JP3878009B2 - Method for producing toner for electrostatic image development - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において静電潜像を現像するために用いられる静電像現像用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真、静電印刷等の画像形成方式に用いられる静電像現像用トナーは、一般に、バインダ樹脂中に、着色剤、電荷制御剤等を分散させた後、所望の粒度に粉砕することにより製造されている。
【0003】
ところで、トナー粒子の表面構造は、トナーの流動性や帯電特性などに影響し、ひいては、トナー画像の画質に大きく影響することが知られている。このため、従来より、トナー粒子の表面構造を制御すべく様々な試みがなされている。
【0004】
よく知られているものでは、調製後のトナー粒子の表面にコロイダルシリカのような酸化物微粒子や樹脂微粒子などを付着させる方法がある。また、近年では、トナー粒子調製後に、さらに機械的な衝撃力あるいは熱を加えて、粒子表面の形状や性状を改質する方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の方法は、いずれも画質の向上に一定の効果は認められるものの、最近の厳しい高画質化要求に十分応え得るまでには至っていない。
【0006】
すなわち、最近は、画像形成装置の高性能化、高速化が進み、それに伴い、従来にも増して高画質化が図れる高性能、高品質のトナーが要求されてきているが、未だこのような要求に応え得る特性を備えたトナーは得られていない。
【0007】
本発明はこのような従来の事情に対処してなされたもので、トナー画像の画質をよりいっそう確実に向上させることができる静電像現像用トナーの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の静電像現像用トナーの製造方法は、トナー母体粒子が熱処理される熱処理空間と、熱風を前記熱処理空間に流す熱風供給口と、トナー母体粒子を前記熱風中に分散するように前記熱処理空間に供給するトナー母体粒子供給口とを備える熱処理装置を用いて、バインダ樹脂および着色剤を含有するトナー母体粒子を、このトナー母体粒子のガラス転移点より80〜350℃高い温度の熱風で熱処理した後、直ちに急速冷却処理を施す静電像現像用トナーの製造方法であって、冷却後のトナー母体粒子は、平均球形度が 0.70 〜 0.92 であり、かつ、熱処理前のトナー母体粒子との体積平均粒径差が 0.5 μm以下であることを特徴とする。ここで、球形度は、トナー母体粒子の最短径を最長径で除した値である。
【0009】
上記構成の静電像現像用トナーの製造方法においては、トナー母体粒子をガラス転移点より80〜350℃高い温度の熱風で熱処理した後、直ちに急速冷却処理を施したことにより、従来に比べ、帯電量の立ち上がり特性に優れ、かつ、帯電量の粒子間のバラツキの少ないトナーを得ることができ、これを用いてスジやムラ等のない高品位な画像形成が可能となる。また、上記のように帯電量のバラツキが少ないため、非磁性一成分トナーに適用した場合に、特定の粒径、帯電量のトナー粒子から消費されていく選択的現像等の現象が発生することのないトナーとすることができる。さらに、本発明により得られるトナーを用いることにより、現像性、転写性等の効率が上がるため、機器の設定条件の幅を広げることが可能となる。
【0012】
なお、冷却後のトナー母体粒子の球形度は、0.70〜0.92の範囲であるとさらに好ましい。
【0013】
本発明においては、冷却後のトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を含有する外添剤を外添混合することができる。この構成によれば、画質の向上効果等において、特に顕著な効果を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明において使用されるトナー母体粒子は、少なくともバインダ樹脂および着色剤を含有している。
【0015】
バインダ樹脂としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ジエン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂、ウレタン系樹脂等、トナー用バインダ樹脂として従来より使用されている各種の熱可塑性の合成樹脂および天然樹脂を用いることができる。これらの樹脂は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
【0016】
本発明においては、なかでも、ガラス転移点(Tg)が50〜75℃、軟化点が80〜160℃、数平均分子量(Mn)が1000〜30000で、かつ、重量平均分子量(Tw)/数平均分子量(Mn)が2〜100である樹脂を使用することが好ましい。特に、フルカラートナー(黒トナーを含む)を目的とするときは、ガラス転移点が50〜75℃、軟化点が80〜120℃、数平均分子量が2000〜30000で、かつ、重量平均分子量/数平均分子量が10〜40である樹脂を使用することが好ましい。ここで、数平均分子量および重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法を用いてスチレン換算により算出した値を示している。
【0017】
ポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られるポリエステル樹脂が使用可能である。
【0018】
多価アルコール成分のうち、2価アルコール成分としては、例えばポリオキシプロピレン(2,2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
【0019】
3価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンテトール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセロース、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0020】
また、多価カルボン酸成分のうち、2価カルボン酸成分としては、例えばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n-ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n-オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、n-オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸無水物または低級アルキルエステル等が挙げられる。
【0021】
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,3-ジカルボキシル-2-メチル-2-メチレンカルボキシプロパン、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8-オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンボール二量体酸、これらの酸無水物または低級アルキルエステル等が挙げられる。
【0022】
また、本発明においては、ポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマとビニル系樹脂の原料モノマと、これら両方の樹脂の原料モノマと反応するモノマとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびスチレン樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂も好適である。なお、両方の樹脂の原料モノマと反応するモノマとは、縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマである。つまり縮重合反応し得るカルボキシル基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【0023】
また、着色剤としては、例えばカーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、カーミン6B、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184、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ソルベントイエロー162、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:3等が挙げられる。この着色剤の含有量は、通常、バインダ樹脂100重量部に対し、1〜10重量部、好ましくは2〜6重量部である。
トナー母体粒子には、上記成分の他に電荷制御剤、離型剤等を含有していてもよい。
【0024】
電荷制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものとして、例えばモノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノおよびポリカルボン酸、それらの金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-アクリル-スルホン酸共重合体、ノンメタルコルボン酸系化合物等が挙げられる。なかでも、帯電性、色味の面から、サリチル酸の金属化合物、ホウ素錯体化合物、カリックスアレーンが好ましい。
【0025】
また、トナーを正帯電性に制御するものとして、例えばトリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、ニグロシン、脂肪酸金属塩等による変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、ホスホニウム塩等のオニウム塩およびこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料およびこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化合物、フェロシアン化合物など)、高級脂肪酸の金属塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズボレート類等が挙げられる。なかでも、ニグロシン系、4級アンモニウムが好ましい。
【0026】
この帯電制御剤の含有量は、通常、バインダ樹脂100重量部に対し、0.01〜20重量部、好ましくは0.5〜5重量部である。
【0027】
離型剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、サゾールワックス、モンタン系エステルワックス、モンタワックス、フィッシャトロプシュワックス等が挙げられる。特に、バインダ樹脂としてポリエステル樹脂を使用する場合には、酸化型ワックスの使用が好ましい。酸化型ワックスとしては、ポリオレフィン系の酸化型ワックス、カルナバワックス、ライスワックス、モンタワックス、フィッシャトロプシュワックス等が挙げられる。
【0028】
この離型剤の含有量は、通常、バインダ樹脂100重量部に対し、0.5〜5重量部、好ましくは0.7〜2.5重量部である。
【0029】
その他の添加剤としては、シリコーンオイル、アルコール類、脂肪酸、酸アミド、エステル類、ケトン類、硬化ヒマシ油、ペトロラクタム等が挙げられる。
【0030】
トナー母体粒子の調製は、混練-粉砕法を用いる。すなわち、本発明においては、上記したバインダ樹脂、着色剤、その他必要に応じて配合される帯電制御剤等の添加剤を、ヘンシェルミキサ、ボールミル等の混合機により混合し、次いで、得られた混合物を加熱ロール、ニーダ、エクストルーダ等の混練機によって溶融混練し、冷却固化させた後、所望の粒径にまで粉砕し、分級したものをトナー母体粒子として用いる。
【0031】
本発明においては、このようにして調製されたトナー母体粒子に対し、トナー粒子のガラス転移点より80〜350℃高い温度の熱風で瞬間的熱処理を行う。熱処理前のトナー母体粒子の体積平均粒径は、4.0〜10.0μmであることが好ましく、6.0〜9.0μmであるとより好ましい。
【0032】
この熱処理には、例えば図1に示すような装置を用いることができる。
すなわち、図1は、本発明に使用される熱処理装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示すように、熱風発生装置101で発生させた熱風は導入管102aを経て熱風噴射ノズル103より噴射される。熱風噴射ノズル103の先端部の周囲には試料噴射室104が設けられており、トナー母体粒子105は定量供給器106から加圧エアーにより導入管102bを経て試料噴射室104に送り込まれる。
【0033】
試料噴射室104は、図2に示すように、中空のドーナツ状をしており、その内側の壁には複数の試料噴射ノズル108が等間隔に配置されている。試料噴射室104内に送り込まれたトナー母体粒子105は、試料噴射室104内で拡散して均等に分散した状態となり、引き続いて送り込まれてくるエアーの圧力で複数の試料噴射ノズル108から熱風気流中へ噴射される。
【0034】
試料噴射ノズル108は、好ましくは3本以上、より好ましくは4本以上であり、これらは周方向に等間隔で配置することが好ましい。複数本の試料噴射ノズル108を使用することによって熱風気流中へのトナー母体粒子105の均一な分散が可能となり、トナー母体粒子1051つ1つの加熱処理を確実に行うことができる。また、トナー母体粒子105は、試料噴射室104の内側の壁に360度全周に亘って設けたスリット部から噴射するようにしてもよい。試料噴射ノズル108あるいはスリット部から噴射された状態としては、噴射時点で広く拡散し、他のトナー母体粒子と衝突することなく熱風気流全体へ分散されることが望ましい。
【0035】
このようにして噴射されたトナー母体粒子105は高温の熱風と瞬間的に接触して均質に加熱処理される。ここで瞬間的とは、処理温度およびトナー母体粒子105の熱風気流中での濃度により異なるが、必要な改質(加熱処理)が達成され、かつトナー母体粒子同士の凝集が起こらない時間であり、通常2秒以下、好ましくは1秒以下である。この瞬間的時間は、トナー母体粒子105が試料噴射ノズル108から噴射され、導入管102cに導入されるまでのトナー母体粒子105の滞留時間として表わされ、この滞留時間が2秒を越えるとカップリング粒子が発生しやすくなる。
【0036】
次いで、瞬間加熱されたトナー母体粒子105は、サイクロン109の冷風導入口110から導入される冷風によって直ちに冷却され、装置内壁へ付着したり粒子同士が凝集したりすることなく導入管102cを経てサイクロン111に捕集され、製品タンク112に貯留される。なお、図示は省略したが、サイクロン111には、粒子同士の凝集を防止するため、冷却水が流れている冷却ジャケットを設けることが好ましい。
【0037】
その他、瞬間加熱処理を行うに重要な条件としては、熱風温度の他、熱風風量、分散風量、分散温度、冷風温度である。
【0038】
熱風風量とは、熱風発生装置101により供給される熱風の風量である。この熱風風量は、多くする方が熱処理の均一性、処理能力を向上させる意味で好ましく、通常10〜1500 l/minである。また、熱風は、すべての粒子に均一な熱エネルギーがかかるように、トナー母体粒子105が処理される領域での熱風の温度分布が生じないように制御され、かつ、熱風が層流状態に制御されていることが好ましい。
【0039】
分散風量とは、加圧エアーによって、導入管102bに送り込まれる風量のことである。この分散風量は、トナー母体粒子105の分散状態の向上、安定化の点から、通常0.5〜100 l/minである。
【0040】
分散濃度とは、熱処理領域、具体的には試料噴射ノズル108の吐出領域でのトナー母体粒子105の分散濃度をいう。好適な分散濃度はトナー母体粒子105の比重によって異なり、分散濃度を各トナー母体粒子105の比重で割った値が50〜300g/m3、好ましくは50〜200g/m 3 で処理することが好ましい。
【0041】
冷風温度とは、冷風導入口110から導入される冷風の温度である。トナー母体粒子105は瞬間的加熱処理後、粒子同士の凝集あるいはカップリングが発生しない温度領域まで瞬時に冷却すべく、冷風によりガラス転移点以下の雰囲気下に戻すことが好ましい。このため、冷風の温度は25℃以下、好ましくは15℃以下とする。しかしながら、必要以上に温度を下げると、条件によっては結露が発生して、逆に副作用が生じるおそれがあるので注意する必要がある。この瞬間的加熱処理では、バインダ樹脂が溶融状態にある時間が非常に短いため、粒子相互および熱処理装置の器壁への粒子の付着が防止される。この結果、連続性生産時の安定性に優れ、製造装置の清掃頻度も極端に少なくすることができ、また、収率を高く安定的に制御することができる。
【0042】
本発明においては、このような熱処理により、冷却後のトナー母体粒子の平均球形度が0.65〜0.98で、かつ、熱処理前のトナー母体粒子との体積平均粒径差が0.7μm以下となるようにすることが好ましい。平均球形度が0.70〜0.92で、かつ、熱処理前のトナー母体粒子との体積平均粒径差が0.5μm以下となるようにするとさらに好ましい。このような処理条件は、例えば上記装置においては、熱風の温度の他、熱風発生装置101から供給される熱風の風量、導入管107に送り込まれる加圧エアーの風量(分散風量)、熱処理領域でのトナー母体粒子の分散濃度、冷風導入口110から導入する冷風の温度等を適宜制御することによって達成することができる。
【0043】
ここで、本発明におけるトナー母体粒子(あるいはトナー粒子)の体積平均粒径および球形度の測定方法について説明する。
【0044】
体積平均粒径は、コールターカウンター測定法により次のように行う。
例えばコールターカウンター社製マルチサイザーIIを用いて、電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。電解液には、コールターサイエンティフィックジャパン社製のISOTON R-IIを使用することができる。この電解液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml添加し、さらに測定試料粒子を2〜20mgを添加し懸濁液とする。この懸濁液を超音波分散器で約1分間分散処理した後、測定装置により100μmアパーチャーを用い、256チャンネルモードにて2.42μm以上の粒子の体積、個数を測定し、体積分布と個数分布を算出して求める。
【0045】
また、平均球形度は、上記測定装置に画像解析装置、例えばベックマンコールター社製のマルチイメージアナライザーを接続し、粒子の形状を測定して求める。なお、マルチイメージアナライザーは、電気抵抗法に基づき粒子数・粒度分布を測定すると同時に、粒子が細孔を通過する瞬間に生じる信号をタイミングとして利用して粒子像を撮影するものである。
【0046】
本発明においては、トナー母体粒子調製後、上記熱処理に先だって、公知の表面改質装置による処理を行うようにしてもよい。このような表面改質処理装置としては、奈良機械製作所社製のハイブリダイゼーションシステムのような高速気流中衝撃法を応用した表面改質装置、ホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムのような湿式コーティング法を応用した表面改質装置等が挙げられる。
【0047】
本発明においては、次いで、このように熱処理されたトナー母体粒子に慣用の手段で外添剤による外添処理を施すようにしてもよい。外添剤としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム、ダイヤモンドカーボンラクタム等の炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化モリブデン等の窒化物、ホウ化ジルコニウム等のホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、シリカ、コロイダルシリカ等の酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の金属石鹸、滑石、ベントナイト等の無機微粒子が使用される。本発明においては、特に、シリカ微粒子の単独またはシリカ微粒子と他の無機微粒子の併用が好ましい。これらの無機微粒子はシランカップリング剤、シリコーンオイル等の公知の疎水化剤で処理されていることが好ましい。
【0048】
この外添剤は、通常、トナー母体粒子100重量部に対し0.1〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量部使用される。0.1重量部未満ではトナー粒子に十分な流動性を付与することができず、画像濃度が低下するおそれがある。また、5重量部を超えると、感光体との融着や低温低湿下での帯電量の増大を招き、やはり画像濃度が低下するおそれがある。
【0049】
このようにして得られるトナーは、像担持体上に形成されたトナー像の中間転写体への押圧転写を各色毎に重ねて行った後、中間転写体上に転写されたトナー像を記録部材上に押圧転写することを含む画像形成方法に有効に使用される。
【0050】
また、本発明によるトナーは、現像装置がトナー規制ブレードと現像スリーブとの圧接部を通過させることによりトナーの帯電が行われる一成分現像方式に有効に使用される。現像の方法は接触現像、非接触現像のいずれの場合にも好適である。
【0051】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
なお、以下の記載において「部」は「重量部」を示すものとする。また、体積平均粒径および個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量は、コールターカウンター社製マルチサイザーIIを用い、また、球形度は、マルチサイザーIIにベックマンコールター社製のマルチイメージアナライザーを接続して求めた。
【0052】
実施例1
ポリエステル樹脂(Mw160,000、Mw/Mn35、Tg 62℃)100部、顔料としてC.I.ピグメントレッド122 4.0部、帯電制御剤としてジ-t-ブチルサリチル酸亜鉛 2.0部、離型剤としてフィッシャトロプシュワックス(DSCによる融解点88.5℃、針入度 3(25℃)、粘度 7mPa/s(120℃)) 1.5部をヘンシェルミキサで十分混合した後、2軸押出混練機で溶融混練した。得られた混練物を迅速に冷却した後、スピードミルで粗粉砕し、さらに、その粉砕物をジェット粉砕機で粉砕した後、ロータ型分級機により分級して、体積平均粒径が8.85μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が7.0個数%、平均球形度が0.62のトナー母体粒子を調製した。
【0053】
上記トナー母体粒子を図1に示した熱処理装置により、以下に示す条件で熱処理した。
【0054】
[熱処理条件]トナー供給部;テーブルフィーダ+振動フィーダ、試料噴射ノズル4本(周方向に90度の間隔で配置)、噴射角度30度、熱風風量900 l/min、分散風量60 l/min、トナー母体粒子の分散濃度100g/m3、熱風温度250℃、滞留時間0.5秒、冷風温度15℃
【0055】
熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.18μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.5個数%、平均球形度が0.78であった。
【0056】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0057】
実施例2
熱処理における熱風温度を200℃とした以外は実施例1と同様にしてトナー母体粒子を調製し、熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.03μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.9個数%、平均球形度が0.75であった。
【0058】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0059】
実施例3
熱処理における熱風温度を300℃とした以外は実施例1と同様にしてトナー母体粒子を調製し、熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.25μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.3個数%、平均球形度が0.80であった。
【0060】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0061】
実施例4
熱処理における熱風温度を350℃とした以外は実施例1と同様にしてトナー母体粒子を調製し、熱処理した。上記トナー母体粒子を、熱風温度を350℃した以外は実施例1と同様にして熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.30μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.0個数%、平均球形度が0.83であった。
【0062】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0063】
実施例5
顔料としてC.I.ピグメントレッド122 に代えて、C.I.ピグメントブルー15:3を3.0部混合するようにした以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径が8.82μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が7.3個数%、平均球形度が0.62のトナー母体粒子を調製した。
【0064】
上記トナー母体粒子を実施例1と同様にして熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.11μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が7.1個数%、平均球形度が0.79であった。
【0065】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0066】
実施例6
顔料としてC.I.ピグメントレッド122 に代えて、C.I.ピグメントイエロー17を3.0部混合するようにした以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径が8.93μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.5個数%、平均球形度が0.63のトナー母体粒子を調製した。
【0067】
上記トナー母体粒子を実施例1と同様にして熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.20μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.3個数%、平均球形度が0.80であった。
【0068】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0069】
比較例1
熱処理を行わない以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。
【0070】
比較例2
実施例5と同様にして得た体積平均粒径が8.82μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が7.3個数%、平均球形度が0.62のトナー母体粒子を、熱風温度を100℃した以外は実施例1と同様にして熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が8.87μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が7.3個数%、平均球形度が0.71であった。
【0071】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0072】
比較例3
熱処理における熱風温度を450℃とした以外は実施例1と同様にしてトナー母体粒子を調製し、熱処理した。熱処理後のトナー母体粒子は、体積平均粒径が9.62μm、個数分布において粒径が5.0μm以下の粒子含有量が6.0個数%、平均球形度が0.90であった。
【0073】
この熱処理したトナー母体粒子100部に、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粒子(BET比表面積140m2/g)1.0部を加え、ヘンシェルミキサで混合した後、超音波振動篩にかけてトナーを得た。
【0074】
上記各実施例および各比較例で得られたトナーを、東芝テック社製の普通紙ファクシミリTF6500と実質的に同一構成のプリンタ(現像ローラ;カーボン微粒子と導電性グラファイトを含有するフェノール樹脂をコーティングしたアルミローラ、ブレード;現像ローラとの当接部にウレタン樹脂を貼付した金属ブレード、感光体ドラムと現像ローラとの離間距離200μm)に適用して負帯電の静電画像を現像し、普通紙に定着させ、下記に示す各種の評価を行った。これらの結果を表1に示す。
【0075】
なお、評価は、トナー充填後、常温常湿環境(23℃、60%RH)下および高温高湿環境(30℃、80%RH)下で2日間放置した後、それぞれの環境下でB/W比5%の所定のプリントパターンで画像形成して行った。
【0076】
[フィルミング]
常温常湿環境下および高温高湿環境下でそれぞれ10枚プリント後(初期)および3000枚連続プリント後(耐久後)に、感光体および中間転写体の各表面並びに画像を目視にて観察し、フィルミングの有無を調べた。評価基準は以下の通りである。
○:感光体および中間転写体の各表面にフィルミングが全く認めらない
△:感光体および中間転写体のいずれか一方にフィルミングが認められるものの画像上には認められない(実用上問題なし)
×:感光体および中間転写体の少なくとも一方にフィルミングが認められ、かつ、画像上でも認められる
【0077】
[スジ、ムラ]
常温常湿環境下で10枚プリント後(初期)および3000枚連続プリント後(耐久後)に、現像機のスリーブの状態および画像を目視にて観察し、スジ、ムラの有無を調べた。評価基準は以下の通りである。
○:スリーブ上にスジ、ムラが全く認めらない
△:スリーブ上に若干のスジまたはムラの発生が認められるものの画像上には認められない(実用上問題なし)
×:スリーブ上でも画像上でも多数のスジ、ムラが認められる
【0078】
[スリーブ上のトナーの粒径]
常温常湿環境下で10枚プリント後(初期)および3000枚連続プリント後(耐久後)に、現像機内に残されているトナーの体積平均粒径および個数分布における粒径が5.0μm以下の粒子含有量を測定し、プリント前のトナーと比較した。評価基準は以下の通りである。
○:体積平均粒径および個数分布における粒径が5.0μm以下の粒子含有量の差がいずれも10%以内
△:体積平均粒径および個数分布における粒径が5.0μm以下の粒子含有量の差がいずれも10〜20%
【0079】
[画像濃度]
常温常湿環境下で10枚プリント後(初期)および3000枚連続プリント後(耐久後)の印刷画像の画像濃度を反射計(マクベス社製)で測定した。
【0080】
[トナー消費量]
常温常湿環境下および高温高湿環境下で100枚プリントしたときに消費した1枚あたりのトナー量(平均値)および3000枚連続プリントしたときの2900〜3000枚に消費した1枚あたりのトナー量(平均値)を求めた。
【0081】
これらの結果を熱処理条件等とともに表1に示す。
【表1】
【0082】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来に比べ、帯電量の立ち上がり特性に優れ、かつ、帯電量の粒子間のバラツキの少ない静電像現像用トナーを得ることができ、これを用いてスジやムラ等のない高品位な画像形成が可能となる。また、このため、非磁性一成分トナーに適用した場合に、特定の粒径、帯電量のトナー粒子から消費されていく選択的現像等の現象が発生することがなく、常温常湿環境下はもとより高温高湿環境下でもライフエンドまで安定した品質が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される熱処理装置の一例を示す概略構成図。
【図2】図1に示す試料噴射室の水平断面構造を示す概略断面図。
【符号の説明】
101……熱風発生装置、103……熱風噴射ノズル
104……試料噴射室、105……トナー母体粒子
108……試料噴射ノズル、110……冷風導入口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic image developing toner used for developing an electrostatic latent image in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile machine.
[0002]
[Prior art]
In general, an electrostatic image developing toner used in an image forming method such as electrophotography or electrostatic printing is obtained by dispersing a colorant, a charge control agent, etc. in a binder resin and then pulverizing it to a desired particle size. It is manufactured.
[0003]
By the way, it is known that the surface structure of the toner particles affects the fluidity and charging characteristics of the toner and thus greatly affects the image quality of the toner image. For this reason, various attempts have been made to control the surface structure of toner particles.
[0004]
As a well-known one, there is a method in which oxide fine particles such as colloidal silica or resin fine particles are adhered to the surface of toner particles after preparation. In recent years, a method has been proposed in which after the toner particles are prepared, a mechanical impact force or heat is further applied to modify the shape and properties of the particle surface.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, none of these conventional methods have been able to sufficiently meet recent demands for higher image quality, although certain effects are recognized in improving image quality.
[0006]
That is, recently, image forming apparatuses have been improved in performance and speed, and accordingly, high-performance and high-quality toners that can achieve higher image quality than ever have been demanded. A toner having characteristics that can meet the demand has not been obtained.
[0007]
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide a method for producing a toner for developing an electrostatic image that can improve the image quality of a toner image more reliably.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for producing a toner for developing an electrostatic image according to the present invention includes a heat treatment space in which toner base particles are heat-treated, a hot air supply port for flowing hot air into the heat treatment space, and toner base particles in the above-described manner. Using a heat treatment apparatus provided with a toner base particle supply port for supplying to the heat treatment space so as to be dispersed in hot air, toner base particles containing a binder resin and a colorant are removed from the glass transition point of the toner base particles. Rapid heat treatment is performed immediately after heat treatment with hot air at a temperature of ~ 350 ° C.A method for producing a toner for developing an electrostatic image, wherein the toner base particles after cooling have an average sphericity. 0.70 ~ 0.92 And the volume average particle size difference from the toner base particles before heat treatment is 0.5 μm or lessIt is characterized by that.Here, the sphericity is a value obtained by dividing the shortest diameter of the toner base particles by the longest diameter.
[0009]
In the method for producing a toner for electrostatic image development having the above-described configuration, the toner base particles are heat-treated with hot air at a temperature 80 to 350 ° C. higher than the glass transition point, and then immediately subjected to a rapid cooling treatment. It is possible to obtain a toner having excellent charge amount rising characteristics and little variation in charge amount particles, and by using this, it is possible to form a high-quality image without streaks or unevenness. In addition, since there is little variation in the charge amount as described above, a phenomenon such as selective development that is consumed from toner particles having a specific particle size and charge amount occurs when applied to non-magnetic one-component toner. The toner can be made free of toner. Furthermore, the use of the toner obtained by the present invention increases the efficiency of developability, transferability, etc., so that it is possible to widen the range of device setting conditions.
[0012]
The sphericity of the toner base particles after cooling is more preferably in the range of 0.70 to 0.92.
[0013]
In the present invention, an external additive containing at least silica fine particles can be externally added to the cooled toner base particles. According to this configuration, a particularly remarkable effect can be obtained in the image quality improvement effect and the like.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
The toner base particles used in the present invention contain at least a binder resin and a colorant.
[0015]
Binder resins include styrene resins, acrylic resins, olefin resins, diene resins, polyester resins, polyamide resins, epoxy resins, silicone resins, phenol resins, petroleum resins, urethane resins, toners, etc. Various thermoplastic synthetic resins and natural resins that have been conventionally used as binder resins for use can be used. These resins may be used alone or in a combination of two or more.
[0016]
In the present invention, the glass transition point (Tg) is 50 to 75 ° C., the softening point is 80 to 160 ° C., the number average molecular weight (Mn) is 1000 to 30000, and the weight average molecular weight (Tw) / number. It is preferable to use a resin having an average molecular weight (Mn) of 2 to 100. In particular, when a full color toner (including black toner) is intended, the glass transition point is 50 to 75 ° C., the softening point is 80 to 120 ° C., the number average molecular weight is 2000 to 30000, and the weight average molecular weight / number It is preferable to use a resin having an average molecular weight of 10 to 40. Here, the number average molecular weight and the weight average molecular weight are values calculated by styrene conversion using a GPC (gel permeation chromatography) method.
[0017]
As the polyester resin, a polyester resin obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol component and a polyvalent carboxylic acid component can be used.
[0018]
Among the polyhydric alcohol components, examples of the dihydric alcohol component include polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2,2- Bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane Bisphenol A alkylene oxide adducts such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexadiol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, and the like.
[0019]
Examples of the trihydric or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetol, 1,4-sorbitol, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerose, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Can be mentioned.
[0020]
Among the polyvalent carboxylic acid components, examples of the divalent carboxylic acid component include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, Adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, isooctenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, isooctyl succinic acid, their anhydrides or And lower alkyl esters.
[0021]
Examples of the trivalent or higher carboxylic acid component include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2, 4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4-cyclohexane Examples include tricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, embol dimer acid, acid anhydrides or lower alkyl esters thereof.
[0022]
In the present invention, a polyester resin raw material monomer, a vinyl resin raw material monomer, and a monomer that reacts with both resin raw material monomers are used as the polyester resin. A resin obtained by performing a condensation polymerization reaction to obtain and a radical polymerization reaction to obtain a styrene resin in parallel is also suitable. The monomer that reacts with the raw material monomers of both resins is a monomer that can be used in both the condensation polymerization reaction and the radical polymerization reaction. That is, it is a monomer having a carboxyl group capable of condensation polymerization reaction and a vinyl group capable of radical polymerization reaction, and examples thereof include fumaric acid, maleic acid, acrylic acid, and methacrylic acid.
[0023]
Examples of the colorant include carbon black, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, dupont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, copper phthalocyanine, malachite green oxalate, lamp black, rose bengal, carmine. 6B, CI Pigment Red 48: 1, CI Pigment Red 122, CI Pigment Red 57: 1, CI Pigment Red 184, CI Pigment Yellow 97, CI Pigment Yellow 12, CI Pigment Yellow 17, CI Pigment Yellow 74, CI Solvent Yellow 162 CI Pigment Yellow 180, CI Pigment Yellow 185, CI Pigment Blue 15: 1, CI Pigment Blue 15: 3, and the like. The content of the colorant is usually 1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
The toner base particles may contain a charge control agent, a release agent and the like in addition to the above components.
[0024]
Examples of the charge control agent include those that control the toner to be negatively charged, such as monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids, their metal salts, anhydrides, and esters. , Phenol derivatives such as bisphenol, urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, silicon compounds, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers Examples thereof include a polymer, a styrene-acrylic-sulfonic acid copolymer, and a nonmetal corbonic acid compound. Of these, a metal compound of salicylic acid, a boron complex compound, and calixarene are preferable in terms of chargeability and color.
[0025]
Further, as a toner that controls the toner to be positively charged, for example, modification with quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, nigrosine, fatty acid metal salts, etc. Products, guanidine compounds, imidazole compounds, onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments, triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannins) Acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanic compound, ferrocyanic compound, etc.), metal salts of higher fatty acids, diorganotin borates such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide, etc. . Of these, nigrosine and quaternary ammonium are preferable.
[0026]
The content of the charge control agent is usually 0.01 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0027]
Examples of the release agent include polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, rice wax, sazol wax, montan ester wax, monta wax, and Fischer-Tropsch wax. In particular, when a polyester resin is used as the binder resin, it is preferable to use an oxidized wax. Examples of the oxidized wax include polyolefin-based oxidized wax, carnauba wax, rice wax, monta wax, and Fischer-Tropsch wax.
[0028]
The content of the release agent is usually 0.5 to 5 parts by weight, preferably 0.7 to 2.5 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0029]
Examples of other additives include silicone oil, alcohols, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil, and petrolactam.
[0030]
To prepare the toner base particles, a kneading-pulverizing method is used. That is, in the present invention, the above-described binder resin, colorant, and other additives such as a charge control agent blended as necessary are mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, and then the obtained mixture Is melt-kneaded with a kneader such as a heating roll, kneader, extruder, etc., cooled and solidified, then pulverized to a desired particle size, and classified to be used as toner base particles.
[0031]
In the present invention, the toner base particles thus prepared are subjected to instantaneous heat treatment with hot air at a temperature 80 to 350 ° C. higher than the glass transition point of the toner particles. The volume average particle size of the toner base particles before the heat treatment is preferably 4.0 to 10.0 μm, and more preferably 6.0 to 9.0 μm.
[0032]
For this heat treatment, for example, an apparatus as shown in FIG. 1 can be used.
That is, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a heat treatment apparatus used in the present invention.
As shown in FIG. 1, the hot air generated by the
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
The number of
[0035]
The
[0036]
The instantaneously heated
[0037]
Other important conditions for performing the instantaneous heat treatment are the hot air temperature, the hot air volume, the dispersed air volume, the dispersed temperature, and the cold air temperature in addition to the hot air temperature.
[0038]
The hot air volume is the volume of hot air supplied by the
[0039]
The dispersed air volume is an air volume that is sent to the
[0040]
The dispersion concentration refers to the dispersion concentration of the
[0041]
The cold air temperature is the temperature of the cold air introduced from the
[0042]
In the present invention, by such heat treatment, the toner base particles after cooling are cooled.averageThe sphericity is preferably 0.65 to 0.98, and the volume average particle size difference from the toner base particles before heat treatment is preferably 0.7 μm or less.averageMore preferably, the sphericity is 0.70 to 0.92, and the volume average particle size difference from the toner base particles before heat treatment is 0.5 μm or less. Such processing conditions include, for example, the temperature of hot air, the amount of hot air supplied from the
[0043]
Here, a method for measuring the volume average particle diameter and sphericity of the toner base particles (or toner particles) in the present invention will be described.
[0044]
The volume average particle diameter is measured as follows by a Coulter counter measurement method.
For example, using Multisizer II manufactured by Coulter Counter, 1% NaCl aqueous solution is prepared using 1st grade sodium chloride as the electrolyte. As the electrolytic solution, ISOTON R-II manufactured by Coulter Scientific Japan can be used. In 100 to 150 ml of this electrolyte solution, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, and 2 to 20 mg of measurement sample particles are further added to form a suspension. Disperse this suspension with an ultrasonic disperser for about 1 minute, then measure the volume and number of particles of 2.42 μm or larger in a 256 channel mode using a 100 μm aperture with a measuring device. Calculate to find.
[0045]
Also,averageThe sphericity is determined by measuring the shape of the particles by connecting an image analysis device such as a multi-image analyzer manufactured by Beckman Coulter, Inc. to the measurement device. The multi-image analyzer measures the number of particles and the particle size distribution based on the electric resistance method, and at the same time, takes a particle image by using a signal generated at the moment when the particle passes through the pore as a timing.
[0046]
In the present invention, after the toner base particles are prepared, a treatment by a known surface modification apparatus may be performed prior to the heat treatment. As such a surface modification treatment apparatus, a surface modification apparatus using a high-speed air current impact method such as a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., or a wet coating method such as a mechanofusion system manufactured by Hosokawa Micron Corporation is used. Examples of the applied surface reforming apparatus.
[0047]
In the present invention, the toner base particles thus heat-treated may be subjected to an external addition treatment with an external additive by a conventional means. External additives include silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, diamond carbon lactam and other carbides, nitriding Borides, nitrides such as titanium nitride and molybdenum nitride, borides such as zirconium boride, oxides such as titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, silica and colloidal silica, calcium titanate , Titanate compounds such as magnesium titanate and strontium titanate, sulfides such as molybdenum disulfide, fluorides such as magnesium fluoride and carbon fluoride, aluminum stearate, calcium stearate, zinc stearate, stearic acid Metal soaps such as magnesium, talc, inorganic fine particles such as bentonite is used. In the present invention, silica fine particles alone or a combination of silica fine particles and other inorganic fine particles is particularly preferable. These inorganic fine particles are preferably treated with a known hydrophobizing agent such as a silane coupling agent or silicone oil.
[0048]
This external additive is usually used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner base particles. If it is less than 0.1 part by weight, sufficient fluidity cannot be imparted to the toner particles, and the image density may be lowered. On the other hand, when the amount exceeds 5 parts by weight, there is a possibility that the image density is lowered due to fusion with the photoconductor or an increase in charge amount under low temperature and low humidity.
[0049]
The toner thus obtained is obtained by superimposing the toner image formed on the image carrier onto the intermediate transfer member for each color and then transferring the toner image transferred onto the intermediate transfer member to the recording member. It is effectively used for an image forming method including press-transfer on the top.
[0050]
In addition, the toner according to the present invention is effectively used in a one-component developing system in which toner is charged by a developing device passing through a pressure contact portion between a toner regulating blade and a developing sleeve. The development method is suitable for both contact development and non-contact development.
[0051]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples.
In the following description, “part” means “part by weight”. In addition, the volume average particle size and the number distribution of particles having a particle size of 5.0 μm or less use Multisizer II manufactured by Coulter Counter, and the sphericity is determined by Multisizer II manufactured by Beckman Coulter. Connected and asked.
[0052]
Example 1
100 parts of polyester resin (Mw 160,000, Mw / Mn 35, Tg 62 ° C.), CI pigment red 122 4.0 parts as pigment, zinc di-t-butylsalicylate 2.0 parts as charge control agent, Fischer-Tropsch wax (DSC) as release agent After melting 1.5 parts with a Henschel mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extrusion kneader after melting at 88.5 ° C., penetration 3 (25 ° C.), viscosity 7 mPa / s (120 ° C.). After quickly cooling the obtained kneaded product, coarsely pulverized with a speed mill, and further pulverized the pulverized product with a jet pulverizer, followed by classification with a rotor type classifier, the volume average particle size is 8.85 μm, In the number distribution, toner base particles having a particle size of 5.0 μm or less with a particle content of 7.0% by number and an average sphericity of 0.62 were prepared.
[0053]
The toner base particles were heat-treated with the heat treatment apparatus shown in FIG. 1 under the following conditions.
[0054]
[Heat treatment conditions] Toner supply unit: table feeder + vibration feeder, 4 sample injection nozzles (disposed at 90 degree intervals in the circumferential direction), injection angle 30 degrees, hot air flow rate 900 l / min, dispersed air flow rate 60 l / min, Dispersion concentration of toner base particles 100g / mThree, Hot air temperature 250 ° C, residence time 0.5 seconds, cold air temperature 15 ° C
[0055]
The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.18 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution of 6.5% by number, and an average sphericity of 0.78.
[0056]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0057]
Example 2
Toner base particles were prepared and heat treated in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature in the heat treatment was 200 ° C. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.03 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution, 6.9% by number, and an average sphericity of 0.75.
[0058]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0059]
Example 3
Toner base particles were prepared and heat-treated in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature in the heat treatment was changed to 300 ° C. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.25 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution was 6.3% by number, and an average sphericity was 0.80.
[0060]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0061]
Example 4
Toner base particles were prepared and heat-treated in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature in heat treatment was 350 ° C. The toner base particles were heat-treated in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature was 350 ° C. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.30 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution of 6.0% by number, and an average sphericity of 0.83.
[0062]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0063]
Example 5
The volume average particle size is 8.82 μm, and the particle size is 5.0 μm in the number distribution, except that 3.0 parts of CI Pigment Blue 15: 3 is mixed instead of CI Pigment Red 122 as a pigment. Toner base particles having the following particle content of 7.3% by number and average sphericity of 0.62 were prepared.
[0064]
The toner base particles were heat-treated in the same manner as in Example 1. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.11 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution of 7.1% by number, and an average sphericity of 0.79.
[0065]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0066]
Example 6
In the same manner as in Example 1 except that 3.0 parts of CI Pigment Yellow 17 was mixed instead of CI Pigment Red 122 as a pigment, the volume average particle diameter was 8.93 μm, and the particle diameter was 5.0 μm or less in the number distribution. Toner base particles having a particle content of 6.5% by number and an average sphericity of 0.63 were prepared.
[0067]
The toner base particles were heat-treated in the same manner as in Example 1. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.20 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution was 6.3% by number, and an average sphericity was 0.80.
[0068]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0069]
Comparative Example 1
A toner was obtained in the same manner as in Example 1 except that no heat treatment was performed.
[0070]
Comparative Example 2
Toner base particles having a volume average particle diameter of 8.82 μm, a particle content of 5.0 μm or less in the number distribution and a particle content of 7.3% by number, and an average sphericity of 0.62 obtained in the same manner as in Example 5 were obtained. Heat treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 0 ° C. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 8.87 μm, a particle content of particle size of 5.0 μm or less in the number distribution, 7.3% by number, and an average sphericity of 0.71.
[0071]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0072]
Comparative Example 3
Toner base particles were prepared and heat treated in the same manner as in Example 1 except that the hot air temperature in the heat treatment was 450 ° C. The toner base particles after the heat treatment had a volume average particle size of 9.62 μm, a content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution of 6.0% by number, and an average sphericity of 0.90.
[0073]
Hydrophobic silica fine particles treated with hexamethyldisilazane (BET specific surface area of 140 m) were added to 100 parts of the heat-treated toner base particles.2/ g) 1.0 part was added, mixed with a Henschel mixer, and then passed through an ultrasonic vibration sieve to obtain a toner.
[0074]
The toner obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was coated with a printer (developing roller; phenol resin containing carbon fine particles and conductive graphite) having substantially the same configuration as plain paper facsimile TF6500 manufactured by Toshiba Tec Corporation. Aluminum roller, blade: Metal blade with urethane resin affixed to the contact part with the development roller, separation distance of 200μm between the photosensitive drum and the development roller) to develop a negatively charged electrostatic image on plain paper After fixing, various evaluations shown below were performed. These results are shown in Table 1.
[0075]
The evaluation was performed after the toner was filled and left for 2 days in a normal temperature and normal humidity environment (23 ° C., 60% RH) and a high temperature and high humidity environment (30 ° C., 80% RH). An image was formed with a predetermined print pattern having a W ratio of 5%.
[0076]
[Filming]
Each surface and image of the photoreceptor and the intermediate transfer member are visually observed after printing 10 sheets (initial stage) and 3000 sheets continuously (endurance) in a normal temperature and humidity environment and a high temperature and high humidity environment, The presence or absence of filming was examined. The evaluation criteria are as follows.
○: No filming is observed on each surface of the photoreceptor and the intermediate transfer member.
Δ: Filming is observed on either the photoreceptor or the intermediate transfer member, but not on the image (no problem in practical use)
X: Filming is recognized on at least one of the photosensitive member and the intermediate transfer member, and is also recognized on the image.
[0077]
[Streak, Unevenness]
After printing 10 sheets in a normal temperature and humidity environment (initial stage) and after continuous printing of 3000 sheets (after endurance), the state of the sleeve of the developing machine and the image were visually observed to check for the presence of streaks and unevenness. The evaluation criteria are as follows.
○: No streak or unevenness is observed on the sleeve.
Δ: Some streaks or unevenness is observed on the sleeve but not on the image (no problem in practical use)
×: Many streaks and unevenness are recognized on the sleeve and on the image
[0078]
[Particle size of toner on sleeve]
Particles with a volume average particle size and number distribution of 5.0 μm or less of the toner remaining in the developing machine after printing 10 sheets in the normal temperature and humidity environment (initial) and after 3000 continuous printing (after durability) The content was measured and compared with the toner before printing. The evaluation criteria are as follows.
○: The difference between the volume average particle size and the content of particles having a particle size of 5.0 μm or less in the number distribution is within 10%.
Δ: The difference in the content of particles whose volume average particle size and number distribution is 5.0 μm or less is 10 to 20%
[0079]
[Image density]
The image density of the printed image after printing 10 sheets (initial) and after 3000 continuous printing (after endurance) in a room temperature and humidity environment was measured with a reflectometer (Macbeth).
[0080]
[Toner consumption]
The amount of toner consumed per sheet (average value) when printing 100 sheets under normal temperature and humidity and high temperature and high humidity environment, and the toner per sheet consumed from 2900 to 3000 sheets when printing 3000 sheets continuously The amount (average value) was determined.
[0081]
These results are shown in Table 1 together with the heat treatment conditions and the like.
[Table 1]
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a toner for developing an electrostatic image that has excellent charge amount rising characteristics and less variation in the amount of charge amount particles compared to conventional ones. High-quality image formation without streaking or unevenness is possible. For this reason, when applied to a non-magnetic one-component toner, a phenomenon such as selective development that is consumed from toner particles having a specific particle size and charge amount does not occur, and under normal temperature and humidity conditions, Stable quality is guaranteed at the end of life even in high temperature and high humidity environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a heat treatment apparatus used in the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view showing a horizontal cross-sectional structure of a sample injection chamber shown in FIG.
[Explanation of symbols]
101 ... Hot air generator, 103 ... Hot air injection nozzle
104 ... Sample injection chamber, 105 ... Toner base particles
108 ... Sample injection nozzle, 110 ... Cold air inlet
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