JP3941213B2 - Toner for electrostatic image development - Google Patents

Toner for electrostatic image development Download PDF

Info

Publication number
JP3941213B2
JP3941213B2 JP10476598A JP10476598A JP3941213B2 JP 3941213 B2 JP3941213 B2 JP 3941213B2 JP 10476598 A JP10476598 A JP 10476598A JP 10476598 A JP10476598 A JP 10476598A JP 3941213 B2 JP3941213 B2 JP 3941213B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
particles
acid
weight
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10476598A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11295917A (en
Inventor
政裕 安野
克宣 黒瀬
主税 筒井
稔 中村
洋幸 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP10476598A priority Critical patent/JP3941213B2/en
Publication of JPH11295917A publication Critical patent/JPH11295917A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3941213B2 publication Critical patent/JP3941213B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電潜像現像用トナーに関する。さらに本発明はこのトナーを用いた現像剤、特にトナー担体から、記録体上に直接トナーを飛着させてトナー像を形成させる直接記録装置に使用する現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、トナーを現像スリーブ上に供給し、スリーブに圧着して配置された規制部材との間を通過させることによりトナーを摩擦帯電させ、形成されたトナー薄層を用いて静電潜像を現像する一成分現像装置が知られている。
一方、現像に使用されるトナーは、その分布は製品によって様々であるが、粒径分布を持っており、小粒径のトナーも存在すれば、大粒径のトナーも存在する。
【0003】
上述の装置において幅広い分布を有するトナーを用いた場合、現像スリーブに対して鏡像力の高い小径トナーが優先的に現像スリーブに付着して取り込まれ、使用するに連れて大粒径のトナーが残ると言う、いわゆる粒径選別が発生するという問題があった。
また、トナー中の大径トナーに比べ小径トナーの方が帯電量が高くなり、現像スリーブに対する静電付着力が高くなるためにスリーブ上に溜りがちになり、何度も現像スリーブと規制部材との間を通過する際のストレスによって割れ、フィルミングが発生し画質が悪化するという問題もあった。特に、近年、画像形成速度の高速化が望まれており、現像スピードをアップさせる程、上述の問題は顕著になってくる。
【0004】
このような問題に対し、トナーの粒径分布をシャープにすることによって小径成分を少なくし、上述の問題発生を軽減しようとする試みがなされてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題を考慮し、長期間にわたって良好な画像が得られるトナーを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱処理領域が2秒以下の瞬間的熱処理よって得られるトナー薄層を用いて静電潜像を現像する静電荷像現像に用いられる一成分トナーであって、該トナーの体積平均粒径Dmが4〜9μm、平均円形度Emが0.96〜1.00、Dm/2以下のトナー成分の平均円形度をEsとした時、Es>1.001Emなる関係にあることを特徴とする静電荷像現像用一成分トナーに関する。さらに本発明はこのトナーを用いた現像剤、特にトナー担体から、記録体上に直接トナーを飛着させてトナー像を形成させる直接記録装置に使用する現像剤に関する。この様なトナーを工業的採算性をもって簡単に製造する技術もまた新規である。
【0007】
本発明トナーは小粒径トナーの帯電量が下がり、現像スリーブ上への優先的な取り込みが軽減でき、また、小径トナーは従来に比べ現像スリーブから離れ易くなって粒径に係わりなく均一な現像を達成でき、更には小径トナーの円形度を上げることによって、現像スリーブと規制部材との間を通過する際のストレスに耐え得るだけの強度を持たせることが出来た。これらの総合作用により、長期にわたって安定した画質を維持することが可能となった。
【0008】
本発明において体積平均粒径Dm、平均円形度Em、およびDm/2以下の粒径を有するトナー成分の平均円形度Esはフロー式粒子像分析装置(EPIA−2000:東亜医用電子株式会 社製)を用いて水分散系で測定した値である。この測定装置によれば個々の粒子の体積粒径、その領域別平均値およびそれに対応する個々の粒子の円形度およびその平均値を測定および換算出来、これを積算し、或いは解析できるのでDm、Dm/2およびEmを求める事ができる。またこの装置を使用すれば円形度の標準偏差(円形度分布の標準偏差)は平均円形度と同時に測定できる。この値が小さいほどトナー粒径が揃っていることを示す。
【0009】
本発明においてトナーの体積平均粒径Dmは2〜10μm、より好ましくは4〜9μmのものである。これらの範囲はトナーの使用対象や装置とのからみで選定されるため、限定的ではない。しかしながら、上記体積平均粒径を有するトナーはいずれも本発明の目的を達成する上で有用である。
【0010】
本発明において円形度とは:
円形度 = 粒子の投影面積に等しい円の周囲長/粒子投影像の周囲長
で表される値である。即ち、1に近いほど円形に近い。このように円形度は「粒子の投影面積に等しい円の周囲長」および「粒子投影像の周囲長」から求められるため、この値はトナーの形状、特に粒子表面の凹凸状態を反映する指標となる。
【0011】
平均円形度Emは、測定トナー全体の(即ち、体積平均粒径Dmのトナー)円形度の平均値をいう。好ましい平均円形度Emは0.94から1.0、より好ましくは0.95から1.0、特に0.96〜1.0である。また、平均円形度Emのトナーの標準偏差値は、好ましくは0.045以下、より好ましくは、0.040以下、特に好ましくは0.035以下である。
【0012】
平均円形度Esは体積粒径がDm/2以下の粒子の平均円形度であり、この値もEmと同様好ましくは0.94から1.0、より好ましくは0.95から1.0、特に0.96〜1.0であり、平均円形度Esのトナーの標準偏差値は好ましくは0.045以下、より好ましくは、0.040以下、特に好ましくは0.035以下である。
【0013】
本発明においては、Esは1.001Emより大きい事が必要であり、Esがそれより小さいと本発明の目的を十分に果たす事が出来ない。より好ましくはEs>1.002Emである。
【0014】
トナーの円形度の標準偏差値が上記範囲より大きいことは、トナー形状が不均一であることを意味している。したがって、トナーの円形度の標準偏差値を上記範囲に設定することにより、トナーの流動性が向上し、トナーの表面電荷密度が均一となり、帯電量にばらつきが少なくなることより、帯電量の比較的高い小径成分が先に、トナー坦持体に供給され、かつ、消費されていく現象が押さえられ、初期から長期にわたって安定した品質を確保することが可能となる。
【0015】
表面の均質性ならびに1個1個の粒子における、ばらつきを低減することにより、例えば、トナーにおいては、帯電の立ち上がり特性が向上し、また、帯電量分布のシャープ化が達成できる為、カブリ等のノイズが少なく、画像品位の向上が図れる。さらにこのことにより、選択現像等の現象(特定の粒径・帯電量のトナーから先に消費されていく現象)等が発生せず、耐刷時においても安定的なトナー品質が確保できる。従って、特に初期において、帯電量の高い小径成分が多くなるという現象を押さえることが可能となる為、移動性(現像性、転写性)等の効率についても向上させることが可能となる為、マシンの設定条件のウィンドウが広がる。
【0016】
この様な効果は特に、小粒径のトナーの上記特数を調整する事によって顕著な効果が得られる。即ち、Dm/2以下のトナーの平均円形度Esを0.95以上でかつEsの標準偏差値が0.040以下であるトナーにおいて好結果が得られる。
本発明においてはさらにトナー表面の凹凸や割れ目、細孔などを有しないものが好ましく、従ってD/d50(式中、D=6(ρ・S)(式中、Dはトナーの形状を球としたときの、比表面積からの換算値(μm)、d50は粒径別相対重量分布の50%相当粒径(μm)、ρは密度(g/cm2)、SはBET比表面積(m2/g)をそれぞれ表す)において、D/d50が0.50以上、磁性トナーの場合は0.20以上、好ましくは0.25以上のものが好ましい。このD/d50はトナーの粒子表面または内部に細孔のあることを示す指標であり、上記値を有するトナーであれば細孔部を中心にしてトナーが割れたり、凹部に外添剤などが埋め込まれたり、凸部が削られて微粉が発生するのが抑制できる。従ってトナー特性は長期にわたって維持する事が出来る。
【0017】
従来、熱によるトナーの表面改質法は知られているが(例えば特開平4−226476号公報、特開平6−317928〜317933号公報など)、いずれの方法も凝集あるいは合一粒子を発生し易いため、本発明の特数を有するトナーを得るには適していない。
本発明トナーは予め常法により得られたトナーを熱風により表面処理し、次いで分級することにより容易に得ることができる。
熱風による表面処理は熱風中にトナーを圧縮空気により分散噴霧することにより行うのが好ましい。
熱風気流中に現像剤粒子を分散供給させることにより、現像剤粒子の表面を溶融させ、瞬時に現像剤粒子を球状化処理する方法が知られている。さらに、現像剤粒子の熱風中での分散状態を向上させる目的で予め、疎水性シリカ等で表面処理しておくことも知られている。しかしながら、これらの方法を持ってしても、現像剤特性を飛躍的に向上させるべく、球形度とその均一性を達成できなかった。
【0018】
本発明において使用する瞬間的加熱処理は、熱風中にトナー粒子を圧縮空気により分散噴霧することにより、現像剤が熱により表面改質され、従来の方法をもっても達成できなかった球形度とその均一性を達成するものである。
【0019】
瞬間的加熱処理を行なう装置の概略構成図を図1および図2を用いて説明する。
図1に示す如く、熱風発生装置101にて調製された高温高圧エアー(熱風)は導入管102を経て熱風噴射ノズル106より噴射される。一方、トナー粒子105は定量供給器104から所定量の加圧エアーによって導入管102'を経て搬送され、前記熱風噴射ノズル106の周囲に設けられた試料噴射室107へ送り込まれる。
【0020】
試料噴射室107は、図2に示す如く、中空のドーナツ形状をしており、その内壁には複数の試料噴射ノズル103が等間隔に配置されている。試料噴射室107へ送り込まれたトナー粒子は、噴射室107で拡散して均等に分散した状態となり、引き続き送り込まれてくるエアーの圧力によって複数の試料噴射ノズル103から熱風気流中へ噴射される。
【0021】
また、試料噴射ノズル103の噴出流が熱風気流を横切ることがないように試料噴射ノズル103に所要の傾きを設けておくことが好ましい。具体的には、トナー噴出流が熱風気流にある程度沿うように噴射することが好ましく、トナー噴出流と熱風気流の中心領域の流れ方向なす角度が20〜40°、好ましくは25〜35°が好ましい。40°よりも広いとトナー噴出流が熱風気流を横切るように噴射されることになり、他のノズルから噴射されたトナー粒子と衝突してトナー粒子の凝集が発生し、一方、20°よりも狭いと熱風中に取り込まれないトナー粒子が発生し、トナー粒子の形状が不均一となる。
【0022】
また、試料噴射ノズル103は複数本必要であり、少なくとも3本以上、4本以上が好ましい。複数本の試料噴射ノズルを使用することによって熱風気流中へのトナー粒子の均一な分散が可能となり、トナー粒子1つ1つの加熱処理を確実に行うことができる。試料噴射ノズルから噴出された状態としては、噴出時点で広く拡散し、他のトナー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。
【0023】
このようにして噴射されたトナー粒子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、処理温度並びにトナー粒子の熱風気流中での濃度により異なるが、必要なトナー粒子の改質(加熱処理)が達成され、かつトナー粒子同士の凝集が発生しない時間であり、通常2秒以下、好ましくは1秒以下がよい。この瞬間的時間は、トナー粒子が試料噴射ノズルから噴射され、導入管102"に導入されるまでのトナー粒子の滞留時間として表わされる。この滞留時間が2秒を越えると合一粒子が発生しやすくなる。
【0024】
次いで、瞬間加熱されたトナー粒子は直ちに冷却風導入部108から導入される冷風によって冷却され、装置器壁へ付着したり粒子同士凝集したりすることなく導入管102"を経てサイクロン109により捕集され、製品タンク111に貯まる。トナー粒子が捕集された後の搬送エアーはさらにバグフィルター112を通過して微粉が除去された後、ブロアー113を経て大気中へ放出される。なお、サイクロン109は、冷却水が流れている冷却ジャケットを設け、トナー粒子の凝集を防止することが好ましい。
【0025】
その他、瞬間的加熱処理を行うに重要な条件としては、熱風風量、分散風量、分散濃度、処理温度、冷却風温度、吸引風量、冷却水温度である。
【0026】
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い。
【0027】
分散風量とは、加圧エアーによって、導入管102'に送り込まれる風量のことである。その他の条件にもよるが、この分散風量は、押さえて熱処理した方が、トナー粒子の分散状態が向上、安定する為好ましい。
【0028】
分散濃度とは、熱処理領域(具体的にはノズル吐出領域)でのトナー粒子の分散濃度をいう。好適な分散濃度はトナー粒子の比重によって異なり、分級濃度を各トナー粒子の比重で割った値が、50〜300g/m3、好ましくは50〜200g/m3で処理することが好ましい。
【0029】
処理温度とは、熱処理領域での温度をいう。熱処理領域では中心から外側に向け温度勾配が実状存在するが、この温度分布を低減して処理することが好ましい。装置面からは、スタビライザー等により風を安定化層流状態で供給する事が好ましい。分子量分布のシャープなバインダ樹脂、例えば重量平均分子量/数平均分子量が2〜20を有するバインダー樹脂を使用してなる非磁性トナーにおいては、バインダー樹脂のガラス転移点+100℃以上〜ガラス転移点+300℃のピーク温度範囲で処理することが好ましい。より好ましくはバインダー樹脂のガラス転移点+120℃以上〜ガラス転移点+250℃のピーク温度範囲で処理する。なお、ピーク温度範囲とはトナーが熱風と接触する領域での最高温度をいう。
【0030】
分子量分布の比較的広いタイプのバインダー樹脂、例えば重量平均分子量/数平均分子量が30〜100を有するバインダー樹脂を使用してなる非磁性トナーにおいては、バインダー樹脂のガラス転移点+100℃以上〜ガラス転移点+300℃のピーク温度範囲で処理することが好ましい。さらに好ましくはバインダー樹脂のガラス転移点+150℃以上〜ガラス転移点+280℃のピーク温度範囲で処理する。これは、トナーの形状並びに表面の均一性を向上させる為には、バインダー樹脂の高分子量領域の改質をも達成できるよう高めの処理温度に設定する必要が生じる為である。しかしながら、処理温度を高めに設定すると逆に合一粒子が発生しやすくなる為、熱処理前の流動化処理を多めに設定する、処理時の分散濃度を低めに設定する等のチューニングが必要となる。
【0031】
トナー粒子にワックスを添加すると合一粒子が発生しやすくなる。そのため、熱処理前の流動化処理(特に大粒径成分の流動化剤)を多めに設定する。処理時の分散濃度を低めに設定する等のチューニングが形状並びに形状のバラツキを押さえた均一なトナー粒子を得る上で重要となる。この操作は分子量分布の比較的広いタイプのバインダー樹脂を使用しているときや、球形度を高めようとして、処理温度を高めに設定するときにより重要となる。
【0032】
冷却風温度とは、冷却風導入部108から導入される冷風の温度である。トナー粒子は瞬間的加熱処理後、トナー粒子の凝集あるいは合一が発生しない温度領域まで瞬時に冷却すべく、冷却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。この為、冷却風の温度は、25℃以下、好ましくは15℃以下、さらに好ましくは、10℃以下で冷却する。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する可能性があり、逆に副作用が生じるので注意が必要である。かかる瞬間的加熱処理では、次に示す装置内の冷却水による冷却と併せて、バインダ樹脂が溶融状態にある時間が非常に短い為、粒子相互および熱処理装置の器壁への粒子付着がなくなる。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でき、また、収率を高く安定的に制御できる。
【0033】
吸引風量はブロアー113により、処理されたトナー粒子をサイクロンに搬送する為のエアーをいう。この吸引風量は、多くする方が、トナー粒子の凝集性を低減させる意味で好ましい。
【0034】
冷却水温度とは、サイクロン109、114ならびに導入管102”に設けられている冷却ジャケット内の冷却水の温度をいう。冷却水温度は、25℃以下、好ましくは15℃以下、さらに好ましくは10℃以下である。
【0035】
本発明における円形度が高く、かつ、形状のバラツキを小さく押さえる為の具体的方策の例として以下のものが挙げられる。
▲1▼熱風中に供給するトナー量を一定に制御し、脈動等を発生させないこと。そのためには、従来のテーブルフィーダーおよび振動フィーダー等を複数種組み合わせて使用し、定量供給性を高める; トナーを圧縮空気で供給した後、熱風中に供給される前に、トナー粒子を再分散させ、均一性を高める(例えば、二次エアーにより再分散させる、バッファ部を設けてトナーの分散状態を均一化する、同軸二重管ノズル等で再分散させる等);
【0036】
▲2▼熱風中に噴霧供給する際のトナーの分散濃度を最適化かつ均一に制御すること、そのためには、熱風中への供給を全周方向から均一、かつ高分散状態で投入する(分散ノズルから供給する場合には、スタビライザ等を有するノズルを使用し、個々のノズルから分散されるトナーの分散均一性を向上させる); 熱風中のトナーの分散濃度を均一化する為、ノズル本数は、少なくとも3本以上、好ましくは、4本以上とできる限り多くし、かつ、全周方向に対して、対称形で配置し、好ましくは、360度全周領域に設けられたスリット部から均一にトナーを供給する。
【0037】
▲3▼どの粒子に対しても、均一なエネルギーがかかる様、トナーを処理する領域での熱風の温度分布を均一に制御し、かつ、熱風の流れを層流に制御すること、そのためには、熱風を供給する熱源の温度のばらつきを減らす;トナー粒子の熱風状態を均一・安定化する為、熱風供給前の直管部分をできる限り長くする;また、好ましくは熱風供給口付近に熱風を安定化させる為のスタビライザを設ける;さらに、本発明の例示装置の構成においては、開放状態に、熱風と分散されたトナーが供給される為、外気と接する方向に熱風が拡散する傾向にある為、熱風の供給口を必要に応じて絞る;好ましくは、トナー粒子は熱風温度が安定(温度分布が小さい)した熱風の中心部付近を通過させるように、ノズルの噴霧角度を、熱風の流れ方向に対して鋭角の方向(例えば、25〜35度)に設定する。
【0038】
▲4▼トナー粒子が熱処理中に均一分散状態が保持できるだけの流動化処理ができていること、そのためには、トナーの分散・流動性を確保する為、処理トナーの粒径の1/20以下、好ましくは、1/50以下の各種有機/無機微粒子流動助剤を使用する(特に、一次粒子の平均径が20nm以下(BET比表面積が100m2/g以上)の疎水化処理されてなる無機微粒子(特に疎水性シリカ微粒子)が好ましい。添加量はトナー粒子100重量部に対して、0.1〜6重量部、特に、0.5〜3重量部添加するのが好ましい);分散・流動性を向上させる為の混合処理は、好ましくは、トナー表面に均一かつ強く固定化されない付着した状態で存在させる。
【0039】
▲5▼トナー表面が熱を受けた時点でもトナー表面に各トナー粒子間のスペーサ効果が保持できるよう、処理温度で軟化しない粒子をトナー表面に存在させる、そのためには、好ましくは▲4▼で示した各種有機/無機微粒子と比較して大き目の粒径を有し、かつ、処理温度で軟化しない微粒子を添加する(これによって、トナー粒子表面の本粒子の存在により、熱を受け始めた後においても、トナー粒子表面が完全な樹脂成分のみの表面とはならず、トナー粒子間においてスペーサ効果をもたらし、トナー粒子同士の凝集・合一を防止する。▲4▼で示した流動化剤の内、大径粒子の添加量はトナー粒子100重量部に対して、0.3〜5重量部、好ましくは、0.5〜3重量部が好ましい)。
【0040】
▲6▼熱処理は、必要最低限の瞬間加熱により行えばよく、その後、すぐにトナー粒子は、凝集ならびに合一が発生しない温度領域まで瞬時に冷却する。そのためには、通常は、熱処理された後、処理装置内に外気を導入させることにより、瞬時にトナー粒子を常温レベルまで冷却させる。しかしながら、トナーの物性によっては、外気温度の影響により、凝集・合一粒子の発生が起こりやすくなる為、導入する冷却風の温度を制御することが好ましく、その温度としては、25℃以下、好ましくは15℃以下、さらに好ましくは、10℃以下で冷却する。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する可能性があり、逆に望ましくない結果を生じる。
【0041】
▲7▼熱処理したトナーの捕収は、熱が発生しない条件で制御すること。そのためには、熱処理ならびに冷却されたトナーは、配管系(特にアール部分)ならびに通常トナーの捕収で使用されているサイクロンで発生する熱を押さえる為、チラ―での冷却をすることが好ましい。
【0042】
表面処理改質の条件は以下のごとくするのが好ましい。
トナー供給部にはテーブルフィーダーと振動フィーダーを設ける。フィーダーは精度の高い定量性の高い供給を行うことが重要である。微粉砕あるいは分級工程での分散状態でそのままオンラインで熱処理工程にトナー粒子を多く供給できるのが好ましい。
【0043】
噴出角度は約30度にし、できる限り、熱風温度ならびに熱風の均一性が高い中心領域の流れに沿った角度でトナー粒子を導入、処理することが好ましい。
熱風風量は800L/min以上が好ましい。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い。
分散風量はその他の条件にもよるが約55L/minが適当である。分散風量は、押さえて熱処理した方が、トナーの分散状態が向上・安定する為、好ましい。 吸引風量は通常約1200L/min以上にするのか好ましい。吸引風量は、多くする方が、トナー粒子の凝集性を低減させる意味で好ましい。
【0044】
分散濃度はトナーの比重によって異なり、各トナーの比重で割った値が、50〜300g/m3、好ましくは、50〜200g/m3で処理することが好ましい。
【0045】
処理温度は、熱処理領域での温度範囲を云う。熱処理領域では中心から外側に向け温度勾配が実在するが、この温度分布を低減して処理することが好ましい。装置面からは、スタビライザー等により風を安定化層流状態で供給することが好ましい。本発明、特に非磁性トナーの場合には、使用するバインダー樹脂がシャープな溶融温度を有するのが好ましいので、分子量分布のシャープな樹脂を使用し、使用樹脂のガラス転移温度の100℃〜300℃以上のピーク温度範囲で処理することが好ましく、特にガラス転移温度の120℃〜250℃以上のピーク温度範囲で処理するのが好ましい。オイルレス用で使用される分子量分布の比較的広いタイプのバインダ樹脂を使用する非磁性トナーにおいては、バインダ樹脂のガラス転移温度の100℃〜300℃以上のピーク温度範囲で処理することが好ましく、特にガラス転移温度の150℃〜280℃以上のピーク温度範囲で処理するのが好ましい。これは、トナーの形状並びに表面の均一性を向上させる為には、バインダ樹脂の高分子量領域の改質をも達成できるよう高めの処理温度に設定する必要が生じる為である。しかしながら、処理温度を高めに設定すると逆に合一粒子が発生しやすくなる為、熱処理前の流動化処理を多めに設定する、処理時の分散濃度を低めに設定する等のチューニングが必要となる。なおピーク温度範囲とはトナーが熱風と接触する領域での最高温度を云う。
【0046】
定着性・耐久性等を向上させる目的でワックスを添加すると合一粒子が発生しやすくなる為、球形度を高める為、処理温度を高めに設定すると合一粒子が発生しやすくなる為、熱処理前の流動化処理(特に大粒径成分の流動化剤)を多めに設定する、処理時の分散濃度を低めに設定する等のチューニングが、形状並びに形状のバラツキを押さえた均一なトナーを得る上で重要となる。
トナーの熱処理領域内の滞留時間は、2秒以下、好ましくは1秒以下に設定する。滞留時間が2秒を超えると合一粒子が発生しやすくなる。また、均一性を向上させるため複数回処理するのも好ましい。
【0047】
冷却風温度:瞬間熱処理してなるトナーは、使用しているバインダ樹脂のガラス転移温度以上の温度条件下に2秒間以上滞留することは好ましくないので、処理された後、冷却風により、該ガラス転移温度以下の雰囲気下に戻すことが好ましい。この為、冷却風の温度は、25℃以下、好ましくは15℃以下、さらに好ましくは、10℃以下で冷却する。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する可能性があり、逆に好ましくない結果を生じる。従って、瞬間加熱処理と装置内の冷却水による冷却とを併用すると、バインダ樹脂の溶融時間を非常に短くできる為、粒子相互および熱処理装置の器壁への粒子付着がなくなる。この結果、連続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でき、また、収率を高く安定的に制御できる。
冷却水温度は、好ましくは25℃以下、より好ましくは15℃以下、さらに好ましくは、10℃以下である。
【0048】
本発明で示してなる物性を有するトナーを得るためには、上記に示した方策を単独または組み合わせて実施することが好ましい。
【0049】
トナーは、混練粉砕法では、原料混合工程、溶融混練工程、粉砕工程、分級工程を経て製造されるが、分級工程は、本発明での瞬間加熱処理を施した後、行っても良い。この際、粉砕工程で使用する粉砕装置として被粉砕粒子を球形化できる粉砕装置を用いることにより、この後で処理する瞬間的熱処理の制御が行いやすくなる為好ましい。このような装置として、イノマイザーシステム(ホソカワミクロン社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)等を挙げることができる。また、分級工程で使用する分級装置として被処理粒子を球形化できる分級装置を用いることにより、円形度等の制御が容易になる。このような分級装置としてティープレックス型分級機(ホソカワ社製)等を挙げることができる。
【0050】
また、瞬間加熱処理と組み合わせて各種トナーの表面改質装置における各種処理と組み合わせても良い。これら表面改質装置としては、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンコスモスシリーズ(川崎重工業社製)イノマイザーシステム(ホソカワミクロン社製)等の高速気流中衝撃法を応用した表面改質装置、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の乾式メカノケミカル法を応用した表面改質装置、ディスパーコート(日清エンジニアリング社製)コートマイザー(フロイント産業社製)の湿式コーティング法を応用した表面改質装置を適宜、組み合わせて使用できる。
熱により表面処理されたトナー微粒子は分級により粒径を整えるのが好ましい。
【0051】
以上のようにトナー粒子を熱風中に分散噴霧し、瞬間的加熱処理すると、カラートナーおよびオイルレス定着トナーは表面性状が下記式[I]:
D/d50≧0.40 但し D=6/(ρ・S) [I]
(式中、Dはトナーの形状を球と仮定した時のBET比表面積からの換算粒径(μ);d50は粒径別相対重量分布の50%相当粒径(μm);ρは真密度(g/cm3);SはBET比表面積(m2/g)をそれぞれ表す。)
を満たすものが得られる。好ましくはD/d50は0.50以上である。
【0052】
磁性トナーの場合は、粒子内部に磁性粉を含有するので、磁性粉を含まないものに比べてD/d50の下限値は小さくなり、D/d50≧0.20のものが得られる。好ましくはD/d50は0.25以上のものである。
【0053】
このD/d50は、トナー粒子表面あるいは内部に細孔の存否を示す指標であり、上記値を有するトナーであれば、細孔部を中心にしてトナーが割れたり、凹部に外添剤として加えられる流動化剤であるシリカ等が埋め込まれたり、また凸部が削られて微粉が発生するなどの不都合が生じない。
【0054】
BET比表面積は、フローソーブ2300型(島津製作所社製)で測定された値を用いているが、同様の測定原理、方法で測定されるのであれば前記装置で測定されなければならないということを意味しない。
【0055】
粒径別相対重量分布(d50)は、コールタマルチサイザII;コールタカウンタ社製により測定された値を用いているが、同様の測定原理、方法で測定されるのであれば前記装置で測定されなければならないということを意味しない。
【0056】
真密度(ρ)は、シリカ等の外添剤を添加する前の粒子の真密度をいい、空気比較式比重計;ベックマン社製により測定された値を用いているが、同様の測定原理、方法で測定されるのであれば前記装置で測定されなければならないということを意味しない。
【0057】
以上のようにして得られたトナーはシリカ等の流動化剤を外添して、現像剤として供される。
【0058】
本発明に使用されるバインダー樹脂としては、特に限定的ではなく、トナーに使用されるあらゆる樹脂を適宜組み合わせて使用することが出来る。具体的にはポリエステル樹脂、ビニル樹脂(スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂など)、ジエン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ウレタン樹脂など、合成樹脂および天然樹脂いずれでも使用できる。特に本発明方法により均一な粒径分布を有する実質上球形のトナーを得るためには、カラートナー(黒を含む)の場合は、例えば、少なくともガラス転移温度50〜75℃、軟化点80〜120℃、数平均分子量2500〜30000および重量平均分子量/数平均分子量が2〜20、オイルレス定着用トナーの場合は、少なくともガラス転移温度50〜75℃、軟化点80〜150℃、数平均分子量1000〜10000および重量平均分子量/数平均分子量が30〜100であるバインダ樹脂をしようするのが好ましい。
【0059】
ポリエステル樹脂としては、酸価が2〜50KOHmg/g、好ましくは3〜40KOHmg/gのポリエステル系樹脂がこのましい。このような酸価を有するポリエステル系樹脂を用いることによって、カーボンブラックを含む各種顔料や荷電制御剤の分散性を向上させるとともに、十分な帯電量を有するトナーとすることができる。酸価が2KOHmg/gより小さくなると上述した効果が小さくなり、また酸価が50KOHmg/gより大きくなると環境変動、特に湿度変動に対するトナー帯電量の安定性が損なわれる。
本発明において、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たポリエステル樹脂が使用可能である。
【0060】
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−ヘキサンジオール、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。
【0061】
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−ヘキサンテトロール、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、グリセロール、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。
【0062】
また、多価カルボン酸成分のうち2価の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ードデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、nードデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、nーオクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、nーオクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
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、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
【0063】
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ーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、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系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に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば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ーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、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。
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。
【0064】
またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、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−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、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t−ブチル、メタクリル酸n−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸3−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸3−(メチル)ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、2,2’ーアゾビス(2,4ージメチルバレロニトリル、2,2’ーアゾビスイソブチロニトリル、1,1’ーアゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’ーアゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
【0065】
本発明において、特にオイルレス定着用トナーとしての定着性を向上させ且つ耐オフセット性を向上させるため、あるいは、透光性を必要とするフルカラートナーにおいて画像の光沢性を制御する為にポリエステル系樹脂として軟化点の異なる2種類のポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。オイルレス定着用トナーにおいて定着性を向上させるために軟化点が95〜120℃の第1ポリエステル系樹脂を使用し、耐オフセット性を向上させるために軟化点が130〜160℃の第2ポリエステル系樹脂を使用する。この場合に第1ポリエステル樹脂の軟化点が95℃より低くなると耐オフセット性が低下したりドットの再現性が低下し、120℃より高いと定着性向上の効果が不十分となる。また第2ポリエステル系樹脂の軟化点が130℃より低いと耐オフセット性向上の効果が不十分となり、160℃より高くなると定着性が低下する。このような観点からより好ましい第1ポリエステル系樹脂の軟化点は100〜115℃で、第2ポリエステル系樹脂の軟化点は135〜155℃である。また第1および第2ポリエステル系樹脂のガラス転移点は50〜75℃、好ましくは55〜70℃とすること望ましい。これはガラス転移点が低いとトナーの耐熱性が不十分となり、また高すぎると製造時の粉砕性が低下し生産効率が低くなるためである。
【0066】
第1ポリエステル系樹脂としては、上述した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て得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を主成分とし、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸、フマル酸、ドデセニルコハク酸、ベンセントリカルボン酸のみからなる群より選択される少なくとも1種を主成分として用いて得られたポリエステル樹脂が好ましい。
【0067】
また、第2ポリエステル系樹脂としては、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応する両反応性モノマーとの混合物を用い、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ビニル系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ポリエステル系樹脂がワックスの分散性、トナーの強靭性、定着性、耐オフセット性を向上させる観点から好ましい。第2ポリエステル系樹脂中のビニル系樹脂の含有量は5〜40重量%、好ましくは10〜35重量%とする。これはビニル系樹脂の含有量が5重量%より低いとトナーの定着強度が低下し、40重量%を超えると耐オフセット性やトナーの強靭性の低下、負の帯電レベルの低下等が生じ易くなる。また、トナーにワックスを含有させた場合にはビニル系樹脂の含有量が5重量%より低いとポリエチレンワックスの分散性が低下し、40重量%を超えるとポリプロピレンワックスの分散性が低下する傾向がある。
【0068】
第1ポリエステル系樹脂と第2ポリエステル系樹脂との重量比は7:3〜2:8、好ましくは6:4〜3:7とすることが好ましい。第1ポリエステル系樹脂と第2ポリエステル系樹脂とをこのような範囲で使用することにより、トナーとして定着時のつぶれによる広がりが小さくドット再現性に優れており、さらに低温定着性に優れ低速および高速の画像形成装置においても優れた定着性を確保することができる。また、両面画像形成時(定着機を2度通過時)にも優れたドット再現性を維持することができる。第1ポリエステル系樹脂の割合が上記範囲より少ない場合は、低温定着性が不十分となり幅広い定着性を確保できなくなる。また、第2ポリエステル系樹脂の割合が上記範囲より少ない場合は、耐オフセット性が低下するとともに定着時のトナーのつぶれが大きくなりドット再現性が低下する傾向がある。
【0069】
透光性が要求されるフルカラーは従来、分子量分布のシャープなシャープメルトタイプの樹脂が使用され、このような樹脂を使用することにより、光沢のあるピクトリアル画像が再現された。しかしながら、近年、通常のオフィスカラー等においては、光沢度を落とした画像が要求されるケースも出ている。このような要求に対しては、例えば、樹脂の分子量分布を高分子側に広げることにより達成できる。マタ、その具体的方策の一つトシテ分子量の異なる2種以上の樹脂を組み合わせて用いることにより達成でき、最終的に組み合わせてなる樹脂物性が、ガラス転移温度50〜75℃、軟化点80〜120℃、数平均分子量2500〜30000℃および重量平均分子量/数平均分子量が2〜20であれば好適に使用できる。光沢度を落として使用する場合には、重量平均分子量/数平均分子量の値を4以上に設定し、熔融粘度曲線を傾かせることにより、定着温度に対する光沢度制御領域を広げることが可能になる。
【0070】
その他、特にフルカラートナーにおいては、エポキシ系樹脂も好適に使用できる。本発明で使用されるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンとの重縮合物などが好適に使用できる。例えば、エポミックR362、R364、R365、R367、R369(以上 三井石油化学工業社製)、エポトートYD−011、YD−012、YD−014、YD−904、YD−017(以上 東都化成社製)、エピコート1002、1004、1007(以上 シエル化学社製)等、市販のものも使用できる。
【0071】
なお、本発明において樹脂の軟化点はフローテスター(CFT−500:島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔(径1mm、長さ1mm)、加圧20kg/cm2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm3の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの1/2に相当する温度を軟化点とした。ガラス転移点は示差走査熱量計(DSC−200:セイコー電子社製)を用いて、リファレンスをアルミナとし、10mgの試料を昇温速度10℃/minの条件で20〜120℃の間で測定し、メイン吸熱ピークのショルダー値をガラス転移点とした。酸価は、10mgの試料をトルエン50mlに溶解し、0.1%のブロムチモールブルーとフェノールレッドの混合指示薬を用いて、予め標定されたN/10水酸化カリウム/アルコール溶液で滴定し、N/10水酸化カリウム/アルコール溶液の消費量から算出した値である。また分子量(数平均分子量、重量平均分子量)はゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GPC)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。
【0072】
さらに、本発明のトナーには耐オフセット性等の特性を向上させるためにワックスを含有させてもよい。このようなワックス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、フィッシャートロプシュワックス等を挙げることができる。このようにトナーにワックスを含有させる場合は、その含有量をバインダー樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部とすることがフィルミング等の問題を生じることなく添加による効果を得る上で好ましい。
【0073】
なお、耐オフセット性向上の観点からポリプロピレンワックスを含有させることが好ましく、またスミア性(自動原稿送り時あるいは両面複写時に片面に既に画像が形成された用紙の紙送りの際にローラで画像が擦られて画像ににじみや汚れ等の画質低下を起こす現象)を向上させる観点からはポリエチレンワックスを含有させることが好ましい。上述した観点から特に好ましいポリプロピレンワックスは160℃における溶融粘度が50〜300cps、軟化点が130〜160℃および酸価が1〜20KOHmg/gであるポリプロピレンワックスであり、また特に好ましいポリエチレンワックスは、160℃における溶融粘度が1000〜8000cpsおよび軟化点が130〜150℃であるポリエチレンワックスである。即ち、上記溶融粘度、軟化点および酸価を有するポリプロピレンワックスは上記バインダー樹脂に対する分散性が優れており、遊離ワックスによる問題を生じることなく耐オフセット性の向上を達成することができる。特にポリエステル樹脂をバインダ樹脂として使用する場合には、酸化型ワックスを使用することが好ましい。
【0074】
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、モンタワックス、ライスワックス、フィッシャー・トロプシュワックスが挙げられる。
【0075】
ポリオレフィン系ワックスであるポリプロピレン系ワックスとしては、低分子量のポリプロピレンは硬度が小さい為、トナーの流動性を低下させる欠点を持っており、この欠点を改良する為に、カルボン酸または酸無水物で変性したものが好ましい。特に、低分子量ポリプロピレン系樹脂を(メタ)アクリル酸、マレイン酸および無水マレイン酸からなる群より選ばれる1種以上の酸モノマーで変成した変成ポリプロピレン樹脂が好適に使用できる。該変性ポリプロピレンは、例えばポリプロピレン系樹脂に(メタ)アクリル酸、マレイン酸および無水マレイン酸からなる群より選ばれる1種以上の酸モノマーを過酸化物触媒存在下もしくは無触媒下でグラフトあるいは付加反応することにより得られる。変性ポリプロピレンを使用する場合には、酸価が0.5〜30KOHmg/g好ましくは1〜20KOHmg/gである。
【0076】
上記酸化型ポリプロピレンワックスとしては、市販されているものでは、三洋化成工業社製のビスコール200TS(軟化点140℃,酸価3.5),ビスコール100TS(軟化点140℃,酸価3.5),ビスコール110TS(軟化点140℃,酸価3.5)等が使用できる。
【0077】
酸化型ポリエチレンとして市販されているものでは、三洋化成工業社製のサンワックスE300(軟化点103.5℃,酸価22),サンワックスE250P(軟化点103.5℃,酸価19.5),三井石油化学工業社製のハイワックス4053E(軟化点145℃,酸価25),405MP(軟化点128℃,酸価1.0),310MP(軟化点122℃,酸価1.0),320MP(軟化点114℃,酸価1.0),210MP(軟化点118℃,酸価1.0),220MP(軟化点113℃,酸価1.0),220MP(軟化点113℃,酸価1.0),4051E(軟化点120℃,酸価12),4052E(軟化点115℃,酸価20),4202E(軟化点107℃,酸価17),2203A(軟化点111℃,酸価30)等が使用できる。
【0078】
カルナバワックスを使用する場合は、微結晶のものが良く、酸価が0.5〜10KOHmg/g好ましくは1〜6KOHmg/gのものである。
【0079】
モンタンワックスは、一般的に鉱物より精製されたモンタン系エステルワックスを指しカルナバワックス同様微結晶であり、酸価が1〜20好ましくは3〜15である。
【0080】
ライスワックスは米ぬかワックスを空気酸化したものであり、酸価が5〜30KOHmg/gであることが好ましい。
【0081】
フィッャー・トロプシュワックスは、石炭より合成石油を炭化水素合成法により製造する際、副生するワックスで例えばサゾール社製の商品名「サゾールワックス」として市販されているものである。またこれとは別に天然ガスを出発原料とするフィッシャー・トロプシュワックスも低分子量成分が少なくトナーに用いた場合の耐熱性に優れる為、好適に使用できる。
【0082】
フィッシャー・トロプシュワックスの酸価としては、0.5〜30KOHmg/gの物が使用でき、サゾールワックスの中では、特に酸価が3〜30KOHmg/gを有する酸化タイプのもの(商品名、サゾールワックスA1、A2等)が好適に使用できる。また、上記溶融粘度および軟化点を有するポリエチレンワックスも上記バインダー樹脂に対する分散性が優れており、遊離ワックスによる問題を生じることなく定着画像表面の摩擦係数を低減させてスミア性の向上を達成することができる。なお、ワックスの溶融粘度はブルックフィールド型粘度計により測定した。
【0083】
また、フルカラートナー用の着色剤としては、公知の顔料及び染料が使用される。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、デュポンオイルレツド、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、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.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等を挙げることができる。また、黒トナーには、各種カーボンブラック、活性炭、チタンブラックに加えて、着色剤の一部または全部を磁性体と置き換えることができる。このような磁性体としては、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄等、公知の磁性体微粒子が使用可能である。磁性粒子の平均粒径は製造時における分散性を得る意味において、好ましくは1μm以下特に0.5μm以下が好ましい。非磁性トナーとしての特性を持たせつつ、飛散防止等のの観点で添加する場合は、その添加量はバインダー樹脂100重量部に対して0.5〜10重量部、好ましくは0.5〜8重量部、より好ましくは1〜5重量部である。添加量が10重量部を超えるとトナーに対する現像剤担持体(マグネットローラ内蔵)の磁気的拘束力が強くなって現像性が低下する。
【0084】
また、磁性トナーとして使用する場合は、バインダー樹脂100重量部に対して磁性体を20重量部から60重量部が好ましい。添加量が20重量部以下では、トナー飛散が増加する傾向にあり、60重量部を超えるとトナー帯電量が安定的に確保できず、画像品質の低下を引き起こす。
【0085】
本発明のトナーには、目的に応じて帯電制御剤や離型剤等の添加剤を結着樹脂中に添加して用いることができる。例えば、帯電制御剤としては、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属錯体、アゾ系金属化合物のような含金属染料、マレイン酸を単量体成分として含む共重合体の如き高分子酸、第4級アクモニウム塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブラック等を添加することができる。本発明のトナーには、必要に応じて磁性粉等を添加するようにしてもよい
【0086】
さらに、本発明のトナーは、表面改質前および/またはトナー粒子を調整した後の流動性調整剤として各種有機/無機微粒子を添加することが好ましい。無機の微粒子としては、炭化けい素、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各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等のホウ化物、酸化物、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各種酸化物、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各種チタン酸化合物、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各種金属石鹸、滑石、ベントナイト等の各種非磁性無機微粒子を単独であるいは組み合わせて用いることができる。特にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛等の無機微粒子においては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニス等の従来から使用されている疎水化処理剤、さらにはフッ素系シランカップリング剤、またはフッ素系シリコーンオイル、さらにアミノ基や第4級アルミニウム塩基を有するカップリング剤、変性シリコーンオイル等の処理剤で公知の方法で表面処理されていることが好ましい。
【0087】
有機微粒子としては乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、非水分散重合法等の湿式重合法、気相法等により造粒した、スチレン系、(メタ)アクリル系、ベンゾグアナミン、メラミン、テフロン、シリコン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各種有機微粒子を用いることもできる。この有機微粒子はクリーニング助剤としての機能も有する。
【0088】
チタン酸金属塩等の比較的大径の無機微粒子ならびに各種有機微粒子は、疎水化処理してもしなくても良い。これら流動化剤の添加量は、熱処理前の添加量として、現像剤粒子100重量部に対して、0.1〜6重量部、好ましくは、0.5〜3重量部添加される。また、熱処理後の外添処理は、現像剤粒子100重量部に対して、0.1〜5重量部、好ましくは、0.5〜3重量部添加されるが、熱処理前と熱処理後で適宜添加量を調整して使用することが好ましい。
【0089】
本発明のトナーは、上記したバインダー樹脂、着色剤、その他所望の添加剤を、従来の方法で混合、混練、粉砕、分級し、所望の粒径を有する粒子を得、本発明においては、以上のようにして得られた粒子を瞬間加熱処理する。
【0090】
粒径としては4〜10μm、好ましくは5〜9μmである。この段階で得られる粒子は瞬間加熱処理された後でも、その粒径分布はほとんど変わらない。
【0091】
分級工程は、本発明での瞬間加熱処理を施した後、行っても良い。この際、粉砕工程で使用する粉砕装置として被粉砕粒子を球形化できる粉砕装置を用いることにより、この後で処理する瞬間的熱処理の制御が行いやすくなる為好ましい。このような装置として、イノマイザーシステム(ホソカワミクロン社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)等を挙げることができる。また、分級工程で使用する分級装置として被処理粒子を球形化できる分級装置を用いることにより、円形度等の制御が容易になる。このような分級装置としてティープレックス型分級機(ホソカワミクロン社製)等を挙げることができる。
【0092】
また、本発明で示してなる瞬間加熱処理と組み合わせて各種現像剤の表面改質装置における各種処理と組み合わせても良い。これら表面改質装置としては、ハイブリダイゼーションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンコスモスシステム(川崎重工業社製)、イノマイザーシステム(ホソカワミクロン社製)等の高速気流中衝撃法を応用した表面改質装置、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の乾式メカノケミカル法を応用した表面改質装置、ディスパーコート(日清エンジニアリング社製)、コートマイザー(フロイント産業社製)の湿式コーティング法を応用した表面改質装置を適宜、組み合わせて使用できる。
【0093】
本発明により、瞬間的加熱処理を施すことにより、混練−粉砕法で得られたトナー粒子の形状を球状でかつ均一な形状に制御し、さらには、トナーの表面に有する細孔を低減し、平滑性を上げることができる。このことにより帯電の均一性ならびに画像性能に優れ、また、現像剤中の特定の粒径・形状成分、また、特定の帯電量を有するトナーから先に消費されるといった選択現像が発生せず、長期にわって安定した画像性能を達成するトナーを提供できる。
【0094】
また、本発明においてなるトナーは、近年要求の高い、高画質、低消費(色材高充填型)、省エネルギー定着方式に適した低軟化点のバインダ樹脂を主成分とし、色材部数を高充填した小粒径トナーにおいても、トナー担持体(キャリア,現像スリーブ,現像ローラー等)、感光体、転写部材に対する付着性が適正化され移動性に優れる。さらに、流動性に優れ、帯電の均一性が向上され、長期に渡って安定した耐久特性を有する。また、磁性トナーにおいてはこのような瞬間加熱処理を施すことにより、磁性粒子のバインダ樹脂が溶融されて球状化されてなり、表面に露出している磁性粉がなくなると共に遊離の微粉が磁性粒子表面に固定化される。
【0095】
【実施例】
樹脂の製造例
ポリエステル樹脂Aの製造例
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( 以下「PO」という)4.0モル、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(以下「EO」という)6.0モル、テレフタル酸(以下「TPA」という)9.0モルおよび触媒としてジブチル錫オキシドをガラス製の4つ口フラスコ内に入れ、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー、および窒素導入管を取り付け、マントルヒーター中において窒素気流下で攪拌加熱しながら、反応させるようにした。そして、この反応の進行は、酸価を測定することにより追跡した。所定の酸価に達した時点でそれぞれ反応を終了させて室温まで冷却し、ポリエステル樹脂Aを得た。得られた各ポリエステル樹脂1mm以下に粗砕したものを以下のトナーの製造で用いた。
なお、ここで得られたポリエステル樹脂の物性は、数平均分子量(Mn):3300、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn):4.2、ガラス転移温度(Tg):4.2℃、軟化点(Tm):110.3℃、酸価:3.3、水酸価:28.1を有する。
【0096】
ポリエステル系樹脂H(L体)の製造例
温度計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管を取り付けたガラス製4つ口フラスコに、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2ービス(4ーヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,2)−2,2ービス(4ーヒドロキシフェニル)プロパン、イソドデセニル無水コハク酸、テレフタル酸およびフマル酸を重量比82:77:16:32:30に調整して重合開始剤であるジブチル錫オキサイドとともに入れた。これをマントルヒーター中で窒素雰囲気下にて、220℃で撹拌しつつ反応させた。得られたポリエステル系樹脂Lの軟化点は110℃、ガラス転移点は60℃、酸価は17.5KOHmg/gであった。
【0097】
ポリエステル系樹脂I(H体)の製造例
スチレンおよび2ーエチルヘキシルアクリレートを重量比17:3.2に調整し、重合開始剤であるジグミルパーオキサイドとともに滴下ロートに入れた。一方、温度計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管を取り付けたガラス製4つ口フラスコに、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2ービス(4ーヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,2)−2,2ービス(4ーヒドロキシフェニル)プロパン、イソドデセニル無水コハク酸、テレフタル酸、無水1,2,4ーベンゼントリカルボン酸およびアクリル酸を重量比42:11:11:11:8:1に調整して重合開始剤であるジブチル錫オキサイドとともに入れた。これをマントルヒーター中で窒素雰囲気下にて、135℃で撹拌しつつ、滴下ロートよりスチレン等を滴下した後、昇温して230℃で反応させた。得られたポリエステル系樹脂Hの軟化点は150℃、ガラス転移点は62℃、酸価は24.5KOHmg/gであった。
【0098】
顔料マスターバッチの製造
以下フルカラートナーの製造に使用する顔料は、それぞれ、実施例で使用する熱可塑性樹脂とC.I.Pigment Yellow180(クラリアント社製)、C.I.Pigment Blue15−3(大日本インキ化学工業社製)、C.I.Pigment Red184(大日本インキ化学工業社製)とを重量比で7:3の割合で加圧ニーダーに仕込み、120℃で1時間混練した。冷却後、ハンマーミルで粗粉砕し、顔料含有率30wt%のイエロー、シアン、マゼンタの各顔料マスターバッチを得た。
【0099】
トナーの製造例
フルカラートナー
製造例 Y−1〜Y−2
樹脂製造例で得られたポリエステル樹脂A 90.7重量部に対して、イエローのマスターバッチ13.3重量部と荷電制御剤としてサリチル酸の亜鉛錯体(E−84:オリエント化学工業社製)2.0重量部、酸化型低分子量ポリプロピレン(100TS:三洋化成社製;軟化点140℃、酸価3.5)をヘンシェルミキサーで十分混合した後、2軸押し出し混練機(PCM−30:池貝鉄工社製)の排出部を取り外したものを使用して、溶融混練した後冷却した。得られた混練物を冷却プレスローラーで2mm厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機(KTM:川崎重工業社製)で平均粒径10〜12μmまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機(IDS:日本ニューマチック工業社製)で平均粒径6.8μmまで粉砕粗粉分級した後、微粉分級をロータ型分級機(ティープレックス型分級機タイプ:100ATP:ホソカワミクロン社製)を使用して体積平均粒径7.2μm、体積平均粒径(D)の2倍(2D)以上の重量%が、0.1%、かつ体積平均粒径の1/3(D/3)以下の個数%が、12.1%のイエロートナー粒子(Y−1)を得た。また、本トナー粒子(Y−1)の平均円形度は、0.946,円形度の標準偏差が、0.043であった。
このトナー粒子(Y−1)100重量部に対して、疎水性シリカ(TS−500:キャボジル社製)0.5重量部と、疎水性シリカ(AEROSIL 90G;日本アエロジル社製)のヘキサメチレンジシラザン処理品;BET比表面積 65m2/g,pH6.0,疎水化度95%)1.0重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで(周速40m/sec,60秒間)混合処理した後、図1および図2に示す装置により、以下の条件で熱による表面改質を行い、イエロートナー粒子(Y−2)を得た。
【0100】
表面改質処理の条件
現像剤供給部;テーブルフィーダー+振動フィーダー
分散ノズル;4本(全周に対して、各90度の対称形配置)
噴出角度;30度
熱風風量;800L/min
分散風量;55L/min
吸引風量;−1200L/min
分散濃度;100g/m3
処理温度;250℃
滞留時間;0.5秒
冷却風温度;15℃
冷却水温度;10℃
【0101】
製造例 C−1〜2ならびにM−1〜2
顔料マスターバッチをそれぞれシアンならびにマゼンタ顔料のものに変更する以外はY−1および2とそれぞれ同様の組成方法により、トナー粒子C−1〜2ならびにM−1〜2を得た。
【0102】
製造例 Y−3〜Y−5
トナーの製造例Y−2において、熱処理の温度条件を150、200℃、300℃に変更する以外は同様の方法・組成により、イエロートナー粒子(Y−3〜Y−5)を得た。
【0103】
製造例 C−〜5,M−〜5
トナー粒子(Y−3〜5)の製造において、顔料のマスターバッチをイエローのものからそれぞれシアンならびにマゼンタに変更する以外は、同様の組成・方法によりトナー粒子(C−3〜5,M−3〜5)を得た。
【0104】
製造例 Y−6
このトナー粒子(Y−1)100重量部に対して、疎水性シリカ(RX200;日本アエロジル社製;BET比表面積 140m2/g,pH7.0)1.0重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで(周速40m/sec,180秒間)混合処理した後、図1および図2に示す装置により、以下の条件で熱による表面改質を行い、イエロートナー粒子(Y−6)を得た。
表面改質処理の条件
現像剤供給部;テーブルフィーダー
分散ノズル;2本(全周に対して、対称形配置)
噴出角度;45度
熱風風量;620L/min
分散風量;68L/min
吸引風量;−900L/min
分散濃度;150g/m3
処理温度;250℃
滞留時間;0.5秒
冷却風温度;30℃
冷却水温度;20℃
【0105】
製造例 Y−7〜Y−9
トナーの製造例Y−6において、熱処理の温度条件を150、200℃、300℃に変更する以外は同様の方法・組成により、イエロートナー粒子(Y−7〜Y−9)を得た。
【0106】
製造例 Y−10
樹脂A100重量部に対し、顔料部数が15重量部並びに化合物化1で示されるホウ素化合物1重量部およびトルエン400重量部を超音波ホモジナイザー(出力400μA)を用いて30分間混合して溶解・分散させることにより着色樹脂溶液を調整した。
一方、分散安定剤として4重量%の水酸化りん酸カルシウムを含有する水溶液1000重量部にラウリル硫酸ナトリウム(和光純薬社製)0.1重量部を溶解させることにより水性分散液を調整した。上記水性分散液100重量部をTKオートホモミクサー(特殊機化工業社製)により、4200rpmで攪拌している中に上記着色樹脂溶液50重量部を滴下し、着色樹脂溶液の液滴を水性分散液中に懸濁させた。この懸濁液を60℃、100mmHgの条件下で5時間放置することにより、液滴からトルエンを除去し、着色樹脂粒子を析出させた。次いで濃硫酸により、水酸化リン酸カルシウムを溶解した後、濾過と水洗を繰り返し行った。この後、スラリー乾燥装置(ディスパーコート:日清エンジニアリング社製)により、80℃で着色剤粒子の乾燥を行い、イエロートナー(Y−10)を得た。
【0107】
製造例 C−6およびM−6
Y−6のトナーにおいて顔料のマスターバッチをイエローからそれぞれシアンおよびマゼンタに変更する以外はY−6トナーの製法と同様にしてC−6およびM−6のトナーを得た。
製造例 C−7〜9ならびにM−7〜9
顔料マスターバッチをそれぞれシアンならびにマゼンタ顔料のものに変更する以外はトナーの製造例Y−7〜9と同様の組成方法により、トナー粒子C−7〜9ならびにM−7〜9を得た。
製造例 C−10およびM−10
ピグメント・イエロー180に代えてシアンおよびマゼンタをそれぞれ使用する以外、Y−10の製法と同様にしてC−10およびM−10を得た。
【0108】
オイルレス定着用黒トナー
製造例 Bk−1
ポリエステル系樹脂H(L体)を40重量部、ポリエステル系樹脂I(H体)を60重量部、ポリエチレンワックス(800P;三井石油化学工業社製;160℃における溶融粘度5400cps;軟化点140℃)2重量部、ポリプロピレンワックス(TS−200;三洋化成工業社製;160℃における溶融粘度120cps;軟化点145℃;酸価3.5KOHmg/g)2重量部、酸性カーボンブラック(モーガルL;キャボット社製;pH2.5;平均1次粒径24nm)8重量部および下記式で示される負荷電制御剤2重量部;
【化1】

Figure 0003941213
をヘンシェルミキサーで充分混合し、二軸押出混練機で溶融混練後、冷却しその後、ハンマーミルで粗粉砕しジェット粉砕機で微粉砕した後、分級して体積平均粒径7.0μmのトナー粒子Bk−1を得た。
【0109】
製造例 Bk−2〜9
トナーの製造例Bk−1で得られたトナー粒子を用い、Y−2〜5と同様の熱処理前の流動化処理とし、熱処理の温度水準として、270,170、220,320℃と変更する以外は同様の条件で熱処理条件によりトナー粒子Bk−2〜5を得た。また、Y−6〜9の製法に準じ、熱処理温度をそれぞれ、270、170、220、320℃として、となー粒子Bk−6〜9を得た。
【0110】
製造例 Bk−10
スチレン60重量部、n−ブチルメタクリレート35重量部、メタクリル酸5重量部、2−2アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.5重量部、低分子量ポリプロピレン(ビスコール660P;三洋化成工業社製)3重量部、カーボンブラック(MA#8;三菱化学社製)8重量部およびクロム錯体(アイゼンスピロンブラックTRH;保土ヶ谷化学工業社製)をサンドスターラーにより混合して重合組成物を調整した。この重合組成物を濃度3重量%のアラビアゴム水溶液中で攪拌機TKオートホモミクサー(特殊機化工業社製)を用いて回転数4300rpmで攪拌しながら、60℃で6時間重合反応させ、平均粒径6.0μmの球状粒子を得た。球状粒子の濾過/水洗を3回繰り返した後、濾過物を35℃、30%RHの環境下にて風乾し、トナー粒子Bk−10を得た。
これらトナー粒子にBET比表面積140m2/gの疎水性シリカ微粒子(R−972;日本アエロジル社製)0.5重量%およびチタン酸ストロンチウム微粒子の中径(粒径:350nm、BET比表面積:9m2/g)0.5重量%を加えてヘンシェルミキサーにて周速40m/secの条件で3min混合した後、目開き106μmの篩で篩って評価に用いるトナーを調整した。
【0111】
各種物性評価方法
・樹脂のガラス転移点Tgの測定法
示差走査熱量計(DSC−200:セイコー電子社製)を用いて、リファレンスをアルミナとし、10mgの試料を昇温速度10℃/minの条件で20〜120℃の間で測定し、メイン吸熱ピークのショルダー値をガラス転移点とした。
【0112】
・樹脂の軟化点Tmの測定法
フローテスター(CFT−500:島津製作所社製)を用い、ダイスの細孔(径1mm、長さ1mm)、加圧20kg/cm2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm2の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの1/2に相当する温度を軟化点とした。
・分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィ(807−IT型;日本分光工業社製)を使用し、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを使用して、ポリスチレン換算により分子量を求めた。
【0113】
酸価は、10mgの試料をトルエン50mlに溶解し、0.1%のブロムチモールブルーとフェノールレッドの混合指示薬を用いて、予め標定されたN/10水酸化カリウム/アルコール溶液で滴定し、N/10水酸化カリウム/アルコール溶液の消費量から算出した値である。
【0114】
水酸価は、秤量された試料を無水酢酸で処理し、得られたアセチル化合物を加水分解し、遊離する酢酸を中和するのに必要な水酸化カリウムのmgで表した。
【0115】
疎水化度は、200mlのビーカーに純水50mlを入れ、0.2gのシリカ等の無機微粒子を添加する。ビーカーを攪拌しながら、ビューレットから無水硫酸ナトリウムで脱水したメタノールを加え、液面上にシリカ等がほぼ認められなくなった点を終点として要したメタノール量から下記式により疎水化度を算出する。
疎水化度(%)=C/(50+C)×100
式中 Cは、メタノール使用量(ml)を表す
【0116】
体積平均粒径と円形度は(相当円の周囲長/粒子投映像の周囲長)で表され、フロー式粒子像解析装置(FPIA−2000:東亞医用電子社製)を用いて水分散系で測定した。
【0117】
スリーブ上トナー粒径の評価は、ホッパー中トナー粒径(平均粒径&微粉成分の個数%)の違いについて、評価した。
○:10%以内の差で収まっている
△:10〜20%の差が認められる
×:20%以上の粒径選別を引き起こしている
【0118】
トナー性能の評価
上記の実施例および比較例で選択されたフルカラー現像用トナーを、以下に示す項目について評価した。なお、評価はH/H環境下(30℃/85%RH)およびL/L環境下(10℃/15%RH)で行った。なお、実施例5および比較例3においては、所定のプリントパターンで、他の実施例1〜4および比較例1および2同様にH/HならびにL/L環境下で初期評価を行った後、さらにN/N環境下(25℃/50%RH)でB/W比が各色6%のプリントパターンを用いて3000枚連続複写後に評価を行った。実施例5および比較例3での3000枚連続複写後の評価方法は、N/N環境下で評価を行ったこと、3000枚複写後に評価を行ったこと、各色6%のプリントパターンを用いたこと以外、以下の評価方法と同様である。評価はカラー・ページ・プロTMPS(ミノルタ株式会社製)を使用した(ただし、クリーニング方式をブラシクリーニング方式に変更した)。
【0119】
中抜け
上記フルカラートナー現像用ドナーを、フルカラー画像形成装置(ミノルタ株式会社製)に装填し、4色重ね刷りによりフルカラー画像(ジェネラルパターン)を複写し、10枚複写後におけるフルカラー複写画像を、以下のランク付けに従って評価した。なお、4種類のトナーは、4つの現像装置に、中間転写ベルト上の層形成順序が下からY、M、C、Bkとなるように装填されている。
○:複写画像上に中抜けは発生しなかった。
△:複写画像上に中抜けが若干発生しているものの、実用上問題無かった。
×:複写画像上に中抜けが多数発生しており、実用上問題があった。
【0120】
飛び散り
上記フルカラー現像用トナーを、上記フルカラー画像形成装置に装填し、4色重ね刷りによりフルカラー画像(ジェネラルパターン)を複写し、10枚複写後における複写画像を、以下のランク付けに従って評価した。なお、4種類のトナーは、4つの現像装置に、中間転写ベルト上の層形成順序が下からY、M、C、Bkとなるように装填されている。
○:ライン複写画像のまわりにトナーの飛び散りは認められなかった。
△:ライン複写画像のまわりにトナーの飛び散りは認められるものの、実用上問題無かった。
×:複写画像のまわりにトナーの飛び散りが多く認められ、にじみとして認識され、実用上問題があった。
【0121】
カブリ
上記フルカラー現像用トナーを、上記フルカラー画像形成装置に装填し、4色重ね刷りによりB/W比30%の文字パターン画像を連続して10枚複写した際の複写画像を目視により観察し、以下のランク付けに従って評価した。なお、4種類のトナーは、4つの現像装置に、中間転写ベルト上の層形成順序が下からY、M、C、Bkとなるように装填されている。
○:ほとんどカブリは認められなかった。
△:若干のカブリは認められるが、実用上問題無かった。
×:カブリが全面にわたって存在し、実用上問題があった。
【0122】
転写性
上記フルカラー現像用トナーを、上記フルカラー画像形成装置に装填し、単色画像のソリッドパターンを複写し、10回目の複写工程における感光体ドラム上のトナー付着量に対する紙上の付着量の割合から、以下のランク付けに従って評価した。
○:80%以上、
△:70〜80%未満
×:70%未満
【0123】
ドット再現性
600dpiで2ドット網点の画像を画出し、ルーペ(50倍)でドットを観察し、ドットが一つづつ再現されており、ドットのばらつきの小さいものものを○、ドットとドットは分離されており、欠損は無いが、ドットの大きさにばらつきの多いものを△、2ドットの一つ一つが欠損していたり、くっついていたりし、十分にドットとして再現されていないものを×として評価した。
【0124】
ライン再現性
600dpiで2ドットラインの画像を画出し、ルーペ(50倍)で線幅の変動とライン画像周りの飛び散りトナーを観察した。
○:線幅のばらつき、飛び散りトナー共に少ないもの、
△:どちらか一方が劣るもの、
×:両方劣るもの。
【0125】
画像スジ:
B/W30%で10枚、通紙後、B/W100%の画像をプリントアウトし、スジ状のノイズの有無を評価した。
○:画像スジなし、
△:若干の画像スジは発生したが、実用上問題ない程度のもの、
×:画像スジ発生、実用上問題あり。
【0126】
追随性
B/W30%で10枚、通紙後、B/W100%の画像をプリントアウトし、その濃度むらを評価した
○:濃度むらなし、
△:若干の濃度むらは発生したが、実用上問題ない程度のもの、
×:濃度むら発生、実用上問題あり。
【0127】
スリーブ上トナー粒径:
ホッパー中のトナー粒径(平均粒径と微粉成分の個数%)の差で評価した。
○:10%以内の差で収まっている。
△:10〜20%の差が認められる。
×:20%以上の粒径選別を起こしている。
【0128】
トナーの特数を表1および表2に、評価結果を表3および表4に示す。
【表1】
Figure 0003941213
【0129】
【表2】
Figure 0003941213
【0130】
【表3】
Figure 0003941213
【0131】
【表4】
Figure 0003941213
【0132】
【発明の効果】
本発明トナーにおいては、トナー中の小径トナーの帯電量が下がり、現像スリーブ上への優先的な取り込みが軽減でき、また、小径トナーは従来に比べ現像スリーブから離れ易くなって粒径に係わりなく均一な現像を達成でき、更には、現像スリーブと規制部材との間を通過する際のストレスに耐え得るだけの強度を持たせることが出来た。これらの総合作用により、長期にわたって安定した画質を維持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 熱風による表面改質処理用装置の概略図。
【図2】 図1の装置の試料噴射室の水平断面模式図。
【符号の説明】
101 熱風発生装置
102、102’、102” 導入管
103 試料噴射ノズル
104 定量供給機
105 トナー粒子
106 熱風噴射ノズル
107 試料噴射室
108 冷却風導入部
109 サイクロン
111 製品タンク
112 バグフィルター
113 ブロアー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner for developing an electrostatic latent image. The present invention further relates to a developer using this toner, and more particularly to a developer used in a direct recording apparatus for forming a toner image by directly landing toner on a recording medium from a toner carrier.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, toner is supplied onto a developing sleeve, and the toner is frictionally charged by passing between a regulating member arranged in a pressure-bonded manner on the sleeve, and an electrostatic latent image is developed using the formed toner thin layer. A one-component developing apparatus is known.
On the other hand, the distribution of toner used for development varies depending on the product, but it has a particle size distribution, and there are toners with a small particle size and those with a large particle size.
[0003]
When toner having a wide distribution is used in the above-described apparatus, a small-diameter toner having a high mirror image force with respect to the developing sleeve preferentially adheres to the developing sleeve and is taken in, and a toner having a large particle diameter remains as it is used. There is a problem that so-called particle size sorting occurs.
In addition, the charge amount of the small-diameter toner is higher than that of the large-diameter toner in the toner, and the electrostatic adhesion force to the developing sleeve is high, so that the toner tends to accumulate on the sleeve. There is also a problem that image quality deteriorates due to cracking and filming caused by stress when passing between the two. In particular, in recent years, it has been desired to increase the image forming speed, and the above problems become more prominent as the developing speed is increased.
[0004]
In order to solve such problems, attempts have been made to reduce the above-mentioned problems by reducing the small diameter component by sharpening the particle size distribution of the toner.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In consideration of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a toner capable of obtaining a good image over a long period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is obtained by an instantaneous heat treatment in which the heat treatment region is 2 seconds or less.Developing an electrostatic latent image using a thin toner layerUsed for electrostatic image developmentOne componentWhen the toner has a volume average particle diameter Dm of 4 to 9 μm, an average circularity Em of 0.96 to 1.00, and an average circularity of a toner component of Dm / 2 or less, where Es> For electrostatic image development characterized by the relationship of 1.001 EmOne componentIt relates to toner. The present invention further relates to a developer using this toner, and more particularly to a developer used in a direct recording apparatus for forming a toner image by directly landing toner on a recording medium from a toner carrier. A technique for easily producing such toner with industrial profitability is also new.
[0007]
The toner of the present invention reduces the charge amount of the small-diameter toner and can reduce the preferential uptake on the developing sleeve. Also, the small-diameter toner is more easily separated from the developing sleeve than the conventional one, and the uniform development is performed regardless of the particle diameter. Further, by increasing the circularity of the small-diameter toner, the strength sufficient to withstand the stress when passing between the developing sleeve and the regulating member can be obtained. These comprehensive actions make it possible to maintain stable image quality over a long period of time.
[0008]
In the present invention, the volume average particle diameter Dm, the average circularity Em, and the average circularity Es of the toner component having a particle diameter of Dm / 2 or less are determined by a flow type particle image analyzer (EPIA-2000: manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). ) Using a water dispersion system. According to this measuring apparatus, it is possible to measure and convert the volume particle size of each particle, the average value for each region and the circularity and the average value of each corresponding particle, and to add or analyze this, so that Dm, Dm / 2 and Em can be determined. If this device is used, the standard deviation of circularity (standard deviation of circularity distribution) can be measured simultaneously with the average circularity. The smaller this value is, the more uniform the toner particle diameter is.
[0009]
In the present invention, the toner has a volume average particle diameter Dm of 2 to 10 μm, more preferably 4 to 9 μm. These ranges are not limited because they are selected in consideration of the toner usage target and the apparatus. However, any toner having the above volume average particle diameter is useful for achieving the object of the present invention.
[0010]
In the present invention, the circularity is:
Circularity = Perimeter of a circle equal to the projected area of the particle / Perimeter of the projected particle image
It is a value represented by That is, the closer to 1, the closer to a circle. As described above, since the circularity is obtained from “peripheral length of a circle equal to the projected area of the particle” and “peripheral length of the projected particle image”, this value is an index reflecting the shape of the toner, particularly the uneven state of the particle surface. Become.
[0011]
The average circularity Em refers to the average value of the circularity of the entire measurement toner (that is, toner having a volume average particle diameter Dm). The average circularity Em is preferably 0.94 to 1.0, more preferably 0.95 to 1.0, and particularly 0.96 to 1.0. Further, the standard deviation value of the toner having the average circularity Em is preferably 0.045 or less, more preferably 0.040 or less, and particularly preferably 0.035 or less.
[0012]
The average circularity Es is the average circularity of the particles having a volume particle diameter of Dm / 2 or less, and this value is also preferably 0.94 to 1.0, more preferably 0.95 to 1.0, particularly, similarly to Em. The standard deviation value of the toner having an average circularity Es of 0.96 to 1.0 is preferably 0.045 or less, more preferably 0.040 or less, and particularly preferably 0.035 or less.
[0013]
In the present invention, Es needs to be larger than 1.001 Em. If Es is smaller than that, the object of the present invention cannot be sufficiently achieved. More preferably, Es> 1.002Em.
[0014]
When the standard deviation value of the circularity of the toner is larger than the above range, it means that the toner shape is not uniform. Therefore, by setting the standard deviation value of the circularity of the toner within the above range, the fluidity of the toner is improved, the surface charge density of the toner becomes uniform, and the variation in the charge amount is reduced. It is possible to suppress a phenomenon in which a small component having a relatively high diameter is first supplied to and consumed by the toner carrier, and it is possible to ensure stable quality over a long period from the initial stage.
[0015]
By reducing surface homogeneity and variations in individual particles, for example, in toner, the rising characteristics of charging can be improved and the charge amount distribution can be sharpened. There is little noise and the image quality can be improved. Further, this prevents a phenomenon such as selective development (a phenomenon in which a toner having a specific particle diameter and charge amount is consumed first) and the like, and a stable toner quality can be ensured even at the time of printing. Therefore, since it becomes possible to suppress the phenomenon that the small diameter component with a high charge amount increases particularly in the initial stage, it is possible to improve the efficiency such as mobility (developability, transferability), etc. The setting condition window expands.
[0016]
Such an effect can be obtained particularly by adjusting the above-mentioned special number of the toner having a small particle diameter. In other words, good results can be obtained with a toner having an average circularity Es of 0.95 or more and a standard deviation value of Es of 0.040 or less.
In the present invention, it is preferable that the toner surface does not have irregularities, cracks, pores, etc. Therefore, D / d50 (where D = 6 (ρ · S) (where D is the shape of the toner and sphere). The converted value from the specific surface area (μm), d50 is the particle size equivalent to 50% of the relative weight distribution by particle size (μm), and ρ is the density (g / cm2), S is the BET specific surface area (m2/ G), the D / d50 is 0.50 or more, and in the case of magnetic toner, 0.20 or more, preferably 0.25 or more. This D / d50 is an index indicating that there are pores on the surface or inside of the toner particles. If the toner has the above value, the toner will be cracked around the pores, or external additives may be present in the recesses. It is possible to suppress the generation of fine powder due to embedding or the removal of the convex portion. Therefore, the toner characteristics can be maintained over a long period.
[0017]
Conventionally, toner surface modification methods by heat are known (for example, JP-A-4-226476, JP-A-6-317928 to 317933, etc.), and any of these methods generates aggregated or coalesced particles. Since it is easy, it is not suitable for obtaining a toner having the special features of the present invention.
The toner of the present invention can be easily obtained by subjecting a toner previously obtained by a conventional method to surface treatment with hot air and then classifying it.
The surface treatment with hot air is preferably performed by dispersing and spraying toner in the hot air with compressed air.
A method is known in which developer particles are dispersed and supplied in a hot air stream to melt the surface of the developer particles and instantly spheroidize the developer particles. Furthermore, it is also known that surface treatment with hydrophobic silica or the like is performed in advance for the purpose of improving the dispersion state of developer particles in hot air. However, even with these methods, sphericity and uniformity cannot be achieved in order to dramatically improve developer characteristics.
[0018]
The instantaneous heat treatment used in the present invention is a method in which toner particles are dispersed and sprayed in hot air with compressed air, so that the surface of the developer is modified by heat, and the sphericity and uniformity that cannot be achieved by the conventional method. To achieve sex.
[0019]
A schematic configuration diagram of an apparatus that performs instantaneous heat treatment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, high-temperature and high-pressure air (hot air) prepared by the hot air generator 101 is jetted from a hot air jet nozzle 106 through an introduction pipe 102. On the other hand, the toner particles 105 are conveyed by a predetermined amount of pressurized air from a fixed amount supply device 104 through an introduction pipe 102 ′, and are sent into a sample injection chamber 107 provided around the hot air injection nozzle 106.
[0020]
As shown in FIG. 2, the sample ejection chamber 107 has a hollow donut shape, and a plurality of sample ejection nozzles 103 are arranged at equal intervals on the inner wall thereof. The toner particles sent into the sample injection chamber 107 are diffused and uniformly dispersed in the injection chamber 107, and are subsequently injected from the plurality of sample injection nozzles 103 into the hot air stream by the pressure of the air that is sent in.
[0021]
In addition, it is preferable to provide the sample injection nozzle 103 with a required inclination so that the jet flow of the sample injection nozzle 103 does not cross the hot air flow. Specifically, it is preferable that the toner jet flow is jetted so as to follow the hot air flow to some extent, and the angle formed by the flow direction of the central region of the toner jet flow and the hot air flow is 20 to 40 °, preferably 25 to 35 °. . When the angle is larger than 40 °, the jetted toner flow is jetted so as to cross the hot air flow, and the toner particles collide with the toner particles jetted from other nozzles. If it is narrow, toner particles that are not taken into the hot air are generated, and the shape of the toner particles becomes non-uniform.
[0022]
Further, a plurality of sample injection nozzles 103 are required, and at least three or more and four or more are preferable. By using a plurality of sample jet nozzles, the toner particles can be uniformly dispersed in the hot air stream, and the heat treatment for each toner particle can be performed reliably. As a state of being ejected from the sample ejection nozzle, it is desirable that it is diffused widely at the time of ejection and is dispersed throughout the hot air stream without colliding with other toner particles.
[0023]
The toner particles ejected in this manner are instantaneously brought into contact with high-temperature hot air and subjected to a uniform heat treatment. Here, “instantaneous” means a time during which necessary toner particle modification (heat treatment) is achieved and aggregation of toner particles does not occur, although it varies depending on the processing temperature and the concentration of toner particles in a hot air stream. Usually, it is 2 seconds or less, preferably 1 second or less. This instantaneous time is expressed as the residence time of the toner particles until the toner particles are ejected from the sample ejection nozzle and introduced into the introduction tube 102 ". When this residence time exceeds 2 seconds, coalesced particles are generated. It becomes easy.
[0024]
Next, the instantaneously heated toner particles are immediately cooled by the cold air introduced from the cooling air introduction unit 108 and collected by the cyclone 109 via the introduction pipe 102 "without adhering to the apparatus wall or aggregating the particles. The product air is collected in the product tank 111. The carrier air after the toner particles are collected passes through the bag filter 112, and fine powder is removed, and then is discharged to the atmosphere through the blower 113. Is preferably provided with a cooling jacket through which cooling water flows to prevent aggregation of toner particles.
[0025]
Other important conditions for performing the instantaneous heat treatment are hot air flow rate, dispersed air flow rate, dispersion concentration, processing temperature, cooling air temperature, suction air flow rate, and cooling water temperature.
[0026]
The hot air volume is the volume of hot air supplied by the hot air generator 101. Increasing the amount of hot air is preferable in terms of improving the uniformity and processing capability of the heat treatment.
[0027]
The dispersed air volume is an air volume that is sent into the introduction pipe 102 ′ by pressurized air. Although depending on other conditions, it is preferable that the amount of the dispersed air is suppressed and heat-treated for improving and stabilizing the dispersed state of the toner particles.
[0028]
The dispersion concentration refers to the dispersion concentration of toner particles in a heat treatment region (specifically, a nozzle discharge region). A suitable dispersion concentration varies depending on the specific gravity of the toner particles, and a value obtained by dividing the classification concentration by the specific gravity of each toner particle is 50 to 300 g / m 2.Three, Preferably 50 to 200 g / mThreeIt is preferable to treat with.
[0029]
The processing temperature refers to the temperature in the heat treatment region. In the heat treatment region, a temperature gradient actually exists from the center to the outside, but it is preferable to perform the treatment while reducing this temperature distribution. From the aspect of the apparatus, it is preferable to supply the wind in a stabilized laminar flow state by a stabilizer or the like. In a non-magnetic toner using a binder resin having a sharp molecular weight distribution, for example, a binder resin having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 2 to 20, the glass transition point of the binder resin + 100 ° C. or higher to the glass transition point + 300 ° C. It is preferable to process in the peak temperature range. More preferably, the treatment is performed in the peak temperature range of the glass transition point of the binder resin + 120 ° C. or more to the glass transition point + 250 ° C. The peak temperature range refers to the maximum temperature in the region where the toner is in contact with hot air.
[0030]
In a non-magnetic toner using a binder resin having a relatively wide molecular weight distribution, for example, a binder resin having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 30 to 100, the glass transition point of the binder resin + 100 ° C. or higher to the glass transition It is preferable to treat in the peak temperature range of point + 300 ° C. More preferably, the treatment is performed in the peak temperature range of the glass transition point of the binder resin + 150 ° C. or more to the glass transition point + 280 ° C. This is because, in order to improve the toner shape and surface uniformity, it is necessary to set a higher processing temperature so as to achieve the modification of the high molecular weight region of the binder resin. However, when the processing temperature is set high, coalesced particles are likely to be generated. Therefore, it is necessary to tune the fluidization process before heat treatment to a large value, or to set the dispersion concentration at the time of processing low. .
[0031]
When wax is added to the toner particles, coalescence particles are likely to be generated. Therefore, a large amount of fluidization treatment (particularly a fluidizing agent having a large particle size component) before heat treatment is set. Tuning such as setting a low dispersion density during processing is important in obtaining uniform toner particles with suppressed shape and shape variation. This operation becomes more important when a binder resin having a relatively wide molecular weight distribution is used, or when the processing temperature is set high to increase the sphericity.
[0032]
The cooling air temperature is the temperature of the cooling air introduced from the cooling air introduction unit 108. After the instantaneous heat treatment, the toner particles are preferably returned to an atmosphere below the glass transition point by cooling air so as to be instantaneously cooled to a temperature range in which the toner particles do not aggregate or coalesce. Therefore, the cooling air is cooled at a temperature of 25 ° C. or lower, preferably 15 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. However, if the temperature is lowered more than necessary, condensation may occur depending on the conditions, and conversely, side effects occur. In such instantaneous heat treatment, the time during which the binder resin is in a molten state is very short in combination with the cooling by the cooling water in the apparatus described below, so that the particles do not adhere to each other and to the wall of the heat treatment apparatus. As a result, the stability during continuity production is excellent, the frequency of cleaning of the manufacturing apparatus can be extremely reduced, and the yield can be stably controlled at a high level.
[0033]
The suction air volume refers to air for conveying processed toner particles to the cyclone by the blower 113. Increasing the suction air volume is preferable in terms of reducing the cohesiveness of the toner particles.
[0034]
The cooling water temperature refers to the temperature of the cooling water in the cooling jackets provided in the cyclones 109 and 114 and the introduction pipe 102 ″. The cooling water temperature is 25 ° C. or less, preferably 15 ° C. or less, more preferably 10 It is below ℃.
[0035]
The following is mentioned as an example of the concrete measure for suppressing the variation of a shape with high circularity in this invention small.
(1) The amount of toner supplied into the hot air is controlled to be constant so as not to cause pulsation or the like. For this purpose, a combination of a plurality of conventional table feeders and vibration feeders is used to improve the quantitative supply capability; after supplying the toner with compressed air, the toner particles are redispersed before being supplied into the hot air. , Increase uniformity (for example, re-dispersion with secondary air, provision of a buffer unit to make the dispersion state of toner uniform, re-dispersion with a coaxial double tube nozzle, etc.);
[0036]
(2) To optimize and uniformly control the dispersion concentration of the toner when sprayed into the hot air, to supply it to the hot air in a uniform and highly dispersed state (dispersion) When supplying from a nozzle, use a nozzle with a stabilizer or the like to improve the dispersion uniformity of the toner dispersed from each nozzle); in order to make the dispersion density of the toner in the hot air uniform, the number of nozzles is , At least 3 or more, preferably 4 or more as many as possible, and arranged symmetrically with respect to the entire circumferential direction, preferably uniformly from the slit portion provided in the 360 ° circumferential area Supply toner.
[0037]
(3) The temperature distribution of the hot air in the region where the toner is processed is uniformly controlled and the flow of the hot air is controlled in a laminar flow so that uniform energy is applied to any particle. Reduce the temperature variation of the heat source that supplies the hot air; make the straight tube part before the hot air supply as long as possible in order to make the hot air state of the toner particles uniform and stable; In addition, in the configuration of the exemplary apparatus of the present invention, since the hot air and the dispersed toner are supplied in the open state, the hot air tends to diffuse in a direction in contact with the outside air. The hot air supply port is throttled as necessary; preferably, the spray angle of the nozzle is changed so that the toner particles pass near the center of the hot air where the temperature of the hot air is stable (temperature distribution is small). Set at an acute angle in the direction (e.g., 25-35 degrees) for.
[0038]
{Circle around (4)} The toner particles are fluidized to maintain a uniformly dispersed state during the heat treatment, and for that purpose, to ensure the dispersion and fluidity of the toner, 1/20 or less of the particle size of the treated toner. Preferably, various organic / inorganic fine particle flow aids of 1/50 or less are used (particularly, the average diameter of primary particles is 20 nm or less (BET specific surface area is 100 m2/ G or more) of inorganic fine particles (particularly hydrophobic silica fine particles) subjected to a hydrophobic treatment. The addition amount is preferably 0.1 to 6 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles); the mixing treatment for improving the dispersion and fluidity is preferably Is present on the toner surface in an attached state that is not uniformly and strongly fixed.
[0039]
(5) In order to maintain the spacer effect between the toner particles on the toner surface even when the toner surface is heated, particles that do not soften at the processing temperature are present on the toner surface. For this purpose, preferably in (4) Add fine particles that have a larger particle size compared to the various organic / inorganic fine particles shown and that do not soften at the processing temperature (because of the presence of the main particles on the toner particle surface, In this case, the surface of the toner particles does not become a surface of only the resin component, but a spacer effect is produced between the toner particles to prevent aggregation and coalescence of the toner particles. Among them, the addition amount of the large particle is 0.3 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles).
[0040]
{Circle around (6)} The heat treatment may be carried out by the minimum necessary instantaneous heating, and then the toner particles are immediately cooled to a temperature region in which aggregation and coalescence do not occur. For this purpose, usually, after heat treatment, the outside air is introduced into the processing apparatus to instantaneously cool the toner particles to the normal temperature level. However, depending on the physical properties of the toner, aggregation and coalescence particles are likely to occur due to the influence of the outside air temperature. Therefore, it is preferable to control the temperature of the cooling air to be introduced, and the temperature is preferably 25 ° C. or less. Is cooled at 15 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. However, if the temperature is lowered more than necessary, condensation may occur depending on the conditions, and an undesirable result is produced.
[0041]
(7) The collection of heat-treated toner should be controlled under the condition that no heat is generated. For this purpose, the heat-treated and cooled toner is preferably cooled with a chiller in order to suppress the heat generated by the piping system (particularly the rounded portion) and the cyclone normally used for collecting the toner.
[0042]
The conditions for surface treatment modification are preferably as follows.
The toner supply unit is provided with a table feeder and a vibration feeder. It is important for the feeder to provide a highly accurate and quantitative supply. It is preferable that a large amount of toner particles can be supplied to the heat treatment process online as it is in the dispersed state in the fine pulverization or classification process.
[0043]
The ejection angle is about 30 degrees, and it is preferable to introduce and treat the toner particles at an angle along the flow of the central region where the hot air temperature and the uniformity of the hot air are high as much as possible.
The amount of hot air is preferably 800 L / min or more. Increasing the amount of hot air is preferable in terms of improving the uniformity and processing capability of the heat treatment.
The dispersion air volume is appropriately about 55 L / min although it depends on other conditions. It is preferable that the amount of dispersed air is suppressed and heat treated because the dispersed state of the toner is improved and stabilized. It is usually preferable that the suction air volume be about 1200 L / min or more. Increasing the suction air volume is preferable in terms of reducing the cohesiveness of the toner particles.
[0044]
The dispersion density varies depending on the specific gravity of the toner, and the value divided by the specific gravity of each toner is 50 to 300 g / m.Three, Preferably 50 to 200 g / mThreeIt is preferable to treat with.
[0045]
The treatment temperature refers to the temperature range in the heat treatment region. In the heat treatment region, a temperature gradient actually exists from the center to the outside, but it is preferable to perform the treatment while reducing this temperature distribution. From the surface of the apparatus, it is preferable to supply the wind in a stabilized laminar flow state by a stabilizer or the like. In the case of the present invention, particularly in the case of a non-magnetic toner, it is preferable that the binder resin used has a sharp melting temperature. It is preferable to process in the above peak temperature range, and it is preferable to process especially in the peak temperature range of 120 to 250 degreeC or more of glass transition temperature. In a non-magnetic toner using a binder resin with a relatively wide molecular weight distribution used for oilless, it is preferable to treat in a peak temperature range of 100 ° C. to 300 ° C. or more of the glass transition temperature of the binder resin, In particular, it is preferable to perform the treatment in a peak temperature range of 150 ° C. to 280 ° C. or more of the glass transition temperature. This is because in order to improve the toner shape and surface uniformity, it is necessary to set a higher processing temperature so as to achieve the modification of the high molecular weight region of the binder resin. However, when the processing temperature is set high, coalesced particles are likely to be generated. Therefore, it is necessary to tune the fluidization process before heat treatment to a large value, or to set the dispersion concentration at the time of processing low. . The peak temperature range refers to the maximum temperature in the region where the toner contacts hot air.
[0046]
If wax is added for the purpose of improving the fixability and durability, coalesced particles are likely to be generated. To increase the sphericity, if the processing temperature is set high, coalesced particles are likely to be produced. Tuning, such as setting a large amount of fluidization treatment (particularly a fluidizing agent having a large particle size component) and setting a low dispersion concentration during processing, can provide a uniform toner that suppresses variation in shape and shape. Is important.
The residence time of the toner in the heat treatment region is set to 2 seconds or less, preferably 1 second or less. When the residence time exceeds 2 seconds, coalesced particles are likely to be generated. Moreover, it is also preferable to process several times in order to improve uniformity.
[0047]
Cooling air temperature: It is not preferable that the toner obtained by instantaneous heat treatment stays for 2 seconds or more under a temperature condition equal to or higher than the glass transition temperature of the binder resin being used. It is preferable to return to an atmosphere below the transition temperature. Therefore, the cooling air is cooled at a temperature of 25 ° C. or lower, preferably 15 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. However, if the temperature is lowered more than necessary, condensation may occur depending on conditions, and conversely, an undesirable result is produced. Accordingly, when the instantaneous heat treatment and the cooling with cooling water in the apparatus are used in combination, the melting time of the binder resin can be shortened so that the particles do not adhere to each other and to the wall of the heat treatment apparatus. As a result, the stability during continuous production is excellent, the frequency of cleaning the manufacturing apparatus can be extremely reduced, and the yield can be stably controlled at a high level.
The cooling water temperature is preferably 25 ° C. or lower, more preferably 15 ° C. or lower, and further preferably 10 ° C. or lower.
[0048]
In order to obtain a toner having the physical properties shown in the present invention, it is preferable to carry out the above-mentioned measures alone or in combination.
[0049]
In the kneading and pulverizing method, the toner is manufactured through a raw material mixing step, a melt kneading step, a pulverizing step, and a classification step. The classification step may be performed after the instantaneous heat treatment in the present invention. At this time, it is preferable to use a pulverizer that can spheroidize particles as a pulverizer used in the pulverization step, because it becomes easy to control instantaneous heat treatment to be performed later. Examples of such an apparatus include an inomizer system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), a kryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), and the like. Further, by using a classification device that can spheroidize the particles to be processed as a classification device used in the classification step, it is easy to control the circularity and the like. An example of such a classifier is a teaplex classifier (manufactured by Hosokawa).
[0050]
Further, in combination with the instantaneous heat treatment, various treatments in various toner surface modification apparatuses may be combined. As these surface modification devices, surface modification using high-speed air current impact method such as hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron cosmos series (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), inomizer system (manufactured by Hosokawa Micron), etc. Surface reformer using dry mechanochemical method such as equipment, mechano-fusion system (made by Hosokawa Micron), mechano mill (made by Okada Seiko Co., Ltd.), Disper Coat (made by Nisshin Engineering) Coat Mizer (made by Freund Sangyo) A surface modification apparatus using a wet coating method can be used in appropriate combination.
The toner fine particles surface-treated by heat are preferably adjusted in particle size by classification.
[0051]
As described above, when the toner particles are dispersed and sprayed in hot air and subjected to instantaneous heat treatment, the surface properties of the color toner and the oilless fixing toner are represented by the following formula [I]:
D / d50 ≧ 0.40 where D = 6 / (ρ · S) [I]
(Where D is the particle size (μ) converted from the BET specific surface area assuming that the toner shape is a sphere; d50 is the particle size equivalent to 50% of the relative weight distribution by particle size (μm); ρ is the true density (g / cmThree); S is the BET specific surface area (m2/ G) respectively. )
The one that satisfies is obtained. Preferably, D / d50 is 0.50 or more.
[0052]
In the case of the magnetic toner, since the magnetic powder is contained inside the particle, the lower limit value of D / d50 is smaller than that without the magnetic powder, and a D / d50 ≧ 0.20 is obtained. Preferably, D / d50 is 0.25 or more.
[0053]
This D / d50 is an index indicating the presence or absence of pores on the surface or inside of the toner particles. If the toner has the above value, the toner breaks around the pores or is added as an external additive to the recesses. There is no inconvenience that silica or the like, which is a fluidizing agent, is embedded, or that convex portions are shaved and fine powder is generated.
[0054]
The BET specific surface area uses a value measured with a Flowsorb 2300 type (manufactured by Shimadzu Corporation). However, if the BET specific surface area is measured by the same measurement principle and method, it means that it must be measured by the above apparatus. do not do.
[0055]
The relative weight distribution by particle size (d50) uses the value measured by Coulter Multisizer II; manufactured by Coulter Counter, but if it is measured by the same measurement principle and method, it is measured by the above apparatus. Does not mean that it must be done.
[0056]
True density (ρ) refers to the true density of particles before adding an external additive such as silica, and is based on an air-comparing hydrometer; a value measured by Beckman, but the same measurement principle, If measured by a method, it does not mean that it must be measured by the device.
[0057]
The toner obtained as described above is provided as a developer by externally adding a fluidizing agent such as silica.
[0058]
The binder resin used in the present invention is not particularly limited, and any resin used for toner can be used in appropriate combination. Specifically, polyester resin, vinyl resin (styrene resin, acrylic resin, olefin resin, etc.), diene resin, polyester resin, epoxy resin, polyamide resin, silicone resin, phenol resin, petroleum resin, urethane resin, etc. Either resin or natural resin can be used. In particular, in order to obtain a substantially spherical toner having a uniform particle size distribution by the method of the present invention, in the case of a color toner (including black), for example, at least a glass transition temperature of 50 to 75 ° C. and a softening point of 80 to 120. In the case of an oilless fixing toner, at least a glass transition temperature of 50 to 75 ° C., a softening point of 80 to 150 ° C., and a number average molecular weight of 1000 It is preferable to use a binder resin having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 30 to 100.
[0059]
As the polyester resin, a polyester resin having an acid value of 2 to 50 KOHmg / g, preferably 3 to 40 KOHmg / g is preferable. By using a polyester resin having such an acid value, the dispersibility of various pigments including carbon black and a charge control agent can be improved, and a toner having a sufficient charge amount can be obtained. When the acid value is less than 2 KOHmg / g, the above-described effect is reduced, and when the acid value is more than 50 KOHmg / g, the stability of the toner charge amount against environmental fluctuations, particularly humidity fluctuations, is impaired.
In the present invention, as the polyester-based resin, a polyester resin obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol component and a polyvalent carboxylic acid component can be used.
[0060]
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, etc. Bisphenol A alkylene oxide adduct, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, , 5-pentanediol, 1,6-hexanediol 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, and the like.
[0061]
Examples of the trivalent or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol. 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Is mentioned.
[0062]
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, and succinic acid. , Adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, isododecyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, isooctenyl succinic acid, n-octyl succinic acid , Isooctyl succinic acid, anhydrides or lower alkyl esters of these acids.
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, and 1,2 , 4-Naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanenetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4 -Cyclohexanetricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, empole trimer acid, anhydrides of these acids, lower alkyl esters and the like.
[0063]
In the present invention, as a polyester resin, a polyester resin raw material monomer, a vinyl resin raw material monomer, and a mixture of monomers that react with both resin raw material monomers are used to obtain a polyester resin in the same container. A resin obtained by performing a condensation polymerization reaction and a radical polymerization reaction for obtaining a styrene resin in parallel can also be suitably used. In addition, the monomer which reacts with the raw material monomers of both resins is, in other words, a monomer that can be used for both the condensation polymerization reaction and the radical polymerization reaction. That is, it is a monomer having a carboxy group that can undergo a condensation polymerization reaction and a vinyl group that can undergo a radical polymerization reaction, and examples thereof include fumaric acid, maleic acid, acrylic acid, and methacrylic acid.
Examples of the raw material monomer for the polyester resin include the aforementioned polyhydric alcohol component and polyvalent carboxylic acid component.
[0064]
Examples of the raw material monomer for the vinyl resin include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert- Styrene or styrene derivatives such as butylstyrene and p-chlorostyrene; ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; methyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate , Isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, neopentyl methacrylate, 3- (methyl) butyl methacrylate, hexyl methacrylate, octyl methacrylate, nonyl methacrylate Methacrylic acid alkyl esters such as decyl methacrylate, undecyl methacrylate, dodecyl methacrylate; methyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Alkyl acrylates such as n-pentyl acid, isopentyl acrylate, neopentyl acrylate, 3- (methyl) butyl acrylate, hexyl acrylate, octyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, undecyl acrylate, and dodecyl acrylate Esters; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid; acrylonitrile, maleic acid ester, itaconic acid ester, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl benzoate, vinylmethyl Examples include ethyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl isobutyl ether. Examples of the polymerization initiator for polymerizing the raw material monomer of vinyl resin include 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis). (Cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile and other azo or diazo polymerization initiators, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, isopropyl peroxycarbonate, Examples thereof include peroxide-based polymerization initiators such as lauroyl peroxide.
[0065]
In the present invention, a polyester-based resin is particularly used to improve fixability and offset resistance as an oilless fixing toner, or to control glossiness of an image in a full-color toner requiring translucency. It is preferable to use two types of polyester resins having different softening points. A first polyester resin having a softening point of 95 to 120 ° C. is used to improve fixability in an oilless fixing toner, and a second polyester system having a softening point of 130 to 160 ° C. is used to improve offset resistance. Use resin. In this case, when the softening point of the first polyester resin is lower than 95 ° C., the offset resistance is lowered or the reproducibility of dots is lowered, and when it is higher than 120 ° C., the effect of improving the fixing property is insufficient. Further, if the softening point of the second polyester resin is lower than 130 ° C., the effect of improving the offset resistance is insufficient, and if it is higher than 160 ° C., the fixing property is lowered. From such a viewpoint, the softening point of the first polyester resin is more preferably 100 to 115 ° C, and the softening point of the second polyester resin is 135 to 155 ° C. The glass transition point of the first and second polyester resins is 50 to 75 ° C., preferably 55 to 70 ° C. This is because if the glass transition point is low, the heat resistance of the toner is insufficient, and if it is too high, the grindability during production is lowered and the production efficiency is lowered.
[0066]
As the first polyester-based resin, a polyester resin obtained by polycondensation of the above-described polyhydric alcohol component and polyvalent carboxylic acid component, particularly a bisphenol A alkylene oxide adduct as a main component as a polyhydric alcohol component, A polyester resin obtained by using, as a main component, at least one selected from the group consisting of terephthalic acid, fumaric acid, dodecenyl succinic acid, and Bencentricarboxylic acid as the carboxylic acid component is preferred.
[0067]
In addition, as the second polyester-based resin, a mixture of a raw material monomer for polyester resin, a raw material monomer for vinyl resin, and a bireactive monomer that reacts with the raw material monomers for both resins is used. A polyester resin obtained by performing a condensation polymerization reaction for obtaining a vinyl resin and a radical polymerization reaction for obtaining a vinyl resin in parallel is preferable from the viewpoint of improving wax dispersibility, toner toughness, fixing property, and offset resistance. . The content of the vinyl resin in the second polyester resin is 5 to 40% by weight, preferably 10 to 35% by weight. This is because if the vinyl resin content is lower than 5% by weight, the fixing strength of the toner is lowered, and if it exceeds 40% by weight, the offset resistance, the toughness of the toner is lowered, and the negative charge level is likely to be lowered. Become. When the toner contains wax, if the vinyl resin content is less than 5% by weight, the dispersibility of the polyethylene wax decreases, and if it exceeds 40% by weight, the dispersibility of the polypropylene wax tends to decrease. is there.
[0068]
The weight ratio of the first polyester resin to the second polyester resin is preferably 7: 3 to 2: 8, more preferably 6: 4 to 3: 7. By using the first polyester resin and the second polyester resin in such a range, the toner has a small spread due to crushing at the time of fixing, and has excellent dot reproducibility, and also has excellent low temperature fixability and low speed and high speed. In such an image forming apparatus, excellent fixability can be secured. In addition, excellent dot reproducibility can be maintained even during double-sided image formation (when passing through the fixing machine twice). When the ratio of the first polyester resin is less than the above range, the low-temperature fixability becomes insufficient and a wide fixability cannot be secured. Further, when the ratio of the second polyester resin is less than the above range, the offset resistance is lowered, and the toner is crushed at the time of fixing, and the dot reproducibility tends to be lowered.
[0069]
For full color, which requires translucency, a sharp melt type resin having a sharp molecular weight distribution has been used, and a glossy pictorial image was reproduced by using such a resin. However, in recent years, there are cases in which images with reduced glossiness are required for normal office colors and the like. Such a requirement can be achieved, for example, by expanding the molecular weight distribution of the resin to the polymer side. Mata, one of its specific measures, can be achieved by using a combination of two or more resins having different tocite molecular weights. The final resin properties are a glass transition temperature of 50 to 75 ° C., a softening point of 80 to 120. It can be suitably used as long as it has a weight average molecular weight / number average molecular weight of 2-20. When the glossiness is lowered, the value of weight average molecular weight / number average molecular weight is set to 4 or more, and the melt viscosity curve can be tilted to widen the gloss control area with respect to the fixing temperature. .
[0070]
In addition, epoxy resins can also be preferably used particularly in full-color toners. As the epoxy resin used in the present invention, a polycondensate of bisphenol A and epichlorohydrin can be suitably used. For example, Epomic R362, R364, R365, R367, R369 (manufactured by Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.), Epotot YD-011, YD-012, YD-014, YD-904, YD-017 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), Commercially available products such as Epicoat 1002, 1004 and 1007 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) can also be used.
[0071]
In the present invention, the softening point of the resin is a flow tester (CFT-500: manufactured by Shimadzu Corporation), the pores of the die (diameter 1 mm, length 1 mm), and pressure 20 kg / cm.21cm under the condition of heating rate 6 ℃ / minThreeThe temperature corresponding to ½ of the height of the outflow end point from the outflow start point when the sample was melted out was taken as the softening point. The glass transition point was measured between 20 and 120 ° C. using a differential scanning calorimeter (DSC-200: manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.) with a reference of alumina and a 10 mg sample at a heating rate of 10 ° C./min. The shoulder value of the main endothermic peak was taken as the glass transition point. The acid value was determined by dissolving a 10 mg sample in 50 ml of toluene and titrating with a standardized N / 10 potassium hydroxide / alcohol solution using a 0.1% mixed indicator of bromthymol blue and phenol red. / 10 A value calculated from consumption of potassium hydroxide / alcohol solution. Further, the molecular weight (number average molecular weight, weight average molecular weight) is a value calculated in terms of styrene using a gel permeation chromatography (GPC) method.
[0072]
Furthermore, the toner of the present invention may contain a wax in order to improve characteristics such as offset resistance. Examples of such wax include polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, rice wax, sazol wax, montan ester wax, and Fischer-Tropsch wax. Thus, when the wax is contained in the toner, the content can be adjusted to 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin in order to obtain the effect of addition without causing problems such as filming. Is preferable.
[0073]
From the viewpoint of improving the offset resistance, it is preferable to contain polypropylene wax, and smearing (the image is rubbed with a roller when feeding paper with an image already formed on one side during automatic document feeding or duplex copying). From the viewpoint of improving the phenomenon of image quality deterioration such as bleeding and smudges in the image, it is preferable to contain polyethylene wax. Particularly preferred polypropylene waxes from the above viewpoint are polypropylene waxes having a melt viscosity at 160 ° C. of 50 to 300 cps, a softening point of 130 to 160 ° C. and an acid value of 1 to 20 KOH mg / g, and particularly preferred polyethylene waxes are 160 A polyethylene wax having a melt viscosity of 1000 to 8000 cps and a softening point of 130 to 150 ° C. That is, the polypropylene wax having the melt viscosity, softening point, and acid value has excellent dispersibility in the binder resin, and can improve the offset resistance without causing a problem due to the free wax. In particular, when a polyester resin is used as the binder resin, it is preferable to use an oxidized wax.
[0074]
Examples of the oxidized wax include polyolefin-based oxidized wax, carnauba wax, monta wax, rice wax, and Fischer-Tropsch wax.
[0075]
Polypropylene wax, which is a polyolefin wax, has a defect that lowers the fluidity of the toner due to low hardness of low molecular weight polypropylene. To improve this defect, it is modified with carboxylic acid or acid anhydride. Is preferred. In particular, a modified polypropylene resin obtained by modifying a low molecular weight polypropylene resin with one or more acid monomers selected from the group consisting of (meth) acrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride can be suitably used. The modified polypropylene is, for example, grafted or added to a polypropylene resin with one or more acid monomers selected from the group consisting of (meth) acrylic acid, maleic acid and maleic anhydride in the presence or absence of a peroxide catalyst. Can be obtained. When a modified polypropylene is used, the acid value is 0.5 to 30 KOH mg / g, preferably 1 to 20 KOH mg / g.
[0076]
As the above-mentioned oxidized polypropylene wax, commercially available products include biscol 200TS (softening point 140 ° C., acid value 3.5), biscol 100TS (softening point 140 ° C., acid value 3.5) manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. Viscol 110TS (softening point 140 ° C., acid value 3.5) can be used.
[0077]
Among those commercially available as oxidized polyethylene, Sanwa Kasei Kogyo Sun Wax E300 (softening point 103.5 ° C., acid value 22), Sun Wax E250P (softening point 103.5 ° C., acid value 19.5) High wax 4053E (softening point 145 ° C., acid value 25), 405 MP (softening point 128 ° C., acid value 1.0), 310 MP (softening point 122 ° C., acid value 1.0), manufactured by Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. 320MP (softening point 114 ° C, acid value 1.0), 210MP (softening point 118 ° C, acid value 1.0), 220MP (softening point 113 ° C, acid value 1.0), 220MP (softening point 113 ° C, acid 1.0), 4051E (softening point 120 ° C, acid value 12), 4052E (softening point 115 ° C, acid value 20), 4202E (softening point 107 ° C, acid value 17), 2203A (softening point 111 ° C, acid 30) can be used.
[0078]
When carnauba wax is used, it is preferably microcrystalline and has an acid value of 0.5 to 10 KOH mg / g, preferably 1 to 6 KOH mg / g.
[0079]
The montan wax generally refers to a montan ester wax purified from a mineral and is microcrystalline like the carnauba wax, and has an acid value of 1 to 20, preferably 3 to 15.
[0080]
Rice wax is obtained by air-oxidizing rice bran wax and preferably has an acid value of 5 to 30 KOH mg / g.
[0081]
Fier-Tropsch wax is a wax produced as a by-product when synthetic petroleum is produced from coal by a hydrocarbon synthesis method, and is commercially available, for example, under the trade name “Sazol Wax” manufactured by Sazol. In addition to this, Fischer-Tropsch wax using natural gas as a starting material can be suitably used because it has few low molecular weight components and is excellent in heat resistance when used in toners.
[0082]
The acid value of Fischer-Tropsch wax can be 0.5 to 30 KOH mg / g, and among the sazol waxes, particularly those of the oxidation type having an acid value of 3 to 30 KOH mg / g (trade name, Sac. Zole wax A1, A2, etc.) can be preferably used. The polyethylene wax having the above-mentioned melt viscosity and softening point is also excellent in dispersibility in the binder resin, and achieves improved smearing by reducing the coefficient of friction on the surface of the fixed image without causing problems due to free wax. Can do. The melt viscosity of the wax was measured with a Brookfield viscometer.
[0083]
Also, known pigments and dyes are used as colorants for full-color toners. For example, 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, 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 184, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. And CI Pigment Blue 15: 3. Further, in the black toner, in addition to various carbon blacks, activated carbon, and titanium black, a part or all of the colorant can be replaced with a magnetic material. As such a magnetic material, for example, known magnetic fine particles such as ferrite, magnetite, and iron can be used. The average particle diameter of the magnetic particles is preferably 1 μm or less, particularly preferably 0.5 μm or less in order to obtain dispersibility during production. When added from the viewpoint of preventing scattering while having the characteristics as a non-magnetic toner, the addition amount is 0.5 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Part by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight. When the addition amount exceeds 10 parts by weight, the magnetic restraint force of the developer carrying member (built-in magnet roller) with respect to the toner becomes strong, and the developability deteriorates.
[0084]
When used as a magnetic toner, the magnetic material is preferably 20 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the addition amount is 20 parts by weight or less, toner scattering tends to increase. When the addition amount exceeds 60 parts by weight, the toner charge amount cannot be secured stably, and the image quality is deteriorated.
[0085]
In the toner of the present invention, additives such as a charge control agent and a release agent may be added to the binder resin depending on the purpose. For example, the charge control agent may be a fluorine-based surfactant, a salicylic acid metal complex, a metal-containing dye such as an azo metal compound, a polymer acid such as a copolymer containing maleic acid as a monomer component, or a quaternary. An ammonium salt, an azine dye such as nigrosine, carbon black or the like can be added. Magnetic powder or the like may be added to the toner of the present invention as necessary.
[0086]
Furthermore, it is preferable that various organic / inorganic fine particles are added to the toner of the present invention as a fluidity adjusting agent before surface modification and / or after toner particles are adjusted. As inorganic fine particles, various carbides such as 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, etc. Various nitrides such as boron nitride, titanium nitride and zirconium nitride, borides such as zirconium boride, oxides, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, silica, colloidal silica, etc. Various oxides, various titanate compounds such as calcium titanate, magnesium titanate, strontium titanate, sulfides such as molybdenum disulfide, fluorides such as magnesium fluoride and carbon fluoride, aluminum stearate, calcium stearate Zinc stearate, various metal soaps such as magnesium stearate, talc, various non-magnetic inorganic fine particles of bentonite can be used alone or in combination. Especially for inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, alumina, and zinc oxide, conventionally used hydrophobizing agents such as silane coupling agents, titanate coupling agents, silicone oils, and silicone varnishes, and fluorine-based ones. It is preferable that the surface treatment is carried out by a known method with a treatment agent such as a silane coupling agent, a fluorine-based silicone oil, a coupling agent having an amino group or a quaternary aluminum base, or a modified silicone oil.
[0087]
As organic fine particles, granulated by wet polymerization methods such as emulsion polymerization method, soap-free emulsion polymerization method, non-aqueous dispersion polymerization method, gas phase method, etc., styrene, (meth) acrylic, benzoguanamine, melamine, Teflon, silicon Various organic fine particles such as polyethylene and polypropylene can also be used. The organic fine particles also have a function as a cleaning aid.
[0088]
The relatively large diameter inorganic fine particles such as metal titanate and various organic fine particles may or may not be hydrophobized. The amount of the fluidizing agent added is 0.1 to 6 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the developer particles as the amount added before the heat treatment. Further, the external addition treatment after the heat treatment is added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the developer particles. It is preferable to use after adjusting the addition amount.
[0089]
The toner of the present invention is obtained by mixing, kneading, pulverizing, and classifying the above-described binder resin, colorant, and other desired additives by conventional methods to obtain particles having a desired particle size. The particles thus obtained are subjected to instantaneous heat treatment.
[0090]
The particle size is 4 to 10 μm, preferably 5 to 9 μm. The particle size distribution of the particles obtained at this stage hardly changes even after the instantaneous heat treatment.
[0091]
The classification step may be performed after the instantaneous heat treatment in the present invention. At this time, it is preferable to use a pulverizer that can spheroidize particles as a pulverizer used in the pulverization step, because it becomes easy to control instantaneous heat treatment to be performed later. Examples of such an apparatus include an inomizer system (manufactured by Hosokawa Micron), a kryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), and the like. Further, by using a classification device that can spheroidize the particles to be processed as a classification device used in the classification step, it is easy to control the circularity and the like. An example of such a classifier is a teaplex type classifier (manufactured by Hosokawa Micron).
[0092]
Further, in combination with the instantaneous heat treatment shown in the present invention, it may be combined with various treatments in various developer surface modifying apparatuses. These surface modification devices include surface modification using a high-speed air current impact method such as a hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a kryptron cosmos system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), an inomizer system (manufactured by Hosokawa Micron). Surface reformer using a dry mechanochemical method such as a mechanical device, mechano-fusion system (made by Hosokawa Micron), mechano-mill (made by Okada Seiko Co., Ltd.), Disper Coat (made by Nisshin Engineering), Coat Mizer (made by Freund Sangyo Co., Ltd.) The surface modification apparatus to which the wet coating method is applied can be used in appropriate combination.
[0093]
According to the present invention, by performing an instantaneous heat treatment, the shape of the toner particles obtained by the kneading-pulverization method is controlled to a spherical and uniform shape, and furthermore, the pores on the surface of the toner are reduced, Smoothness can be increased. As a result, the uniformity of charging and the image performance are excellent, and the specific particle size and shape component in the developer, and the selective development such that the toner having a specific charge amount is consumed first does not occur, A toner that achieves stable image performance over a long period of time can be provided.
[0094]
In addition, the toner according to the present invention is mainly composed of a binder resin having a low softening point suitable for recent high demands for high image quality, low consumption (high color material filling type), and an energy saving fixing method, and high color material number filling. Even in the small particle size toner, the adhesion to the toner carrier (carrier, developing sleeve, developing roller, etc.), the photosensitive member, and the transfer member is optimized, and the mobility is excellent. Furthermore, it has excellent fluidity, improved charging uniformity, and stable durability characteristics over a long period of time. In addition, in the magnetic toner, by performing such instantaneous heat treatment, the binder resin of the magnetic particles is melted and spheroidized, the magnetic powder exposed on the surface disappears, and the free fine powder is removed from the surface of the magnetic particles. To be fixed.
[0095]
【Example】
Examples of resin production
Production example of polyester resin A
4.0 mol of polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (hereinafter referred to as “PO”), polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4- Hydroxyphenyl) propane (hereinafter referred to as “EO”) 6.0 mol, terephthalic acid (hereinafter referred to as “TPA”) 9.0 mol and dibutyltin oxide as a catalyst were placed in a glass four-necked flask, and a thermometer, A stainless stir bar, a flow-down condenser, and a nitrogen introduction tube were attached, and the reaction was carried out while stirring and heating in a nitrogen stream in a mantle heater. The progress of this reaction was followed by measuring the acid value. When the predetermined acid value was reached, the reaction was terminated and cooled to room temperature to obtain polyester resin A. The obtained polyester resin was roughly crushed to 1 mm or less and used in the production of the following toner.
In addition, the physical property of the polyester resin obtained here is number average molecular weight (Mn): 3300, weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn): 4.2, glass transition temperature (Tg): 4.2. ° C., softening point (Tm): 110.3 ° C., acid value: 3.3, and hydroxyl value: 28.1.
[0096]
Production example of polyester resin H (L)
A glass four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a flow-down condenser and a nitrogen inlet tube was charged with polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2 , 2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, isododecenyl succinic anhydride, terephthalic acid and fumaric acid adjusted to a weight ratio of 82: 77: 16: 32: 30, dibutyltin oxide as a polymerization initiator Put together. This was reacted in a mantle heater with stirring at 220 ° C. in a nitrogen atmosphere. The obtained polyester resin L had a softening point of 110 ° C., a glass transition point of 60 ° C., and an acid value of 17.5 KOH mg / g.
[0097]
Example of production of polyester resin I (H)
Styrene and 2-ethylhexyl acrylate were adjusted to a weight ratio of 17: 3.2, and placed in a dropping funnel together with digamyl peroxide as a polymerization initiator. On the other hand, a glass four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a flow-down condenser, and a nitrogen inlet tube was added to polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene. (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, isododecenyl succinic anhydride, terephthalic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride and acrylic acid in a weight ratio of 42: 11: 11: 11 It adjusted to 8: 1 and it put with the dibutyltin oxide which is a polymerization initiator. While stirring this at 135 ° C. in a mantle heater in a nitrogen atmosphere, styrene or the like was dropped from the dropping funnel, and then the temperature was raised and reacted at 230 ° C. The obtained polyester resin H had a softening point of 150 ° C., a glass transition point of 62 ° C., and an acid value of 24.5 KOH mg / g.
[0098]
Manufacture of pigment masterbatch
The pigments used for the production of full color toners below are the thermoplastic resin used in the examples and C.I. I. Pigment Yellow 180 (manufactured by Clariant), C.I. I. Pigment Blue 15-3 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.), C.I. I. Pigment Red184 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was charged into a pressure kneader at a weight ratio of 7: 3 and kneaded at 120 ° C. for 1 hour. After cooling, the mixture was coarsely pulverized with a hammer mill to obtain yellow, cyan, and magenta pigment master batches having a pigment content of 30 wt%.
[0099]
Example of toner production
Full color toner
Production Examples Y-1 to Y-2
1. 93.3 parts by weight of the polyester resin A obtained in the resin production example, 13.3 parts by weight of a yellow masterbatch and a zinc complex of salicylic acid as a charge control agent (E-84: manufactured by Orient Chemical Industries) 0 parts by weight, oxidized low molecular weight polypropylene (100TS: manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd .; softening point 140 ° C., acid value 3.5) was sufficiently mixed with a Henschel mixer, and then a twin-screw extrusion kneader (PCM-30: Ikekai Tekko Co., Ltd.) The product from which the discharge part was removed was melt-kneaded and then cooled. The obtained kneaded material was rolled to a thickness of 2 mm with a cooling press roller, cooled with a cooling belt, and then roughly pulverized with a feather mill. Thereafter, the mixture is pulverized to an average particle size of 10 to 12 μm with a mechanical pulverizer (KTM: Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) and further crushed to an average particle size of 6.8 μm with a jet pulverizer (IDS: manufactured by Nippon Pneumatic Industrial Co., Ltd.) After powder classification, fine powder classification is performed using a rotor type classifier (Teplex type classifier type: 100ATP: manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.). Volume average particle diameter is 7.2 μm, twice volume average particle diameter (D) (2D ) Yellow toner particles (Y-1) having a weight percentage of 0.1% and a volume percentage of 1/3 (D / 3) or less of the volume average particle size of 12.1% were obtained. In addition, the average circularity of the toner particles (Y-1) is 0.946, and the standard deviation of the circularity is 0.043.
With respect to 100 parts by weight of the toner particles (Y-1), 0.5 part by weight of hydrophobic silica (TS-500: manufactured by Cabozil) and hexamethylene di of hydrophobic silica (AEROSIL 90G; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) Silazane-treated product: 1.0 part by weight of BET specific surface area 65 m2 / g, pH 6.0, hydrophobization degree 95%) was added and mixed with a Henschel mixer (peripheral speed 40 m / sec, 60 seconds), and then FIG. And the surface modification by heat was performed under the following conditions using the apparatus shown in FIG. 2 to obtain yellow toner particles (Y-2).
[0100]
Conditions for surface modification treatment
Developer supply unit; table feeder + vibration feeder
Dispersing nozzles: 4 (symmetrical arrangement of 90 degrees for each circumference)
Ejection angle: 30 degrees
Hot air flow rate: 800L / min
Dispersed air volume: 55 L / min
Suction air volume: -1200L / min
Dispersion concentration: 100 g / m3
Processing temperature: 250 ° C
Residence time: 0.5 seconds
Cooling air temperature: 15 ° C
Cooling water temperature: 10 ° C
[0101]
Production Examples C-1 and M-2
Toner particles C-1 and M-2 and M-1 and M-2 were obtained by the same composition method as Y-1 and 2, respectively, except that the pigment master batches were changed to those of cyan and magenta pigments, respectively.
[0102]
Production Examples Y-3 to Y-5
In Toner Production Example Y-2, yellow toner particles (Y-3 to Y-5) were obtained by the same method and composition except that the temperature condition of the heat treatment was changed to 150, 200 ° C. and 300 ° C.
[0103]
Production example C-3~ 5, M-3~ 5
In the production of toner particles (Y-3 to 5), toner particles (C-3 to 5, M-3) were prepared by the same composition and method except that the master batch of the pigment was changed from yellow to cyan and magenta. To 5).
[0104]
Production example Y-6
To 100 parts by weight of the toner particles (Y-1), 1.0 part by weight of hydrophobic silica (RX200; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; BET specific surface area 140 m 2 / g, pH 7.0) is added and ( After the mixing treatment (peripheral speed: 40 m / sec, 180 seconds), surface modification by heat was performed under the following conditions using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 to obtain yellow toner particles (Y-6).
Conditions for surface modification treatment
Developer supply section; table feeder
Dispersion nozzle: 2 (symmetrical arrangement with respect to the entire circumference)
Ejection angle: 45 degrees
Hot air flow rate: 620 L / min
Dispersed air volume: 68 L / min
Suction air volume: -900 L / min
Dispersion concentration: 150 g / m3
Processing temperature: 250 ° C
Residence time: 0.5 seconds
Cooling air temperature: 30 ° C
Cooling water temperature: 20 ° C
[0105]
Production Examples Y-7 to Y-9
In toner production example Y-6, yellow toner particles (Y-7 to Y-9) were obtained by the same method and composition except that the temperature condition of the heat treatment was changed to 150, 200 ° C., and 300 ° C.
[0106]
Production example Y-10
With respect to 100 parts by weight of the resin A, 15 parts by weight of the pigment, 1 part by weight of the boron compound represented by Compound 1 and 400 parts by weight of toluene are mixed and dissolved and dispersed for 30 minutes using an ultrasonic homogenizer (output 400 μA). Thus, a colored resin solution was prepared.
On the other hand, an aqueous dispersion was prepared by dissolving 0.1 part by weight of sodium lauryl sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 1000 parts by weight of an aqueous solution containing 4% by weight of calcium hydroxide phosphate as a dispersion stabilizer. While 100 parts by weight of the aqueous dispersion is being stirred at 4200 rpm by a TK auto homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), 50 parts by weight of the colored resin solution is dropped, and the droplets of the colored resin solution are dispersed in water. It was suspended in the liquid. This suspension was allowed to stand for 5 hours under conditions of 60 ° C. and 100 mmHg to remove toluene from the droplets and precipitate colored resin particles. Next, calcium hydroxide phosphate was dissolved with concentrated sulfuric acid, and then filtration and washing were repeated. Thereafter, the colorant particles were dried at 80 ° C. with a slurry drying apparatus (Dispercoat: manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd.) to obtain a yellow toner (Y-10).
[0107]
Production Examples C-6 and M-6
In the Y-6 toner, C-6 and M-6 toners were obtained in the same manner as in the Y-6 toner production method except that the pigment master batch was changed from yellow to cyan and magenta, respectively.
Production Examples C-7-9 and M-7-9
Toner particles C-7 to 9 and M-7 to 9 were obtained by the same composition method as in toner production examples Y-7 to 9 except that the pigment master batches were changed to those of cyan and magenta pigments, respectively.
Production Examples C-10 and M-10
C-10 and M-10 were obtained in the same manner as in Y-10 except that cyan and magenta were used in place of Pigment Yellow 180, respectively.
[0108]
Black toner for oilless fixing
Production Example Bk-1
40 parts by weight of polyester resin H (L form), 60 parts by weight of polyester resin I (H form), polyethylene wax (800P; manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd .; melt viscosity at 160 ° C .: 5400 cps; softening point: 140 ° C.) 2 parts by weight, polypropylene wax (TS-200; manufactured by Sanyo Chemical Industries Co., Ltd .; melt viscosity at 160 ° C. 120 cps; softening point 145 ° C .; acid value 3.5 KOH mg / g), acidic carbon black (Mogal L; Cabot Corporation) PH 2.5; average primary particle size 24 nm) 8 parts by weight and negative charge control agent represented by the following formula: 2 parts by weight;
[Chemical 1]
Figure 0003941213
Are mixed thoroughly with a Henschel mixer, melt-kneaded with a twin-screw extruder kneader, cooled, coarsely pulverized with a hammer mill, finely pulverized with a jet pulverizer, classified, and toner particles having a volume average particle size of 7.0 μm Bk-1 was obtained.
[0109]
Production Example Bk-2 ~ 9
The toner particles obtained in Toner Production Example Bk-1 were used and fluidized before heat treatment as in Y-2 to 5, and the temperature level of heat treatment was changed to 270, 170, 220, 320 ° C. Obtained toner particles Bk-2 to 5 under the same heat treatment conditions. Moreover, according to the manufacturing method of Y-6-9, the heat processing temperature was set to 270, 170, 220, and 320 degreeC, respectively, and particle | grains Bk-6-9 were obtained.
[0110]
Production example Bk-10
Styrene 60 parts by weight, n-butyl methacrylate 35 parts by weight, methacrylic acid 5 parts by weight, 2-2 azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0.5 part by weight, low molecular weight polypropylene (Biscol 660P; manufactured by Sanyo Chemical Industries) 3 parts by weight, 8 parts by weight of carbon black (MA # 8; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and chromium complex (Eisenspiron Black TRH; manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) were mixed with a sand stirrer to prepare a polymerization composition. This polymerization composition was subjected to a polymerization reaction at 60 ° C. for 6 hours while stirring at a rotation speed of 4300 rpm using a stirrer TK auto homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) in an aqueous gum arabic solution having a concentration of 3% by weight. Spherical particles having a diameter of 6.0 μm were obtained. Filtration / washing of the spherical particles was repeated three times, and then the filtrate was air-dried in an environment of 35 ° C. and 30% RH to obtain toner particles Bk-10.
To these toner particles, 0.5% by weight of hydrophobic silica fine particles having a BET specific surface area of 140 m 2 / g (R-972; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and medium diameter of strontium titanate fine particles (particle size: 350 nm, BET specific surface area: 9 m 2 / g) 0.5% by weight was added and mixed with a Henschel mixer for 3 minutes at a peripheral speed of 40 m / sec, and then sieved with a sieve having an aperture of 106 μm to prepare a toner for evaluation.
[0111]
Various physical property evaluation methods
・ Measuring method of glass transition point Tg of resin
Using a differential scanning calorimeter (DSC-200: manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.), the reference is alumina, and a 10 mg sample is measured between 20 and 120 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min. Was the glass transition point.
[0112]
・ Measurement method of softening point Tm of resin
Using a flow tester (CFT-500: manufactured by Shimadzu Corporation), a 1 cm 2 sample was melted under the conditions of a fine pore of the die (diameter 1 mm, length 1 mm), pressurization 20 kg / cm 2, and heating rate 6 ° C./min. The temperature corresponding to ½ of the height of the outflow end point from the outflow start point at the time of outflow was taken as the softening point.
The molecular weight was determined by polystyrene conversion using gel permeation chromatography (807-IT type; manufactured by JASCO Corporation) using tetrahydrofuran as a carrier solvent.
[0113]
The acid value was determined by dissolving a 10 mg sample in 50 ml of toluene and titrating with a pre-standardized N / 10 potassium hydroxide / alcohol solution using 0.1% mixed indicator of bromthymol blue and phenol red. / 10 A value calculated from consumption of potassium hydroxide / alcohol solution.
[0114]
The hydroxy acid value was expressed in mg of potassium hydroxide required for treating a weighed sample with acetic anhydride, hydrolyzing the obtained acetyl compound, and neutralizing liberated acetic acid.
[0115]
The degree of hydrophobicity is obtained by adding 50 ml of pure water to a 200 ml beaker and adding 0.2 g of inorganic fine particles such as silica. While stirring the beaker, methanol dehydrated with anhydrous sodium sulfate is added from the burette, and the degree of hydrophobicity is calculated from the amount of methanol required using the point where silica or the like is almost not observed on the liquid surface as the end point, using the following formula.
Hydrophobicity (%) = C / (50 + C) × 100
In the formula, C represents the amount of methanol used (ml).
[0116]
The volume average particle diameter and circularity are expressed as (peripheral length of equivalent circle / perimeter of particle projection image), and using a flow type particle image analyzer (FPIA-2000: manufactured by Toago Medical Electronics Co., Ltd.) It was measured.
[0117]
The evaluation of the toner particle diameter on the sleeve was made by evaluating the difference in the toner particle diameter (average particle diameter & number% of fine powder component) in the hopper.
○: Within 10% difference
Δ: A difference of 10 to 20% is observed.
X: Causes particle size selection of 20% or more
[0118]
Toner performance evaluation
The following items were evaluated for the full-color developing toners selected in the above-mentioned examples and comparative examples. The evaluation was performed under an H / H environment (30 ° C./85% RH) and an L / L environment (10 ° C./15% RH). In Example 5 and Comparative Example 3, after performing an initial evaluation in a predetermined print pattern under H / H and L / L environments as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, Furthermore, the evaluation was performed after continuous copying of 3000 sheets using a print pattern having a B / W ratio of 6% for each color under an N / N environment (25 ° C./50% RH). In the evaluation method after continuous copying of 3000 sheets in Example 5 and Comparative Example 3, the evaluation was performed in an N / N environment, the evaluation was performed after copying 3000 sheets, and a print pattern of 6% for each color was used. Except this, it is the same as the following evaluation method. For evaluation, Color Page Pro TMPS (manufactured by Minolta Co., Ltd.) was used (however, the cleaning method was changed to the brush cleaning method).
[0119]
Hollow
The above donor for full color toner development is loaded into a full color image forming apparatus (manufactured by Minolta Co., Ltd.), a full color image (general pattern) is copied by overprinting four colors, and a full color copy image after copying 10 sheets is ranked as follows. Evaluation was made according to the attachment. The four types of toner are loaded in the four developing devices so that the layer formation order on the intermediate transfer belt is Y, M, C, and Bk from the bottom.
○: No void occurred on the copied image.
Δ: Slight hollowing occurred on the copied image, but there was no practical problem.
X: Many hollows occurred on the copied image, and there was a problem in practical use.
[0120]
Spatter
The full-color developing toner was loaded into the full-color image forming apparatus, a full-color image (general pattern) was copied by four-color overprinting, and the copied images after 10 copies were evaluated according to the following ranking. The four types of toner are loaded in the four developing devices so that the layer formation order on the intermediate transfer belt is Y, M, C, and Bk from the bottom.
○: No toner scattering was observed around the line copy image.
Δ: Toner scattering was recognized around the line copy image, but there was no practical problem.
X: A lot of toner scattering was recognized around the copied image, which was recognized as blurring and had a problem in practical use.
[0121]
Fog
The full-color developing toner is loaded into the full-color image forming apparatus, and 10 copies of a character pattern image having a B / W ratio of 30% are continuously copied by four-color overprinting. Was evaluated according to the ranking. The four types of toner are loaded in the four developing devices so that the layer formation order on the intermediate transfer belt is Y, M, C, and Bk from the bottom.
○: Fog was hardly recognized.
Δ: Some fogging was observed, but there was no practical problem.
X: The fog was present over the entire surface, and there was a problem in practical use.
[0122]
Transcription
The full-color developing toner is loaded into the full-color image forming apparatus, a solid pattern of a single color image is copied, and from the ratio of the adhesion amount on the paper to the toner adhesion amount on the photosensitive drum in the tenth copying process, Evaluation was made according to the ranking.
○: 80% or more
Δ: 70 to less than 80%
X: Less than 70%
[0123]
Dot reproducibility
A 2-dot halftone image is drawn at 600 dpi, and the dots are observed one by one with a magnifying glass (50x). The dots are reproduced one by one. Evaluated as x when there is a lot of variation in the size of the dots, and when each of the 2 dots is missing or stuck, and is not fully reproduced as a dot did.
[0124]
Line reproducibility
A 2-dot line image was drawn at 600 dpi, and the fluctuation of the line width and the scattered toner around the line image were observed with a magnifying glass (50 times).
○: Line width variation and scattering toner are both small,
Δ: Either one is inferior,
X: Both are inferior.
[0125]
Image lines:
After passing 10 sheets at B / W of 30%, an image of B / W of 100% was printed out, and the presence or absence of streak noise was evaluated.
○: No image streak
Δ: Some image streaks occurred, but no problem in practical use.
X: Image streak generation, practically problematic.
[0126]
Followability
10 sheets with B / W of 30%, after passing through, printed out an image of 100% B / W and evaluated the density unevenness.
○: No concentration unevenness
Δ: Some unevenness in density occurred, but no problem in practical use.
X: Concentration unevenness occurs, and there are practical problems.
[0127]
Toner particle size on sleeve:
Evaluation was based on the difference in the toner particle size (average particle size and number% of fine powder component) in the hopper.
○: The difference is within 10%.
(Triangle | delta): The difference of 10-20% is recognized.
X: Particle size selection of 20% or more occurred.
[0128]
The characteristic numbers of the toner are shown in Tables 1 and 2, and the evaluation results are shown in Tables 3 and 4.
[Table 1]
Figure 0003941213
[0129]
[Table 2]
Figure 0003941213
[0130]
[Table 3]
Figure 0003941213
[0131]
[Table 4]
Figure 0003941213
[0132]
【The invention's effect】
In the toner of the present invention, the charge amount of the small-diameter toner in the toner decreases, preferential uptake on the developing sleeve can be reduced, and the small-diameter toner is more easily separated from the developing sleeve than the conventional one, regardless of the particle size. Uniform development could be achieved, and furthermore, strength sufficient to withstand stress when passing between the developing sleeve and the regulating member could be provided. These comprehensive actions make it possible to maintain stable image quality over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for surface modification treatment with hot air.
FIG. 2 is a schematic horizontal sectional view of a sample injection chamber of the apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
101 Hot air generator
102, 102 ', 102 "inlet tube
103 Sample injection nozzle
104 Metering machine
105 Toner particles
106 Hot air injection nozzle
107 Sample injection chamber
108 Cooling air introduction part
109 Cyclone
111 Product tank
112 Bug Filter
113 Blower

Claims (2)

熱処理領域が2秒以下の瞬間的熱処理よって得られるトナー薄層を用いて静電潜像を現像する静電荷像現像に用いられる一成分トナーであって、該トナーの体積平均粒径Dmが4〜9μm、平均円形度Emが0.96〜1.00、Dm/2以下のトナー成分の平均円形度をEsとした時、Es>1.001Emなる関係にあることを特徴とする静電荷像現像用一成分トナー。A one-component toner used for electrostatic image development that develops an electrostatic latent image using a toner thin layer obtained by instantaneous heat treatment in which the heat treatment area is 2 seconds or less, and the toner has a volume average particle diameter Dm of 4 An electrostatic charge image having a relationship of Es> 1.001 Em, where Es is an average circularity of a toner component having an average circularity Em of 0.96 to 1.00 and Dm / 2 or less. One component toner for development. 標準偏差が0.040以下であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。  The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein a standard deviation is 0.040 or less.
JP10476598A 1998-04-15 1998-04-15 Toner for electrostatic image development Expired - Fee Related JP3941213B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10476598A JP3941213B2 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Toner for electrostatic image development

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10476598A JP3941213B2 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Toner for electrostatic image development

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11295917A JPH11295917A (en) 1999-10-29
JP3941213B2 true JP3941213B2 (en) 2007-07-04

Family

ID=14389585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10476598A Expired - Fee Related JP3941213B2 (en) 1998-04-15 1998-04-15 Toner for electrostatic image development

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3941213B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001356508A (en) * 2000-04-12 2001-12-26 Mitsubishi Chemicals Corp Electrophotographic cartridge, method for forming image and device for image formation
JP4532721B2 (en) * 2000-11-13 2010-08-25 キヤノン株式会社 Method for producing magnetic toner
JP2004271584A (en) * 2003-03-05 2004-09-30 Konica Minolta Holdings Inc Method for manufacturing toner, toner, and its concentrated liquid
JP2004287182A (en) * 2003-03-24 2004-10-14 Fuji Xerox Co Ltd Image forming method, image forming apparatus, and toner cartridge
WO2015133234A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-11 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Toner, method for determining suitability of toner, and device for determining suitability of toner
JP6231449B2 (en) 2014-07-30 2017-11-15 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 toner
JP7069788B2 (en) * 2017-03-17 2022-05-18 株式会社リコー Toner and its manufacturing method, image forming method, image forming device and process cartridge

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11295917A (en) 1999-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3870600B2 (en) Non-magnetic toner for electrostatic latent image development
JP4150835B2 (en) Developer
US6022661A (en) Toner for developing electrostatic latent image
EP1624345B1 (en) Full color toner, image forming method, fixing device, developer, process cartridge, and image forming apparatus
US9612544B2 (en) Electrostatic image developing toner
JP4093023B2 (en) Nonmagnetic one-component developing toner and image forming method
JP2001356516A (en) Toner for one component development
JP2000003069A (en) Toner for developing electrostatic latent image
JP3941213B2 (en) Toner for electrostatic image development
JP3609974B2 (en) One-component full color development method
JP3982096B2 (en) Toner for full color development and full color image forming method
JP3885403B2 (en) One-component development method
JPH11295929A (en) Electrostatic latent image developing toner and its production
JP2007058134A (en) Electrophotographic toner
JP4437975B2 (en) Toner for electrostatic image development
JPH11295925A (en) Electrostatic latent image developing magnetic toner
JP2019061179A (en) Toner for electrostatic charge image development, toner set, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP2018045094A (en) Toner, two-component developer using the same, developing device, and image forming apparatus
JPH11295989A (en) Non-contact two-component developing method
JP2010169895A (en) Method of producing negative charge type nonmagnetic mono-component toner and negative charge type nonmagnetic mono-component toner
US9753386B2 (en) Positively chargeable toner
JPH11295922A (en) Non-magnetic toner for developing electrostatic latent image
JPH11295921A (en) Electrostatic latent image developing toner
JPH11295931A (en) Full color toner and method for forming full color image
JPH11295920A (en) Developing agent

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040713

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20040713

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070313

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140413

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees