 2 / G) was added and mixed at 0.4% by weight to prepare an additive mixed toner.
[0102]
Then, 0.2% of positively charged hydrophobic silica (silica (1)) having a large particle size (average primary particle size: about 30 nm) shown in Table 4 in which hydrophobic silica was surface-treated with aminosilane (AS) was added. The toner of Example 4 of the present invention was prepared by mixing. Further, 0.2% of positively charged hydrophobic silica (silica (2)) having a small particle diameter (average primary particle diameter: about 12 nm) shown in Table 4 was similarly added and mixed, and the toner of Comparative Example 7 was mixed. Produced. Further, a toner of Comparative Example 8 in which these positively charged hydrophobic silica was not added was prepared.
[0103]
Further, toner base particles were prepared in the same manner as described above by changing the pigment to quinacridone instead of phthalocyanine blue. The work function of the produced toner base particles was 5.57 eV as a result of measurement. The toner base particles were subjected to an external additive treatment in the same manner as in Example 4 to prepare a toner of Example 5 of the present invention. As a result of the measurement, the work functions of the toners of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 7 and 8 were 5.45 eV, 5.56 eV, 5.44 eV, and 5.46 eV, respectively.
[0104]
(b) Preparation of pulverized toner of Example 6 and Example 7
According to the toner preparation example of Example 4 of the present invention, yellow toner base particles using Pigment Yellow 180 and black toner base particles using carbon black were prepared. As a result of measurement, the work functions of these toner base particles were 5.62 eV for the yellow toner base particles and 5.72 eV for the black toner base particles. Then, these yellow toner base particles and black toner base particles were subjected to external additive treatment in the same manner as in the case of the toner of Example 4, and the toners of Examples 6 and 7 of the present invention were respectively obtained. Was made. As a result of the measurement, the work functions of the toners of Examples 6 and 7 were 5.61 eV and 5.71 eV, respectively.
[0105]
(Example of image forming apparatus by non-contact or contact one-component development process)
As an image forming apparatus using the non-contact one-component development process shown in FIG. 3 or an image forming apparatus using the contact one-component development process shown in FIG. 4, there is a full-color printer capable of the non-contact development process and the contact development process shown in FIG. In FIG. 6 showing this full-color printer, reference numeral 100 denotes an image carrier cartridge in which an image carrier unit is incorporated. In this example, a negative charge electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a negative photosensitive electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive member cartridge) having a work function having a relative relationship of the present invention is configured as a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member and the developing unit can be individually mounted. (Also simply referred to as a photoconductor) 140 is driven to rotate in the direction of the arrow shown by an appropriate driving means (not shown). A charging roller 160 as a charging unit, a developing device 10 (Y, M, C, K) as a developing unit, an intermediate transfer device 30 and a cleaning unit 170 are arranged around the photosensitive member 140 along the rotation direction. The
[0106]
The charging roller 160 contacts the outer peripheral surface of the photoconductor 140 and uniformly charges the outer peripheral surface. The exposure unit 40 selectively exposes L1 according to desired image information on the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 140, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 140 by this exposure L1. The electrostatic latent image is developed with a developer applied by the developing device 10.
[0107]
As the developing unit 10, a yellow developing unit 10Y, a magenta developing unit 10M, a cyan developing unit 10C, and a black developing unit 10K are provided. These developing units 10Y, 10C, 10M, and 10K are configured to be swingable. Only the developing roller (developer carrier) 11 of one developing unit is selectively set with a predetermined developing gap L with respect to the photosensitive member 140 in the case of the non-contact developing process, and contact developing In the case of a process, the photosensitive member 140 can be pressed. These developing units 10 hold negatively charged toners having a work function relative to the work function of the photosensitive member on the developing roller, and these developing units 10 include yellow Y, magenta M, cyan. The toner of either C or black K is applied to the surface of the photoreceptor 140 to develop the electrostatic latent image on the photoreceptor 140. The developing roller 11 is a hard roller, for example, a metal roller having a roughened surface. The developed toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 36 of the intermediate transfer device 30. The cleaning unit 170 includes a cleaner blade that scrapes off the toner T adhering to the outer peripheral surface of the photoconductor 140 after the transfer, and a cleaning toner recovery unit that receives the toner scraped off by the cleaner blade.
[0108]
The intermediate transfer device 30 includes a driving roller 31, four driven rollers 32, 33, 34, and 35, and an endless intermediate transfer belt 36 that is stretched around these rollers. The driving roller 31 is rotationally driven at substantially the same peripheral speed as that of the photosensitive member 140 by a gear (not shown) fixed to the end of the driving roller 31 engaging with the driving gear of the photosensitive member 140, so that the intermediate transfer belt 36 is photosensitive. The body 140 is driven to circulate in the direction indicated by the arrow at substantially the same peripheral speed as the body 140.
[0109]
The driven roller 35 is disposed at a position where the intermediate transfer belt 36 is pressed against the photoconductor 140 by its own tension between the driven roller 35 and the primary roller at the press-contact portion between the photoconductor 140 and the intermediate transfer belt 36. A transfer portion T1 is formed. The driven roller 35 is disposed near the primary transfer portion T1 on the upstream side in the circulation direction of the intermediate transfer belt.
[0110]
An electrode roller (not shown) is disposed on the driving roller 31 via an intermediate transfer belt 36, and a primary transfer voltage is applied to the conductive layer of the intermediate transfer belt 36 via this electrode roller. The driven roller 32 is a tension roller, and biases the intermediate transfer belt 36 in the tension direction by a biasing means (not shown). The driven roller 33 is a backup roller that forms the secondary transfer portion T2. A secondary transfer roller 38 is disposed opposite to the backup roller 33 via an intermediate transfer belt 36. A secondary transfer voltage is applied to the secondary transfer roller, and the secondary transfer roller can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 36 by a contact and separation mechanism (not shown). The driven roller 34 is a backup roller for the belt cleaner 39. The belt cleaner 39 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 36 by a contact and separation mechanism (not shown).
[0111]
The intermediate transfer belt 36 includes a multilayer belt having a conductive layer and a resistance layer formed on the conductive layer and pressed against the photoreceptor 140. The conductive layer is formed on an insulating substrate made of a synthetic resin, and a primary transfer voltage is applied to the conductive layer via the electrode roller described above. Note that the conductive layer is exposed in a belt shape by removing the resistance layer in a belt shape at the belt side edge, and the electrode roller is brought into contact with the exposed portion.
[0112]
In the process in which the intermediate transfer belt 36 is circulated, the toner image on the photoconductor 140 is transferred onto the intermediate transfer belt 36 at the primary transfer portion T1, and the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 36 is transferred to the secondary transfer belt 36. In the transfer portion T2, the image is transferred to a sheet (recording material) S such as paper supplied between the secondary transfer roller 38 and the transfer portion T2. The sheet S is fed from the sheet feeding device 50 and is supplied to the secondary transfer portion T2 by the gate roller pair G at a predetermined timing. Reference numeral 51 denotes a paper feed cassette, and 52 denotes a pickup roller.
[0113]
The toner image secondarily transferred by the secondary transfer portion T2 is fixed by the fixing device 60, and is discharged onto the sheet receiving portion 81 formed on the case 80 of the apparatus main body through the paper discharge path 70. This image forming apparatus has two paper discharge paths 71 and 72 that are independent from each other as the paper discharge path 70, and the sheet that has passed through the fixing device 60 passes through one of the paper discharge paths 71 or 72. Discharged. The sheet discharge paths 71 and 72 also constitute a switchback path. When an image is formed on both sides of a sheet, the sheet once entered the sheet discharge path 71 or 72 passes through the return roller 73. The paper is fed again toward the secondary transfer portion T2.
[0114]
Next, an example of manufacturing each component of the image forming apparatus will be described.
(Production Example 1 of organic photoreceptor [1 in FIGS. 3 and 4, 140 in FIG. 6))
In the production of the organic laminated photoreceptor 1 of Production Example 1, first, an alcohol-soluble nylon {manufactured by Toray Industries, Inc.) is used as an undercoat layer 1b on the peripheral surface of an aluminum base tube having a diameter of 85.5 mm. “CM8000”} and 6 parts by weight of aminosilane-treated titanium oxide fine particles in 100 parts by weight of methanol were dissolved and dispersed in a coating solution by the ring coating method, and the temperature was 100 ° C. for 40 minutes. By drying, an undercoat layer 1b having a film thickness of 1.5 to 2 μm was formed.
[0115]
Next, 1 part by weight of oxytitanyl phthalocyanine pigment as a charge generating pigment, 1 part by weight of butyral resin {BX-1, Sekisui Chemical Co., Ltd.}, 100 parts by weight of dichloroethane, and a sand mill using φ1 mm glass beads For 8 hours to obtain a pigment dispersion, and the obtained pigment dispersion is applied on the undercoat layer 1b by a ring coating method and dried at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a charge having a thickness of 0.3 μm. The generation layer 1c was formed.
[0116]
On this charge generation layer 1c, 40 parts by weight of a charge transport material of a styryl compound of the following structural formula (1) and 60 parts by weight of a polycarbonate resin (Panlite TS, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) are dissolved in 400 parts by weight of toluene. Then, coating and drying were performed by a dip coating method so that the dry film thickness was 22 μm to form a charge transport layer 1d, and an organic laminated photoreceptor 1 (OPC1) having a photosensitive layer composed of two layers was produced.
A part of the obtained organic laminated photoreceptor 1 is cut out to obtain a sample piece, and the work function of this sample piece is irradiated using a commercially available surface analyzer {AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.}. When measured with an amount of light of 500 nW, it showed 5.48 eV.
[0117]
[Chemical 1]
Figure 0003698203
[0118]
(Production Example 2 of an organic photoreceptor [1 in FIGS. 3 and 4, 140 in FIG. 6))
In the production of the organic laminated photoreceptor 1 of Production Example 2, a nickel electroformed tube having a seamless thickness of 40 μm and a diameter of 85.5 mm was used for the conductive support 1a, and the distyryl of the following structural formula (2) was used as the charge transfer agent. An organic multilayer photoreceptor 1 (OPC2) was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the compound was used. The work function of this organic laminated photoreceptor was measured in the same manner and was 5.50 eV.
[0119]
[Chemical formula 2]
Figure 0003698203
[0120]
(Example of production of developing roller 11)
The developing roller 11 was subjected to nickel plating (thickness: 23 μm) on the surface of an aluminum pipe having a diameter of 18 mm to obtain a surface with a surface roughness (Ra) of 4 μm. When a part of the surface of the developing roller 11 was cut out and the work function was measured in the same manner, it was 4.58 eV.
[0121]
(Example of production of toner regulating blade)
The toner regulating blade 7 was prepared by attaching a 1.5 mm thick conductive urethane rubber chip to a 80 μm thick SUS plate with a conductive adhesive. At this time, the work function of the urethane part was about 5 eV.
[0122]
(Example of production of transfer medium for intermediate transfer device)
An intermediate conductive layer which is a conductive layer in the intermediate transfer belt 36 which is a transfer medium of the intermediate transfer device 30 is
On a polyethylene terephthalate resin film having a thickness of 130 μm deposited with aluminum,
・ 30 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer
Conductive carbon black 10 parts by weight
Methyl alcohol 70 parts by weight
A uniform dispersion liquid was formed by coating and drying by a roll coating method so that the thickness became 20 μm.
[0123]
Next, a transfer layer which is a resistance layer is formed on the intermediate conductive layer.
Figure 0003698203
A coating solution obtained by mixing and dispersing the composition was similarly applied and dried by a roll coating method so as to have a thickness of 10 μm.
[0124]
Then, this coated sheet was cut to a length of 540 mm, the coated surface was faced up, the ends were aligned, and ultrasonic welding was performed to produce an intermediate transfer belt 36. The volume resistance of the intermediate transfer belt 36 is 2.5 × 10. Ten It was Ω · cm. The work function was 5.37 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.90.
[0125]
(Fixer preparation example)
The fixing device 60 includes two pressure rollers (load of about 38 kgf), a heater roller and a press roller. The heater roller contained a halogen lamp 600w, and PFA was formed to a thickness of 50 μm on silicon rubber 2.5 mm (60 ° JISA) to a thickness of φ40. The press roller contained a halogen lamp 300w, and PFA was formed to a thickness of 50 μm on silicon rubber 2.5 mm (60 ° JISA) to a thickness of φ40. The fixing temperature is set to 190 ° C.
[0126]
The outline of the operation of the full-color printer configured as described above is as follows.
(i) When a print command signal (image formation signal) from a host computer (not shown) or the like (personal computer or the like) is input to the control unit 90 of the image forming apparatus, the photosensitive member 140, each roller 11 of the developing device 10, and The intermediate transfer belt 36 is driven to rotate.
[0127]
(ii) The outer peripheral surface of the photoreceptor 140 is uniformly charged by the charging roller 160.
(iii) The exposure unit 40 selectively exposes L1 according to the image information of the first color (for example, yellow) on the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 140, thereby forming an electrostatic latent image for yellow. Is done.
[0128]
(iv) On the photoconductor 140, only the developing roller of the developing device 10Y for the first color, eg, yellow, is set with a predetermined developing gap L with respect to the photoconductor 140 or comes into contact with the photoconductor 140. As a result, the electrostatic latent image is subjected to non-contact development or contact development, and a yellow toner image of the first color is formed on the photoreceptor 140.
(v) The intermediate transfer belt 36 is applied with a primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner, and the toner image formed on the photoreceptor 140 is transferred onto the intermediate transfer belt 36 at the primary transfer portion T1. The At this time, the secondary transfer roller 38 and the belt cleaner 39 are separated from the intermediate transfer belt 36.
[0129]
(vi) After the toner remaining on the photoconductor 140 is removed by the cleaning unit 170, the photoconductor 140 is neutralized by the neutralizing light L2 from the removing unit 41.
(vii) The above operations (ii) to (vi) are repeated as necessary. That is, the second color, the third color, and the fourth color are repeated according to the print command signal, and a toner image according to the content of the print command signal is superimposed on the intermediate transfer belt 36 to be formed.
[0130]
(viii) The sheet S is fed from the sheet feeding device 50 at a predetermined timing, and immediately before or after the leading edge of the sheet S reaches the secondary transfer portion T2 (in short, an intermediate transfer belt at a desired position on the sheet S). The secondary transfer roller 38 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 36 (basically, a full-color image in which four color toner images are superimposed) onto the sheet S at the timing when the toner image on 36 is transferred. Is done. Further, the belt cleaner 39 contacts the intermediate transfer belt 36, and the toner remaining on the intermediate transfer belt 36 after the secondary transfer is removed.
[0131]
(ix) The toner image on the sheet S is fixed by passing the sheet S through the fixing device 60, and then the sheet S is directed to a predetermined position (in the case of non-double-sided printing, toward the sheet receiving unit 81, double-sided printing). In this case, the toner is conveyed to the return roller 73 via the switchback path 71 or 72.
[0132]
(Imaging test and test results)
(Image formation test 1)
A non-contact development method in which the development gap L is set to 220 μm using a full-color printer capable of the non-contact development process shown in FIG. 6 and using the organic photoreceptor 1 (imaging condition: bright potential of the organic photoreceptor 1 −600 V) Example 1 of the present invention shown in Table 4 in the cyan developing device 10 (C) with the dark potential of the organic photoreceptor 1 of −80 V, DC developing bias of −300 V, AC developing bias of 1.35 kV, and AC frequency of 2.5 kHz. And the toners of Comparative Examples 1 and 2 were set, and images were formed so that the solid image density was about 1.1 to 1.2. The charge characteristic amount of the cyan toner on the developing roller 11 at that time was measured with a commercially available charge amount distribution measuring device E-SPART analyzer EST-3 type manufactured by Hosokawa Micron Corporation. Further, the fog toner on the organic photoreceptor 1 at that time was measured by the tape transfer method, and the reverse transfer toner transferred from the transfer belt 36 to the organic photoreceptor 1 at the time of printing the second color was also measured by the tape transfer method. . The tape transfer method is a method in which Sumitomo 3M's mending tape is affixed onto the toner, fog toner or reverse transfer toner is transferred onto the tape, and then affixed onto white paper, and the density is measured with a reflection densitometer from the tape. The fog density and reverse transfer density are defined by subtracting the tape density from the measured value. Table 5 shows the measurement results.
[0133]
[Table 5]
Figure 0003698203
[0134]
As is apparent from Table 5, when the hydrophobic positively-charged silica 16 having a large particle size (particle size: about 30 nm) is added, the toner is charged more than the toner of Comparative Example 3 to which the positively-charged silica 16 having a large particle size is not added. It was shown that the amount increased and fog toner and reverse transfer toner decreased. Further, in the toners of Comparative Examples 1 and 2 to which hydrophobic positively chargeable silica having a small particle size (particle size: about 12 nm) is added, the charge amount is decreased and the fog toner concentration and the reverse transfer toner concentration are increased. It was shown to bring Therefore, it can be seen that, even with positively chargeable silica, the positively chargeable silica 16 having a large particle diameter is more effective than the positively chargeable silica having a small particle diameter, and is more effective in preventing fogging and preventing reverse transfer. It was.
[0135]
(Image formation test 2)
Electron micrographs were taken of the toner of Example 4 of the present invention and the toners of Comparative Examples 7 and 8, and are shown in FIGS. 7, 8 and 9, respectively. As is apparent from the electron micrographs shown in FIGS. 7 to 9, the toner of Example 4 to which 0.2% by weight of hydrophobic positively-charged silica 16 having a large particle size was added had toner base particles 8a as external additives. On the other hand, the toner of Comparative Example 7 to which a hydrophobic positively chargeable silica having a small particle size was added and the positively chargeable silica were not added. All of the toners of Comparative Example 3 exhibit a state in which the external additive is slightly floated from the surface of the toner base particles 8a and is in a weakly fixed state.
[0136]
Therefore, the negatively charged toner 8 of Example 4 of the present invention can sufficiently and effectively exert the above-described functions of the external additive firmly fixed to the surface of the toner base particles 8a. It was found that each of the negatively charged toners No. 8 easily releases the surface of the toner base particles 8a, and the above-described functions of the external additive cannot be sufficiently exhibited. That is, if the adhesion of the external additive to the toner base particles 8a is weak, the chargeability of the toner is lowered and the toner is scattered from the surface of the developing roller 11 by continuous printing. Actually, each toner was set in the cyan developing device 10 (C) of the color printer shown in FIG. 6 and 1000 sheets were continuously printed, and the toner scattering around the developing roller 11 was visually compared. Although the scattering of the toner of No. 4 was hardly observed, the scattering of the toners of Comparative Examples 7 and 8 was confirmed. In addition, using the magenta toner that is the toner of Example 5 of the present invention that has been subjected to the same external addition process as that of the toner of Example 4, a 1000-sheet printing test was similarly performed. Scattering could not be confirmed visually.
[0137]
(Image formation test 3)
Image formation was performed in the same manner as in image formation test 1 with the addition amount of the positively chargeable silica 16 having a large particle size of the toner of Example 1 being 0 to 0.6% by weight. The results are shown in Table 6.
[0138]
[Table 6]
Figure 0003698203
[0139]
As is apparent from Table 6, when the addition amount of the positively chargeable silica 16 is 0.6% or more, the charge amount decreases, the solid image density also decreases, and the amount of reverse transfer toner tends to increase. I understood. Therefore, it is preferable that the addition amount of the positively chargeable silica 16 is 30% or less with respect to the total amount of the negatively chargeable silicas 13 and 14, since good results can be obtained.
[0140]
(Image formation test 4)
Using the toner of Example 3 of the present invention, image formation was performed in the same manner as in the image formation test 1 described above. As a result of image formation, the toner of this Example 3 has a charge amount of −20 μc / g, a solid average image density of 1.350, a fog toner OD value of almost 0, and a reverse transfer toner OD as compared with the toner of Example 1. The values were almost 0, respectively, and it was found that a very high quality print quality with substantially no fog toner and no reverse transfer toner was obtained. This is because, in addition to the positively chargeable silica 16, further adding a rutile-anatase type titanium oxide having a work function larger than that suppresses the negative overcharge property and simultaneously generates positive toner. It is thought to be due to being suppressed.
[0141]
(Image formation test 5)
The four-color toners of the cyan toner as the toner of Example 4, the magenta toner as the toner of Example 5, the yellow toner as the toner of Example 6, and the black toner as the toner of Example 7 and the above structural formula ( In combination with the organic photoreceptor 1 (OPC2) given in 2), full-color image formation by the contact development method was performed using a full-color printer capable of the contact development method shown in FIG. This image was created in an environmental test room under conditions of 5000 ° C. at a low temperature of 10 ° C., low humidity of RH 15%, normal temperature of 23 ° C., normal humidity of 60% RH, and high temperature of 35 ° C. and high humidity of RH 65%. 20% duty full color printing was performed for each color. The quality of the formed image was checked, but there was no toner scattering around the developing portion, and a stable image quality could be obtained.
[0142]
(Image formation test 6)
Using the toner of Example 2 and Comparative Examples 4 to 6, after image formation by the contact development method of the image formation test 5, the fixing property was compared using the fixing device 60 described below.
The fixing device 60 has a φ40 heater roller {with halogen lamp 600w built-in, PFA film deposited on silicon rubber 2.5 mm (60 ° JISA) to a thickness of 50 μm} and a φ40 press roller {with halogen lamp 300w built-in, silicon rubber 2.5 mm. Fixing was performed at a set temperature of 190 ° C. using two pressure rollers (weight of about 38 kgf) of PFA formed on (60 ° JISA) to a thickness of 50 μm}, and the fixing properties between the toners were compared. Place a 200 g weight on a cotton cloth, rub 50 times on a solid image, measure the solid image density before and after rubbing, and convert the toner fixability into a retention rate (fixing rate) (%) to evaluate the fixability. It was used as an index. The results are shown in Table 7.
[0143]
[Table 7]
Figure 0003698203
[0144]
As is apparent from Table 7, the toner of Example 2 showed a retention rate (fixing rate) of 95% and was not inferior to the toner of Comparative Example 6 in which the amount of negatively charged silica used was small. Comparative Examples 4 and 5 having a large silica amount of the particle size silica 13 showed a retention rate (fixing rate) of 90%. Accordingly, it was found that even when the same amount of the fluidizing agent was added, the fixability was hardly lowered when the positively chargeable silica 16 having a large particle diameter was used. In addition, the average primary particle diameter of the negatively-charged silica 13 having a small particle diameter was changed to about 12 nm and about 16 nm, and the same fixing test was conducted, but this tendency was not reversed, and the positively-charged silica was not reversed. The larger average primary particle diameter of the toner did not lower the fixing property.
[0145]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the image forming apparatus of the present invention, the toner base particles to which at least the hydrophobic negatively chargeable external additive is added are surface-treated with a material having a positive chargeability, and A hydrophobic positively chargeable external additive whose overall work function is set smaller than that of the toner base particles is added so that the positively chargeable external additive can function as a microcarrier. The rising of the charge of the mother particles can be accelerated, and the reverse transfer toner and fog can be effectively suppressed.
[0146]
In addition, hydrophobic negatively-charged silica is used in combination with hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide, making it more effective for the characteristics and charge-adjusting function of hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide that are difficult to embed in the toner base particles. You can make use of it. Therefore, there are inherent characteristics such as negative charging performance and fluidity possessed by hydrophobic negatively-charged silica, and inherent characteristics such as relatively low resistance and negative overcharge preventing characteristics possessed by hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide. A synergistic function can be imparted to the toner base particles. As a result, the fluidity of the negatively charged toner can be prevented from being lowered and negative overcharge can be prevented, so that a better negative charge characteristic can be obtained. As a result, the generation and fogging of the reverse transfer toner can be more effectively performed. Can be suppressed.
[0147]
In addition, by using two types of hydrophobic negatively chargeable silica having different average primary particle diameters, the surface of the toner base particles is made hydrophobic negatively charged silica, hydrophobic positively charged silica, and hydrophobic rutile. Since the anatase-type titanium oxide is uniformly covered, the negative charge of the negatively charged toner can be stabilized for a longer period of time, and more stable image quality can be provided in continuous printing. In particular, the negatively charged toner of the negatively charged toner is added by adding more hydrophobic negatively charged silica whose average primary particle is a small particle size than the total amount of the hydrophobic positively charged silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide. Can be stabilized for a longer period of time.
Therefore, the fogging of the non-image portion can be further suppressed, the transfer efficiency can be further improved, and the occurrence of the reverse transfer toner can be further effectively suppressed.
[0148]
In addition, when adding positively-charged silica, which is a fluidizing agent, the use of large-particle-size positively-charged silica reduces the fixability compared to the case of using small-particle-size positively-charged silica. Can be prevented.
[0149]
Furthermore, regardless of whether the toner is a pulverized toner or a polymerized toner, the hydrophobic negatively-charged silica of two kinds of large and small particle sizes, the hydrophobic positively-charged silica, and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide are used in combination to make the toner hydrophobic Since the amount of negatively chargeable silica can be reduced, reverse transfer toner, image density fluctuations, and non-image area fog can be more effectively suppressed.
[0150]
Since the occurrence of reverse transfer toner can be more effectively suppressed, the image density can be more uniformly maintained over a long period of time when the negatively charged toner of the present invention is used as a full color toner. Thereby, a high-quality full-color image can be obtained over a long period of time.
[0151]
Furthermore, according to the method for producing a negatively charged toner of the present invention, the reversely transferred toner, the fog toner, and the negatively charged toner of the present invention capable of effectively suppressing fluctuations in image density can be reliably produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of an embodiment of a negatively charged toner according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the behavior of the negatively charged toner in the example shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a non-contact development process of an image forming apparatus in which a negatively charged toner according to the present invention is used.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an example of a contact development process of an image forming apparatus in which a negatively charged toner according to the present invention is used.
FIG. 5 is a diagram showing an organic laminated photoreceptor of the image forming apparatus shown in FIGS. 3 and 4.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a four-cycle full color printer using a non-contact development process and a contact development process used in an image formation test using a negatively charged toner according to the present invention.
7 is a view showing an electron micrograph of a negatively charged toner according to Example 4 of the present invention. FIG.
FIG. 8 is a view showing an electron micrograph of a negatively charged toner of Comparative Example 7 taken.
9 is a view showing an electron micrograph of the negatively charged toner of Comparative Example 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,140 ... Organic photoreceptor, 2 ... Corona charger, 3 ... Exposure, 4 ... Cleaning blade, 5 ... Transfer roller, 6 ... Supply roller, 7 ... Regulation blade, 8 ... Negatively charged toner (one component nonmagnetic toner) 8a ... toner base particles, 9 ... transfer material or transfer medium, 10 ... developing device, 11 ... developing roller, 12 ... external additive, 13 ... hydrophobic negatively-charged silica (SiO2) having a small particle diameter 2 ), 14 ... Hydrophobic negatively charged silica (SiO2) with large particle size 2 15 ... hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (TiO) 2 ), 16 ... Hydrophobic positively charged silica (SiO 2) having a large particle size 2 ), L ... Development gap

Claims (3)

トナー母粒子に対して負帯電性を有し、かつ全体の仕事関数が前記トナー母粒子の仕事関数より小さく設定されている疎水性の負帯電性外添剤が少なくとも添加されてなる負帯電トナーにおいて、
前記トナー母粒子に対して正帯電性を有するアミノシランで表面処理され、かつ全体の仕事関数が前記トナー母粒子の仕事関数より小さく設定されている疎水性の正帯電性外添剤が添加されており、
前記負帯電性外添剤はヘキサメチルジシランで表面処理された疎水性の負帯電性シリカであり、また前記正帯電性外添剤は疎水性の正帯電性シリカであり、
前記トナー母粒子の仕事関数と略同一かまたは前記トナー母粒子の仕事関数より大きい仕事関数を有し、シランカップリング処理された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが添加されており、
前記疎水性の負帯電性シリカは前記疎水性の正帯電性シリカと前記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとの合計量より多く添加されていることを特徴とする負帯電トナー。
Negatively charged toner having at least a hydrophobic negatively chargeable external additive having negative chargeability with respect to toner mother particles and having an overall work function smaller than that of the toner mother particles In
A hydrophobic positively chargeable external additive that is surface-treated with aminosilane having a positive chargeability with respect to the toner base particles and has an overall work function set smaller than the work function of the toner base particles is added. And
The negatively chargeable external additive is a hydrophobic negatively chargeable silica surface-treated with hexamethyldisilane, and the positively chargeable external additive is a hydrophobic positively chargeable silica,
A hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide having a work function that is substantially the same as or larger than the work function of the toner base particles and that has been subjected to silane coupling treatment is added,
The negatively charged toner according to claim 1, wherein the hydrophobic negatively charged silica is added in a larger amount than the total amount of the hydrophobic positively charged silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide .
前記疎水性の負帯電性シリカは、平均一次粒子径が小粒子径の負帯電性シリカと平均一次粒子径が前記小粒子径より大粒子径の負帯電性シリカとからなり、前記疎水性の正帯電性シリカは、平均一次粒子径が前記大粒子径の負帯電性シリカと同一またはほぼ同一であることを特徴とする請求項記載の負帯電トナー。The hydrophobic negatively chargeable silica is composed of negatively chargeable silica having an average primary particle diameter of a small particle diameter and negatively chargeable silica having an average primary particle diameter of a larger particle diameter than the small particle diameter. positively chargeable silica is negatively charged toner of claim 1, wherein the average primary particle diameter, wherein the same or substantially the same as the negatively chargeable silica having a large particle diameter. 請求項記載の負帯電トナーを製造する方法であって、
最初に前記トナー母粒子と前記大小粒子径の負帯電性シリカとを混合し、次いでこれらの混合物に前記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを添加して混合し、更に前記正帯電性シリカを混合することにより、前記負帯電トナーを製造することを特徴とする負帯電トナーの製造方法。
A method for producing the negatively charged toner according to claim 2 , comprising:
First, the toner base particles and the large and small particle size negatively chargeable silica are mixed, then the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is added to and mixed with the mixture, and the positively chargeable silica is further mixed. Thus, the negatively charged toner is manufactured.
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