JP4071338B2 - Non-magnetic one-component developer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電印刷法において電気的潜像を現像するための現像剤、特に、非磁性一成分現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、現像装置としては二成分現像方式および一成分現像方式が知られているが、帯電性能の低下防止および画像形成装置の小型化の観点から、一成分現像方式がよく採用されている。
【0003】
一成分現像方式には磁性一成分系と非磁性一成分系があるが、磁性一成分現像方式ではトナーに通常黒色の磁性粉を添加する必要があるため、フルカラー画像形成装置に対しては非磁性一成分現像方式が好適である。非磁性一成分現像方式では現像剤担持体に対して現像剤規制部材が当接するように配置されており、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体と現像剤規制部材との間隙を通過させることにより当該担持体上にトナー薄層を形成して荷電を行い、そのまま現像領域まで搬送し、静電潜像担持体上に形成された静電潜像の現像を行っている。
【0004】
一般にトナーには、流動性を向上させるために、流動化剤としてシリカ、チタニア等の無機微粒子が添加(外添)されている。例えば、特開平7−43930号公報では、一成分現像方式においてトナー粒子に粒径0.05μm(50nm)以下の流動化剤を外添させる技術が報告されている。しかしながら、一成分現像方式では、上述したように、現像剤担持体と現像剤規制部材との間隙(規制部)を通過させてトナー粒子を帯電させるため、その際トナーに大きなストレスがかかる。そのため、トナーに外添された流動化剤がトナー粒子に埋め込まれてしまうため、繰り返し使用に対して流動性を確保することができなくなる。また、繰り返し使用により、流動化剤がトナー表面に埋め込まれることに伴って、トナーの表面状態が変化し、安定したトナー特性、特に帯電性を維持するのが難しいという問題がある。さらに、上述した帯電の際のストレスの影響で現像剤担持体や現像剤規制部材にトナー成分が固着し、それによって帯電安定性が損なわれるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、繰り返して複写しても、トナー粒子の表面状態の変化が小さく、トナー特性を維持できる、耐久性、特に帯電安定性に優れた非磁性一成分現像剤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、少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有する負荷電性トナー粒子、平均一次粒径1〜70nmの小粒径無機微粒子、および平均一次粒径100nm〜500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子を含有してなる非磁性一成分現像剤であって、小粒径無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3.0重量%であり、チタン酸ストロンチウム微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3.0重量%であり、該小粒径無機微粒子がシリカおよびチタニアの2種類から構成され、シリカあるいはチタニアいずれか一方の小粒径微粒子(「第1無機微粒子」という)の平均一次粒径が1〜40nm、他方の小粒径微粒子(「第2無機微粒子」という)の平均一次粒径が40〜70nmであり(平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(JSM−840A;日本電子社製)により試料を観察し、微粒子の長径の平均である)、上記小粒径無機微粒子の含有量範囲内で、第1無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜2.0重量%、第2無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜2.5重量%であることを特徴とする非磁性一成分現像剤に関する。
【0007】
本明細書中、無機微粒子の平均一次粒径は走査型電子顕微鏡(JSM−840A;日本電子社製)により試料を観察し、微粒子の長径の平均を示した。
【0008】
本発明においては、このように特定粒径の小粒径無機微粒子およびチタン酸ストロンチウム微粒子を、従来からのトナー粒子に特定量外添することにより、繰り返しの複写によってもトナー粒子の表面状態が変化しにくく、トナー特性を維持できる、耐久性、特に帯電安定性に優れた非磁性一成分現像剤を提供することが可能となった。
【0009】
本発明の現像剤に含有される小粒径無機微粒子は平均一次粒径1〜70nm、好ましくは5〜60nmの無機微粒子である。当該微粒子を含有させてトナー粒子を均一に被覆することにより均一な所望のトナー流動性を得ることができる。平均一次粒径が1nm未満では長期使用によるトナー帯電の安定性や環境変化に対するトナーの帯電の安定性が不十分となり、70nmを越えると当該無機微粒子のトナー粒子への分散性が著しく低下するため、トナーの流動性および帯電性が不均一となり良好な複写画像が得られない。
【0010】
小粒径無機微粒子に使用される材料としては、従来から流動化剤として用いられている様々な材料を使用することができ、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア(二酸化チタン)、酸化錫、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等を単独あるいは2種以上混合して使用することができる。好ましい小粒径無機微粒子はシリカ、チタニア)である。
【0011】
また、小粒径無機微粒子は、トナー粒子に対して0.3〜3.0重量%、好ましくは0.5〜2.5重量%、より好ましくは1.0〜2.5重量%含有されることが望ましい。その量が0.3重量%未満では所望の流動性を付与することができず、耐久性が悪化し、複写画像に白スジや画像ムラが発生しやすくなる。一方、3.0重量%を越えると機内汚染が起こったり、荷電不良のトナーが増加して複写画像にカブリが生じ、またコスト面でも不利となる。
【0012】
本発明において小粒径無機微粒子は疎水化剤で表面処理されていることが好ましい。これは、トナーの環境安定性、特に湿度の影響によるトナー荷電量の変化を抑制するためである。疎水化度は30〜80%、好ましくは40〜80%であることが望ましい。疎水化度が30%より低い場合には耐環境性が劣化しやすく、80%を越えるものは製造上安定して得ることが困難であるためである。
【0013】
疎水化剤としてはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコン系オイル、シリコンワニス等の従来から使用されている疎水化剤が使用可能であり、好ましくはシラン系カップリング剤、シリコン系オイル、より好ましくはシラン系カップリング剤を用いる。シラン系カップリング剤としては、例えばトリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等が使用可能である。
【0014】
シリコンオイルとしては、例えばジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等が使用可能である。
疎水化剤は上記疎水化度を達成できる程度の使用量で使用して、従来の方法により処理すればよい。
【0015】
本発明において、無機微粒子はさらにフッ素系シランカップリング剤またはフッ素系シリコンオイルを併用し、表面処理されていてもよい。これは、トナーが負荷電性であることから、トナーの負荷電性を向上させ、画像カブリを防止するのに有効であるためである。通常、トナーの荷電性の制御にはトナー粒子中に荷電制御剤を含有させることにより行われているが、本発明の係る一成分現像方式においては、現像剤担持体と現像剤規制部材との圧接部の間隙をトナーが通過する際の摩擦帯電によりトナーの荷電が行われるため、トナーの荷電性はトナー粒子表面の荷電性が重要になる。このため荷電性の制御を行う場合に、荷電制御剤の含有量を調整するよりもトナーの外添剤の荷電性を調整するほうがより効果的である。
【0016】
フッ素系シランカップリング剤としては、例えば以下に示すものを単独でまたは混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。
・CF3(CH2)2SiCl3
・CF3(CF2)5SiCl3
・CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3
・CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3
・CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3
・CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)Cl2
・CF3(CH2)2Si(OCH3)3
・CF3(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
・CF3(CF2)3(CH2)2Si(OCH3)3
・CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH3)3
・CF3(CF2)6CONH(CH2)2Si(OC25)3
・CF3(CF2)6COO(CH2)2Si(OCH3)3
・CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3
・CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
・CF3(CF2)7NH(CH2)3Si(OC25)3
・CF3(CF2)8(CH2)2Si(OCH3)3
【0017】
フッ素系シランカップリング剤は無機微粒子100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部用いることが好ましい。
【0018】
上記表面処理剤(フッ素系カップリング剤またはフッ素系シリコンオイル、疎水化剤)を用いて無機微粒子を表面処理するには、例えば表面処理剤を溶剤で希釈し、無機微粒子に上記希釈液を加えて混合し、この混合物を加熱・乾燥した後、解砕する乾式法、無機微粒子を水系中に分散してスラリー状にした上で表面処理剤を添加混合し、これを加熱・乾燥した後、解砕する湿式法等により行うことができる。特に、無機微粒子に対する疎水化剤の表面処理の均一性、無機微粒子の凝集防止性等の観点から水系中で疎水化処理を行った後、乾式法によってフッ素系カップリング剤またはフッ素系シリコンオイルで表面処理することが好ましい。
【0019】
本発明においては、小粒径無機微粒子として平均一次粒径が上記範囲内で異なる2種以上の無機微粒子の混合物を使用してもよい。以下、粒径が小さい方の無機微粒子を第1無機微粒子、大きい方の無機微粒子を第2無機微粒子とし、これら2種類の無機微粒子を上記の小粒径無機微粒子として使用する場合について説明する。
【0020】
本発明において、小粒径無機微粒子として第1無機微粒子および第2無機微粒子の混合物を使用する場合、いずれかの無機微粒子がシリカからなっていることが好ましく、さらに好ましくは他方の無機微粒子がチタニアからなっていることである。このようにシリカおよびチタニア2種類の無機微粒子を使用することにより、耐環境性、帯電性が向上し、特にフルカラー現像剤を調製する場合においてこれらの効果は顕著になる。
【0021】
第1無機微粒子は平均一次粒径が1〜40nm、好ましくは5〜35nm、より好ましくは5〜30nmであることが望ましい。このような粒径の無機微粒子を含有させることにより、所望のトナー流動性をより容易に得ることができる。平均一次粒径が1nm未満では長期使用によるトナー帯電の安定性や環境変化に対するトナーの帯電の安定性が不十分となり、40nmを越えると流動性向上の効果が得られにくくなる。
【0022】
第2無機微粒子は平均一次粒径が40〜70nm、好ましくは40〜60nmで第1無機微粒子の平均1次粒径より10nm以上大きいことが望ましい。従来から問題となっていた繰り返しの複写によるトナー流動性の低下は第1無機微粒子のような小粒径の無機微粒子がトナー粒子に埋め込まれることに起因するものと考えられるが、第2無機微粒子を含有させることにより、当該埋め込みを緩和して、所望の流動性を確保することができる。平均一次粒径が40nm未満では第1無機微粒子のトナー粒子への埋め込み緩和効果が顕著に低下し易く、70nmを越えると当該無機微粒子のトナー粒子への分散性が著しく低下するため、トナーの流動性および帯電性が不均一となり、良好な複写画像が得られない。
【0023】
第1無機微粒子および第2無機微粒子の含有量については、これらの合計含有量が上記の小粒径無機微粒子の含有量になるよう設定されるが、第1無機微粒子についてはトナー粒子に対して0.1〜2.0重量%、好ましくは0.3〜1.5重量%、第2無機微粒子についてはトナー粒子に対して0.1〜2.5重量%、好ましくは0.3〜2.0重量%の割合で含有されることが望ましい。第1無機微粒子の含有量が0.1重量%未満では所望の流動性が付与されにくく、複写画像に白スジが発生しやすくなり、2.0重量%より多いと機内汚染が起こったり、荷電不良のトナーが増加して複写画像にカブリが生じ易く、またコスト面でも不利となりやすい。第2無機微粒子の含有量が0.1重量%未満では第1無機微粒子の埋め込み緩和効果が得られにくくなり、2.5重量%より多いと機内汚染が起こったり、荷電不良のトナーが増加して複写画像にカブリが生じ易く、またコスト面でも不利となりやすい。
【0024】
本発明の現像剤に含有されるチタン酸ストロンチウム微粒子は平均一次粒径が100〜500nm、好ましくは150〜400nmである。当該微粒子を含有させることにより、規制部(現像剤規制部材と現像剤担持体との接触部)でのトナー成分の固着が当該微粒子による研磨作用により除去されるため(以下、リフレッシュ効果という)、従来から問題となっていた現像剤担持体へのトナー粒子等の蓄積によるトナーの帯電性や形成トナー薄層の不均一化が回避され、良好な複写画像を提供することができる。また、当該微粒子は弱い正帯電性であるため、負帯電性のトナー粒子への付着が効果的に行われ、特にトナー帯電安定性に対して大きな効果を有する。さらには、当該微粒子の外添により、感光体の適度な研磨も行われ、クリーニング向上剤としての効果も期待できる。
【0025】
また、チタン酸ストロンチウム微粒子は比較的大粒径であることから、トナー粒子同士の接触確率が低減され、現像時の現像剤規制部材による規制や現像器内での撹拌等の外的ストレスが拡散されるため、トナー粒子表面は直接的に外的ストレスの影響を受けにくくなる。さらに、チタン酸ストロンチウム微粒子は、小粒径無機微粒子の埋め込み緩和機能を高める機能を有する。
【0026】
平均一次粒径が100nm未満では、現像剤規制部材のリフレッシュ効果が期待できず、また荷電性に対しても逆チャージ成分の増加に伴うカブリ等が発生しやすくなる。さらに、トナー粒子同士の接触確率が高くなり、外的ストレスがトナー粒子表面へ直接的に影響を及ぼして上記の機能を発揮できなくなる。一方、500nmを越えるとトナー粒子への付着が困難になり、ほとんどのチタン酸ストロンチウム微粒子が脱離して現像剤規制部材につまることから荷電不良、薄層形成不良、機内汚染等の問題が生じる。
【0027】
本発明においてチタン酸ストロンチウム微粒子は、凝集性および分散性の観点から小粒径無機微粒子と同様に、上記の疎水化剤により表面処理してもよい。
【0028】
チタン酸ストロンチウム微粒子の含有量については、トナー粒子に対して0.3〜3.0重量%、好ましくは0.4〜2.0重量%、含有されることが望ましい。その量が0.3重量%未満では現像剤担持体のリフレッシュ効果が得られず、また無機微粒子のトナー粒子への埋め込み緩和機能も発揮できないため流動性に問題が生じる。一方、3.0重量%より多いとトナー粒子から脱離されるチタン酸ストロンチウム微粒子による現像剤規制部材のつまりにより、荷電不良、薄層形成不良、機内汚染等の問題が生じる。
【0029】
以上の小粒径無機微粒子ならびにチタン酸ストロンチウム微粒子は公知の方法で得られた負荷電性のトナー粒子に外添される。本発明において使用される負荷電性トナー粒子は、少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有する。
【0030】
本発明において使用するバインダー樹脂としては、得られるトナー粒子を負荷電性にすることのできる樹脂を用いる。この場合において、後述する荷電制御剤を内添することにより負荷電性に制御できる樹脂であってもよい。また、着色剤のバインダー樹脂中での分散性を向上させるために、1.0〜30.0KOHmg/g、好ましくは1.0〜25.0KOHmg/g、より好ましくは2.0〜20.0KOHmg/gの酸価を有する樹脂を用いることが望ましい。これは酸価が1.0KOHmg/gより小さいと分散性向上の効果が小さくなり、30.0KOHmg/gより大きくなると環境変動による帯電量の変化が大きくなるためである。
【0031】
このようなバインダー樹脂であれば樹脂の種類は限定されず、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびその他の公知の樹脂を単独あるいは混合して使用することができ、その用途に応じて好ましいものを適宜選択して使用すればよい。例えば、荷電制御剤を使用することなく負荷電性トナーを調製する場合にはポリエステル系樹脂を、負荷電制御剤を使用して負荷電性トナーを調製する場合にはポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂を、フルカラートナーを調製する場合にはポリエステル系樹脂を、黒色トナーを調製する場合にはポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂を使用することが好ましい。
【0032】
本発明において、好ましいポリエステル樹脂は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て使用し、酸成分としてフタル酸系ジカルボン酸類あるいはフタル酸系ジカルボン酸類と脂肪族ジカルボン酸類を使用して重縮合反応により合成されたものである。
【0033】
ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物としては、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物が好適であり、これらを混合して用いることが好ましい。
【0034】
また、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とともに下記ジオールや多価アルコールを若干使用してもよい。このようなアルコール成分としては、例えば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等のジオール類、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。
【0035】
フタル酸系ジカルボン酸類としては、テレフタル酸、イソフタル酸等のフタル酸系ジカルボン酸、その酸無水物またはその低級アルキルエステル等を使用することができる。
【0036】
また、フタル酸系ジカルボン酸類とともに使用可能な脂肪族ジカルボン酸類としては、フマール酸、マレイン酸、コハク酸、炭素数4〜18のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸、その酸無水物またはその低級アルキルエステル等が挙げられる。
【0037】
また、トリメリット酸等の多価カルボン酸等を樹脂の酸価を調整するためにトナーの透光性等を損なわない範囲で少量使用してもよい。このような多価カルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、これらの無水物、低級アルキルエステル等を挙げることができる。
【0038】
本発明の負荷電性トナー粒子をフルカラー用トナーとして用いる場合に好ましいバインダー樹脂は、ガラス転移点が55〜75℃、好ましくは58〜70℃、軟化点が95〜120℃、好ましくは100〜118℃、数平均分子量が2500〜6000、好ましくは3000〜5500、重量平均分子量/数平均分子量が2〜8、好ましくは3〜7のものである。ガラス転移点が低くなるとトナーの耐熱性が低下し、また高くなると透光性や混色性が低下する。軟化点が低くなると定着時に高温オフセットが発生し易くなり、高くなると定着強度が低下する。数平均分子量が小さくなると画像を折り曲げた際にトナーが剥離し易くなり、大きくなると定着強度が低下する。また重量平均分子量/数平均分子量が小さくなると高温オフセットが発生し易くなり、大きくなると透光性が低下する。
【0039】
着色剤としてはシアン色、マゼンタ色、イエロー色、ブラック色等の各種の公知の着色剤を使用することができ、その使用量は従来と同様の値を適用することができる。通常、着色剤はバインダー樹脂100重量部に対して1〜15重量部程度添加される。
【0040】
本発明の負荷電性トナー粒子には上記着色剤以外に、荷電制御剤、オフセット防止剤等の所望の添加剤を添加してもよい。
【0041】
荷電制御剤としては、サリチル酸亜鉛錯体等およびその他の公知の負荷電制御剤を使用可能であり、使用目的に応じてその種類を選択すればよい。フルカラー複写用としては無色、白色あるいは薄い黄色の荷電制御剤を使用することが好ましい。黒色複写用としては特に制限されない。荷電制御剤の使用量は使用目的に応じてその量を適宜設定すればよいが通常、バインダー樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5.0重量部の範囲で使用される。
【0042】
また、オフセット防止剤としても特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス等が使用可能である。これは耐オフセット性を向上させるだけではなく、非磁性一成分現像装置における現像剤規制部材や現像剤担持体等に対するトナーの固着の問題を低減させることができる。特に酸価が0.5〜30KOHmg/gのワックスを用いることが上記酸価を有するバインダー樹脂に対する分散性の観点から好ましい。このようなワックスの添加量は、バインダー樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部、好ましくは1〜4重量部が好ましい。これは添加量が0.5重量部より少ないと添加による効果が不十分となり、5重量部より多くなると透光性や色再現性が低下するためである。
【0043】
本発明に係るトナー粒子は上記したバインダー樹脂、着色剤をその他の所望の添加剤を使用し、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化分散造粒法、カプセル化法等その他の公知の方法により製造することができる。それらの製造方法の中では、製造コストおよび製造安定性の観点から混練・粉砕法で製造することが好ましい。
【0044】
混練・粉砕法は、樹脂および着色剤等のトナー成分をヘンシェルミキサー等の混合機で混合する工程、この混合物を溶融・混練する工程、この混練物を冷却後粗粉砕する工程、この粗粉砕粒子を微粉砕する工程、得られた微粉砕粒子を分級する工程によりトナー粒子を製造する。本発明のトナー粒子は、体積平均粒径を4〜10μm、好ましくは6〜9μmに調整することが画像の高精細再現性の観点から好ましい。トナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザー(コールターカウンター社製)を用い、アパチャー径100μmで測定した値である。
【0045】
得られたトナー粒子はヘンシェルミキサー等の混合機を用いて上記の小粒径無機微粒子およびチタン酸ストロンチウム微粒子と混合され非磁性一成分現像剤として調製される。
【0046】
このようにして得られた本発明の非磁性一成分現像剤は、着色剤、バインダー樹脂、荷電制御剤、ワックス等を適宜選択することにより、フルカラー用あるいは黒色用、いずれの現像剤としても使用可能であるが、本発明においてはフルカラー現像剤として用いることが有効である。このため、本発明の現像剤は一成分現像方式を採用した現像装置であれば、いかなる現像装置においても使用可能であるが、フルカラー画像形成装置に用いることが特に好ましい。以下、フルカラー画像形成装置の一例として図1を参照しながら説明する。
【0047】
図1において、フルカラーレーザビームプリンタは、概略、矢印a方向に回転駆動される感光体ドラム10と、レーザ走査光学系20と、フルカラー現像装置30と、矢印b方向に回転駆動される無端状の中間転写ベルト40と、給紙部60とで構成されている。感光体ドラム10の周囲には、さらに、感光体ドラム10の表面を所定の電位に帯電させる帯電ブラシ11、および感光体ドラム10上に残留したトナーを除去するクリーナーブレード12aを備えたクリーナー12が設置されている。
【0048】
レーザ走査光学系20はレーザダイオード、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵した周知のもので、その制御部にはC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、Bk(ブラック)ごとの印字データがホストコンピュータから転送される。レーザ走査光学系20は各色ごとの印字データを順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム10上を走査露光する。これにより、感光体ドラム10上に各色ごとの静電潜像が順次形成される。
【0049】
フルカラー現像装置30はC、M、Y、Bkの非磁性トナーからなる一成分現像剤を収容した4つの色別現像器31C、31M、31Y、31Bkを一体化したもので、支軸81を支点として時計回り方向に回転可能である。各現像器は現像スリーブ(現像剤担持体)32、トナー規制ブレード(現像剤規制部材)34を備えている。現像スリーブ32の回転により搬送されるトナーは、ブレード34と現像スリーブ32との圧接部(規制部)を通過することにより帯電される。
【0050】
中間転写ベルト40は支持ローラ41、42およびテンションローラ43、44に無端状に張り渡され感光体ドラム10と同期して矢印b方向に回転駆動される。中間転写ベルト40の側部には図示しない突起が設けられ、この突起をマイクロスイッチ45が検出することにより、露光、現像、転写等の作像処理が制御される。中間転写ベルト40は回転自在な1次転写ローラ46に押圧されて感光体ドラム10に接触している。この接触部が1次転写部T1である。また、中間転写ベルト40は支持ローラ42に支持された部分で回転自在な2次転写ローラ47が接触している。この接触部が2次転写部T2である。
【0051】
さらに、前記現像装置30と中間転写ベルト40の間のスペースにはクリーナー50が設置されている。クリーナー50は中間転写ベルト40上の残留トナーを除去するためのブレード51を有している。このブレード51及び前記2次転写ローラ47は中間転写ベルト40に対して接離可能である。
【0052】
給紙部60は、画像形成装置本体1の正面側に開放可能な給紙トレイ61と、給紙ローラ62と、タイミングローラ63とから構成されている。記録シートSは給紙トレイ61上に積載され、給紙ローラ62の回転によって1枚ずつ図中右方へ給紙され、タイミングローラ63で中間転写ベルト40上に形成された画像と同期をとって2次転写部へ送り出される。記録シートの水平搬送路65は前記給紙部を含んでエアーサクションベルト66等で構成され、定着器70からは搬送ローラ72、73、74を備えた垂直搬送路71が設けられている。記録シートSはこの垂直搬送路71から画像形成装置本体1の上面へ排出される。
【0053】
ここで、上記フルカラープリンタのプリント動作について説明する。
プリント動作が開始されると、感光体ドラム10および中間転写ベルト40が同じ周速度で回転駆動され、感光体ドラム10は帯電ブラシ11によって所定の電位に帯電される。
【0054】
続いてレーザ走査光学系20によってシアン画像の露光が行われ、感光体ドラム10上にシアン画像の静電潜像が形成される。この静電潜像は直ちに現像器31Cで現像されると共に、トナー画像は1次転写部で中間転写ベルト40上に転写される。1次転写終了直後に現像器31Mが現像部Dへ切り換えられ、続いてマゼンタ画像の露光、現像、1次転写が行われる。さらに、現像器31Yへの切換え、イエロー画像の露光、現像、1次転写が行われる。さらに、現像器31Bkへの切換え、ブラック画像の露光、現像、1次転写が行われ、1次転写ごとに中間転写ベルト40上にはトナー画像が重ねられていく。
【0055】
最終の1次転写が終了すると、記録シートSが2次転写部へ送り込まれ、中間転写ベルト40上に形成されたフルカラートナー画像が記録シートS上に転写される。この2次転写が終了すると、記録シートSはベルト型接触加熱定着器70へ搬送され、フルカラートナー画像が記録シートS上に定着されてプリンタ本体1の上面に排出される。
本発明を、以下の実施例によりさらに詳しく説明する。
【0056】
【実施例】
本実施例中、用いたポリエステル系樹脂A〜Cの製造方法を以下に示す。
(ポリエステル系樹脂A(カラートナー用)の製造)
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−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(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンおよびテレフタル酸を、モル比5:5:7.5で仕込んだ。さらに重合開始剤(ジブチル錫オキサイド)を添加した後、これらをマントルヒーター中、窒素雰囲気下、220℃で撹拌しながら反応させ、数平均分子量(Mn)4800、重量平均分子量/数平均分子量4.5、軟化点108℃、ガラス転移点66℃、酸価(AV)4.2KOHmg/gのポリエステル樹脂Aを得た。
【0057】
(ポリエステル系樹脂B(黒トナー用)の製造)
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−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(2,2)−2,2−ビス(4−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で仕込んだ。さらに重合開始剤(ジブチル錫オキサイド)を添加した後、これらをマントルヒーター中、窒素雰囲気下、220℃で撹拌しながら反応させ、軟化点110℃、ガラス転移点60℃、酸価17.5KOHmg/gのポリエステル樹脂Bを得た。
【0058】
(ポリエステル系樹脂C(黒トナー用)の製造)
スチレンおよび2−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−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(2,2)−2,2−ビス(4−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−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(ジブチル錫オキサイド)とともに仕込んだ。これらをマントルヒーター中、窒素雰囲気下、135℃で撹拌しながら、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、軟化点150℃、ガラス転移点62℃、酸価24.5KOHmg/gのポリエステル樹脂Cを得た。
【0059】
なお、分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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。
【0060】
軟化点については、フローテスター(CFT−500;島津製作所社製)を用い、試料1.0gについて1.0mm×1.0mmのダイを使用し、昇温速度3.0℃/min.、荷重30kgの条件で測定を行い、試料が1/2流出したときの温度を軟化点とした。
【0061】
ガラス転移点は示差走査熱量計(DSC−200;セイコー電子社製)を用いて秤量された試料10mgについて測定し、リファレンスとしてアルミナを用い、30〜80℃の範囲における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。
【0062】
酸価は秤量された試料を適当な溶媒に溶解し、フェノールフタレイン等の指示薬を使用して酸性基を中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数で表した。
【0063】
また、本実施例中、無機微粒子としては以下の無機微粒子を用いた。
無機微粒子A(疎水性シリカ、疎水化度55%、平均一次粒径7nm、TS500;キャボジル社製)
無機微粒子B(疎水性シリカ、疎水化度48%、平均一次粒径15nm、R974;日本アエロジル社製)
無機微粒子C(疎水性シリカ、疎水化度55%、平均一次粒径50nm、R809;日本アエロジル社製)
【0064】
無機微粒子D(疎水性二酸化チタン、疎水化度55%、平均一次粒径15nmのルチル型二酸化チタン(MT−150W;テイカ社製)をn−ヘキシルトリメトキシシランで表面処理したもの)
無機微粒子E(疎水性二酸化チタン、疎水化度60%、平均一次粒径20nmのアナターゼ型二酸化チタンをn−ヘキシルトリメトキシシランで表面処理したもの)
無機微粒子F(疎水性二酸化チタン、疎水化度57%、平均一次粒径50nmのアナターゼ型二酸化チタンをn−ヘキシルトリメトキシシランで表面処理したもの)
無機微粒子G(疎水性二酸化チタン、疎水化度50%、無機微粒子Fをさらに、フッ素系シランカップリング剤(CF3(CH22Si(OCH33で表面処理したもの)
【0065】
無機微粒子a(チタン酸ストロンチウム、平均一次粒径250nm)
無機微粒子b(チタン酸ストロンチウム、平均一次粒径1000nm)
無機微粒子c(疎水性二酸化チタン、疎水化度49%、平均一次粒径250nmのルチル型二酸化チタン(KR−380;チタン工業社製)をシリコンオイルで表面処理したもの)
【0066】
疎水化度は、200mlのビーカーに純水50mlを入れ、0.2gの試料を添加し、ビーカーを撹拌しながら、ビュ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試料がほぼ見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:
疎水化度=[メタノール使用量/(50+メタノール使用量)]×100
により算出した。
【0067】
また、本実施例中、ワックスとして用いた溶融ブレンドポリプロピレンワックスの製造方法を以下に示す。
(溶融ブレンドポリプロピレンワックスの製造)
酸価0KOHmg/gの非酸化型ポリプロピレンワックス(ビスコール550P;三洋化成工業社製)および酸価52KOHmg/gの酸化型ポリプロピレンワックス(ユーメックス1010;三洋化成工業社製)を重量比92:8で混合し、溶融混練した後、冷却して粉砕し、酸価4.0KOHmg/g、160℃における溶融粘度205cps、軟化点150℃の溶融ブレンドポリプロピレンワックスを得た。
【0068】
実施例1
ポリエステル系樹脂Aおよびシアン顔料(C.I.ピグメントブルー15−3)を重量比7:3で加圧ニーダーに仕込み混練した。得られた混練物を冷却後、フェザーミルにより粉砕し顔料マスターバッチを得た。
【0069】
ポリエステル系樹脂A93重量部、上記顔料マスターバッチ10重量部、ポリプロピレンワックス(ビスコールTS200;三洋化成工業社製;酸価3.5KOHmg/g)2重量部およびサリチル酸亜鉛錯体(E84;オリエント化学工業社製)1.5重量部をボールミルで十分混合し、混合物を2軸押出混練機(PCM−30;池貝鉄工社製)で溶融混練した後、冷却し、その後フェザーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、微粉分級することにより体積平均粒径8.0μmのトナー粒子を得た。
【0070】
得られたトナー粒子100重量部に、無機微粒子A0.5重量部、無機微粒子F1.0重量部および無機微粒子a1.0重量部を添加し、ボールミルにより混合することにより現像剤を得た。
【0071】
実施例2〜7および比較例1〜6
無機微粒子として表1または表2に示すものを表記添加量で用いたこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を得た。
【0072】
実施例8
体積平均粒径6.1μmのトナー粒子を調製し、これを用いたこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を得た。
【0073】
実施例9
ポリエステル系樹脂B40重量部、ポリエステル系樹脂C60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℃)1重量部、溶融ブレンドポリプロピレンワックス3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;平均一次粒径24nm)8重量部およびサリチル酸亜鉛錯体(E84;オリエント化学工業社製)2.5重量部をヘンシェルミキサーで十分混合し、混合物を2軸押出混練機(PCM−30;池貝鉄工社製)で溶融混練した後、冷却し、その後ハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物をジェット粉砕機で微粉砕し、微粉分級することにより体積平均粒径8.2μmのトナー粒子を得た。
【0074】
得られたトナー粒子100重量部に、無機微粒子A0.5重量部、無機微粒子G0.5重量部および無機微粒子a1.0重量部を添加し、ボールミルにより混合することにより現像剤を得た。
【0075】
実施例10
無機微粒子として表1に示すものを表記添加量で用いたこと以外、実施例と同様にして、現像剤を得た。
【0076】
評価
このようにして得られた現像剤を規制ブレードの圧接力を可変に改造した非磁性一成分現像装置を備えた電子写真プリンタ(SP1000;ミノルタ社製)改造機に搭載し、常温常湿(25℃、45%)において、B/W比5%の文字パターンを画出しするよう設定して、以下に詳述する「白スジ」および「帯電量」について評価した。なお、これらの評価は、初期(10枚複写後)および3000枚複写後の複写画像について行った。
【0077】
(白スジ)
A4判ハーフトーン画像を複写し、複写画像については画像上の白スジの発生を、現像スリーブ上に形成されたトナーの薄層については層上のスジムラの発生を観察し、以下のランク付けに従って評価した。
○;スリーブ上に形成されたトナー薄層にはスジムラは発生しておらず、画像上には白スジは発生していなかった;
△;トナー薄層には若干スジムラが発生しているものの、画像上には白スジは発生しておらず、実用上問題はなかった;
×;トナー薄層にはスジムラが発生しており、画像上には白スジが発生していた。
【0078】
(帯電量)
上述のように、初期(10枚複写後)および3000枚複写後において白スジの評価を行った後、白現像(白紙モード)で1枚通紙を行い、スリーブ上トナーの吸引法による帯電量測定を行った。なお、帯電量の安定性は初期と3000枚複写後の帯電量差の絶対値が5μC/g以下のものが優れている。
【0079】
以上の評価結果を、上記の実施例および比較例における処理条件とともに、以下の表1および表2で示す。
【0080】
【表1】

Figure 0004071338
【0081】
【表2】
Figure 0004071338
【0082】
これらの結果より、本発明の現像剤について、複写画像には白スジは発生せず、帯電性に優れていることが明らかとなった。本発明の現像剤は耐久性および流動性に優れていることがわかる。
比較例1では、1500枚ぐらいからトナー薄層にスジが発生しはじめ、2000枚の時点でトナーがこぼれるほどひどくなったため、3000枚複写後のトナー帯電量の測定を中止した。比較例2では、3000枚複写後に帯電量の低下が認められ、スリーブのリフレッシュ効果はみられなかった。また、スジの発生している部分にあたる規制ブレードには白い粉のかたまりが付着していた。比較例3では、初期からスリーブ上にトナー薄層が形成されなかったため、初期の複写画像の白スジ評価を行ったのみで、その後の複写は中止した。比較例4では、白スジ等の問題はなかったが、トナーの流動性が高すぎるため、規制部ですり抜けが生じてトナーの帯電の立ち上がりが悪くなり初期の帯電量が低く、3000枚複写後には大きく帯電量が上昇した。比較例5および6では、初期と3000枚複写後の帯電量変化が大きく、スリーブのリフレッシュ効果がみられなかった。
【0083】
【発明の効果】
本発明により、繰り返しの複写によっても複写画像に白スジが発生しない、流動性、帯電性および耐久性に優れた非磁性一成分現像剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フルカラー画像形成装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
10:感光体ドラム、11:帯電ブラシ、12:クリーナー、20:レーザ走査光学系、30:フルカラー現像装置、32:現像剤担持体(スリーブ)、33:支軸、34:現像剤規制部材(ブレード)、40:中間転写ベルト、41:支持ローラ、42:支持ローラ、43:テンションローラ、44:テンションローラ、46:1次転写ローラ、47:2次転写ローラ、60:給紙部、61:給紙トレイ、62:給紙ローラ、63:タイミングローラ、66:エアーサクションベルト、70:定着器、71:垂直搬送路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developer for developing an electrical latent image in electrophotography and electrostatic printing, and more particularly to a non-magnetic one-component developer.
[0002]
[Prior art]
In general, a two-component developing method and a one-component developing method are known as developing devices, but the one-component developing method is often adopted from the viewpoint of preventing the charging performance from being lowered and reducing the size of the image forming apparatus.
[0003]
There are two types of one-component development systems: magnetic one-component systems and non-magnetic one-component systems, but magnetic one-component development systems usually require the addition of black magnetic powder to the toner. A magnetic one-component development system is preferred. In the non-magnetic one-component development system, the developer regulating member is disposed so as to contact the developer carrying member, and the non-magnetic one-component developer is passed through the gap between the developer carrying member and the developer regulating member. As a result, a thin toner layer is formed on the carrier and charged, and conveyed to the development area as it is, and the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier is developed.
[0004]
In general, inorganic particles such as silica and titania are added (externally added) to the toner as a fluidizing agent in order to improve fluidity. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43930 reports a technique for externally adding a fluidizing agent having a particle size of 0.05 μm (50 nm) or less to toner particles in a one-component development system. However, in the one-component development method, as described above, the toner particles are charged by passing through the gap (regulator) between the developer carrier and the developer regulating member, so that a large stress is applied to the toner. For this reason, since the fluidizing agent externally added to the toner is embedded in the toner particles, the fluidity cannot be ensured for repeated use. Further, as the fluidizing agent is embedded in the toner surface due to repeated use, the surface state of the toner changes, and it is difficult to maintain stable toner characteristics, particularly chargeability. Furthermore, there is a problem in that the toner component adheres to the developer carrying member and the developer regulating member due to the influence of the stress at the time of charging, thereby impairing charging stability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a non-magnetic one-component developer that is excellent in durability, in particular, charging stability, that can maintain toner characteristics with small change in the surface state of toner particles even when it is repeatedly copied. To do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention contains negatively charged toner particles containing at least a binder resin and a colorant, small-sized inorganic fine particles having an average primary particle size of 1 to 70 nm, and strontium titanate fine particles having an average primary particle size of 100 to 500 nm. A non-magnetic one-component developer having a small particle size inorganic fine particle content of 0.3 to 3.0% by weight based on the toner particles, and a strontium titanate fine particle content based on the toner particles. 0.3 to 3.0% by weight, and the small particle size inorganic fine particles are composed of two types of silica and titania, and one of the small particle size fine particles (referred to as “first inorganic fine particles”) of either silica or titania. The average primary particle size is 1 to 40 nm, and the other small particle size fine particles (referred to as “second inorganic fine particles”) are 40 to 70 nm.(The average primary particle diameter is the average of the long diameters of the fine particles observed with a scanning electron microscope (JSM-840A; manufactured by JEOL Ltd.))The content of the first inorganic fine particles is 0.1 to 2.0% by weight based on the toner particles and the content of the second inorganic fine particles is based on the toner particles within the range of the small particle size inorganic fine particles. The present invention relates to a non-magnetic one-component developer characterized by being 0.1 to 2.5% by weight.
[0007]
In the present specification, the average primary particle size of the inorganic fine particles was observed with a scanning electron microscope (JSM-840A; manufactured by JEOL Ltd.), and the average of the long diameters of the fine particles was shown.
[0008]
In the present invention, the surface state of the toner particles is changed even by repeated copying by adding a specific amount of the small-sized inorganic fine particles and strontium titanate fine particles having a specific particle size to the conventional toner particles. It has become possible to provide a non-magnetic one-component developer that is difficult to resist, can maintain toner characteristics, and has excellent durability, in particular, charging stability.
[0009]
The small particle size inorganic fine particles contained in the developer of the present invention are inorganic fine particles having an average primary particle size of 1 to 70 nm, preferably 5 to 60 nm. Uniform desired toner fluidity can be obtained by containing the fine particles and uniformly coating the toner particles. If the average primary particle size is less than 1 nm, the toner charging stability due to long-term use and the toner charging stability against environmental changes are insufficient, and if it exceeds 70 nm, the dispersibility of the inorganic fine particles in the toner particles is significantly reduced. In addition, the fluidity and chargeability of the toner are not uniform, and a good copy image cannot be obtained.
[0010]
As materials used for the small particle size inorganic fine particles, various materials conventionally used as fluidizing agents can be used, for example, silica, alumina, titania (titanium dioxide), tin oxide, magnesium oxide. Zinc oxide or the like can be used alone or in admixture of two or more. Preferred small particle size inorganic fine particles are silica and titania).
[0011]
Further, the inorganic fine particles having a small particle diameter are contained in an amount of 0.3 to 3.0% by weight, preferably 0.5 to 2.5% by weight, more preferably 1.0 to 2.5% by weight based on the toner particles. It is desirable. If the amount is less than 0.3% by weight, desired fluidity cannot be imparted, durability is deteriorated, and white stripes and image unevenness are likely to occur in a copied image. On the other hand, if it exceeds 3.0% by weight, the inside of the machine is contaminated, the toner with poor charging is increased, fogging occurs in the copied image, and the cost is disadvantageous.
[0012]
In the present invention, the small particle size inorganic fine particles are preferably surface-treated with a hydrophobizing agent. This is to suppress changes in the toner charge amount due to the environmental stability of the toner, particularly the influence of humidity. The degree of hydrophobicity is 30 to 80%, preferably 40 to 80%. This is because when the degree of hydrophobicity is lower than 30%, the environmental resistance is liable to deteriorate, and when it exceeds 80%, it is difficult to obtain stably in production.
[0013]
As the hydrophobizing agent, conventionally used hydrophobizing agents such as silane coupling agents, titanate coupling agents, silicone oils, silicone varnishes and the like can be used, preferably silane coupling agents, silicone type Oil, more preferably a silane coupling agent is used. Examples of the silane coupling agent include trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, n-octadecyltri Methoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxy Runs can be used.
[0014]
As the silicone oil, for example, dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane and the like can be used.
The hydrophobizing agent may be used in an amount used to achieve the above degree of hydrophobization, and may be treated by a conventional method.
[0015]
In the present invention, the inorganic fine particles may be further surface treated with a fluorine-based silane coupling agent or fluorine-based silicon oil. This is because the toner is negatively charged and is effective in improving the negatively charged property of the toner and preventing image fogging. Normally, the chargeability of the toner is controlled by incorporating a charge control agent in the toner particles. However, in the one-component development system according to the present invention, the developer carrier and the developer regulating member Since the toner is charged by frictional charging when the toner passes through the gap between the press contact portions, the chargeability of the toner particle surface is important for the chargeability of the toner. For this reason, when chargeability control is performed, it is more effective to adjust the chargeability of the external additive of the toner than to adjust the content of the charge control agent.
[0016]
As the fluorine-based silane coupling agent, for example, those shown below can be used alone or in combination, but are not limited thereto.
・ CFThree(CH2)2SiClThree
・ CFThree(CF2)FiveSiClThree
・ CFThree(CF2)Five(CH2)2SiClThree
・ CFThree(CF2)7(CH2)2SiClThree
・ CFThree(CF2)7CH2CH2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CF2)7(CH2)2Si (CHThree) Cl2
・ CFThree(CH2)2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CH2)2Si (CHThree) (OCHThree)2
・ CFThree(CF2)Three(CH2)2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CF2)Five(CH2)2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CF2)6CONH (CH2)2Si (OC2HFive)Three
・ CFThree(CF2)6COO (CH2)2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CF2)7(CH2)2Si (OCHThree)Three
・ CFThree(CF2)7(CH2)2Si (CHThree) (OCHThree)2
・ CFThree(CF2)7NH (CH2)ThreeSi (OC2HFive)Three
・ CFThree(CF2)8(CH2)2Si (OCHThree)Three
[0017]
The fluorine-based silane coupling agent is used in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the inorganic fine particles.
[0018]
In order to surface-treat inorganic fine particles using the surface treatment agent (fluorine coupling agent or fluorine-based silicone oil, hydrophobizing agent), for example, the surface treatment agent is diluted with a solvent, and the diluent is added to the inorganic fine particles. After the mixture is heated and dried, the dry method of crushing, the inorganic fine particles are dispersed in an aqueous system to form a slurry, and the surface treatment agent is added and mixed, and this is heated and dried. It can be carried out by a wet method of crushing. In particular, from the viewpoint of uniformity of the surface treatment of the hydrophobizing agent with respect to the inorganic fine particles and the prevention of aggregation of the inorganic fine particles, the hydrophobization treatment is performed in an aqueous system, and then a dry method is used with a fluorinated coupling agent or a fluorinated silicone oil. A surface treatment is preferred.
[0019]
In the present invention, a mixture of two or more kinds of inorganic fine particles having different average primary particle sizes within the above range may be used as the small particle size inorganic fine particles. Hereinafter, a case where the inorganic fine particles having the smaller particle diameter are used as the first inorganic fine particles, the inorganic fine particles having the larger particle diameter are used as the second inorganic fine particles, and these two kinds of inorganic fine particles are used as the above-mentioned small particle inorganic particles are described.
[0020]
In the present invention, when a mixture of the first inorganic fine particles and the second inorganic fine particles is used as the small particle inorganic fine particles, it is preferable that any one of the inorganic fine particles is made of silica, and more preferably, the other inorganic fine particle is titania. It is made up of. Thus, by using two types of inorganic fine particles of silica and titania, the environmental resistance and the chargeability are improved, and these effects become remarkable particularly when a full-color developer is prepared.
[0021]
The first inorganic fine particles desirably have an average primary particle size of 1 to 40 nm, preferably 5 to 35 nm, and more preferably 5 to 30 nm. By containing inorganic fine particles having such a particle diameter, desired toner fluidity can be obtained more easily. If the average primary particle size is less than 1 nm, the toner charging stability due to long-term use and the toner charging stability against environmental changes are insufficient, and if it exceeds 40 nm, the effect of improving fluidity becomes difficult to obtain.
[0022]
The second inorganic fine particles preferably have an average primary particle size of 40 to 70 nm, preferably 40 to 60 nm, and 10 nm or more larger than the average primary particle size of the first inorganic fine particles. The decrease in toner fluidity due to repeated copying, which has been a problem in the past, is considered to be caused by the fact that inorganic fine particles having a small particle size such as the first inorganic fine particles are embedded in the toner particles. By containing, the embedding can be relaxed and desired fluidity can be ensured. If the average primary particle size is less than 40 nm, the embedding mitigation effect of the first inorganic fine particles in the toner particles tends to be remarkably reduced, and if it exceeds 70 nm, the dispersibility of the inorganic fine particles in the toner particles is remarkably reduced. Property and chargeability become non-uniform, and a good copy image cannot be obtained.
[0023]
The content of the first inorganic fine particles and the second inorganic fine particles is set so that the total content thereof becomes the content of the above-mentioned small particle size inorganic fine particles. 0.1 to 2.0% by weight, preferably 0.3 to 1.5% by weight, and the second inorganic fine particles are 0.1 to 2.5% by weight, preferably 0.3 to 2%, based on the toner particles. It is desirable that it is contained at a ratio of 0.0% by weight. If the content of the first inorganic fine particles is less than 0.1% by weight, the desired fluidity is difficult to be imparted, and white streaks are likely to occur in the copy image. Defective toner increases and fog is likely to occur in the copied image, and also disadvantageous in terms of cost. If the content of the second inorganic fine particles is less than 0.1% by weight, the embedding mitigation effect of the first inorganic fine particles becomes difficult to obtain. If the content is more than 2.5% by weight, in-machine contamination occurs or toner with poor charge increases. As a result, the copied image is likely to be fogged, and the cost is also disadvantageous.
[0024]
The strontium titanate fine particles contained in the developer of the present invention have an average primary particle size of 100 to 500 nm, preferably 150 to 400 nm. By including the fine particles, toner component fixation at the restriction portion (contact portion between the developer restriction member and the developer carrier) is removed by the polishing action of the fine particles (hereinafter referred to as a refresh effect). The toner chargeability and non-uniformity of the formed toner thin layer due to the accumulation of toner particles and the like on the developer carrier, which has been a problem in the past, can be avoided, and a good copy image can be provided. Further, since the fine particles are weakly positively charged, the fine particles are effectively attached to negatively charged toner particles, and particularly have a great effect on toner charging stability. Further, the external addition of the fine particles allows the photoreceptor to be appropriately polished, and an effect as a cleaning improver can be expected.
[0025]
In addition, since the strontium titanate fine particles have a relatively large particle size, the probability of contact between toner particles is reduced, and external stresses such as regulation by the developer regulating member during development and agitation in the developing device diffuse. Therefore, the toner particle surface is not easily affected by external stress. Furthermore, the strontium titanate fine particles have a function of enhancing the embedding relaxation function of the small particle size inorganic fine particles.
[0026]
If the average primary particle size is less than 100 nm, the refreshing effect of the developer regulating member cannot be expected, and fogging due to an increase in the reverse charge component tends to occur with respect to chargeability. Further, the contact probability between the toner particles is increased, and external stress directly affects the surface of the toner particles, so that the above function cannot be exhibited. On the other hand, if it exceeds 500 nm, it becomes difficult to adhere to the toner particles, and most of the strontium titanate fine particles are detached and clogged with the developer regulating member, which causes problems such as poor charging, thin layer formation failure and in-machine contamination.
[0027]
In the present invention, the strontium titanate fine particles may be surface-treated with the above hydrophobizing agent in the same manner as the small particle size inorganic fine particles from the viewpoint of aggregation and dispersibility.
[0028]
The content of the strontium titanate fine particles is desirably 0.3 to 3.0% by weight, preferably 0.4 to 2.0% by weight, based on the toner particles. If the amount is less than 0.3% by weight, the effect of refreshing the developer carrier cannot be obtained, and the function of embedding the inorganic fine particles in the toner particles cannot be exhibited, resulting in a problem in fluidity. On the other hand, when the amount is more than 3.0% by weight, problems such as charging failure, thin layer formation failure and in-machine contamination occur due to clogging of the developer regulating member by the strontium titanate fine particles detached from the toner particles.
[0029]
The above small particle size inorganic fine particles and strontium titanate fine particles are externally added to negatively charged toner particles obtained by a known method. The negatively charged toner particles used in the present invention contain at least a binder resin and a colorant.
[0030]
As the binder resin used in the present invention, a resin capable of making the obtained toner particles negatively charged is used. In this case, a resin that can be controlled to be negatively charged by internally adding a charge control agent described later may be used. In order to improve the dispersibility of the colorant in the binder resin, 1.0 to 30.0 KOH mg / g, preferably 1.0 to 25.0 KOH mg / g, more preferably 2.0 to 20.0 KOH mg. It is desirable to use a resin having an acid value of / g. This is because when the acid value is less than 1.0 KOH mg / g, the effect of improving dispersibility is small, and when it is greater than 30.0 KOH mg / g, the change in charge amount due to environmental fluctuations becomes large.
[0031]
If it is such binder resin, the kind of resin will not be limited, for example, styrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic resin, polyamide resin, polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, and other known ones These resins can be used alone or in combination, and a preferred one can be appropriately selected and used depending on the application. For example, when preparing a negatively charged toner without using a charge control agent, a polyester resin is used. When preparing a negatively charged toner using a negative charge control agent, a polyester resin or styrene-acrylic is used. It is preferable to use a polyester-based resin, a polyester-based resin when preparing a full-color toner, and a polyester-based resin and a styrene-acrylic resin when preparing a black toner.
[0032]
In the present invention, a preferred polyester resin uses a bisphenol A alkylene oxide adduct as a main component as an alcohol component, and a polycondensation reaction using a phthalic dicarboxylic acid or a phthalic dicarboxylic acid and an aliphatic dicarboxylic acid as an acid component. It was synthesized by.
[0033]
As the bisphenol A alkylene oxide adduct, bisphenol A propylene oxide adduct and bisphenol A ethylene oxide adduct are suitable, and it is preferable to use a mixture of these.
[0034]
Moreover, you may use the following diol and polyhydric alcohol a little with a bisphenol A alkylene oxide adduct as an alcohol component. Examples of such alcohol components include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, diols such as neopentyl glycol, sorbitol, 1 , 2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2- Examples include methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene and the like.
[0035]
As the phthalic acid-based dicarboxylic acids, phthalic acid-based dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid, their acid anhydrides or their lower alkyl esters can be used.
[0036]
Examples of aliphatic dicarboxylic acids that can be used with phthalic acid-based dicarboxylic acids include fumaric acid, maleic acid, succinic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as alkyl having 4 to 18 carbon atoms or alkenyl succinic acid, acid anhydrides thereof, or the like. Examples thereof include lower alkyl esters.
[0037]
Further, a small amount of polyvalent carboxylic acid such as trimellitic acid may be used as long as the translucency of the toner is not impaired in order to adjust the acid value of the resin. Examples of such a polyvalent carboxylic acid component include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4 -Cyclohexanetricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, their anhydrides, lower alkyl esters and the like.
[0038]
When the negatively charged toner particles of the present invention are used as a full-color toner, a binder resin preferable for the glass transition point is 55 to 75 ° C, preferably 58 to 70 ° C, and the softening point is 95 to 120 ° C, preferably 100 to 118. ° C, the number average molecular weight is 2500 to 6000, preferably 3000 to 5500, and the weight average molecular weight / number average molecular weight is 2 to 8, preferably 3 to 7. When the glass transition point is lowered, the heat resistance of the toner is lowered, and when it is raised, the translucency and the color mixing property are lowered. When the softening point is lowered, high temperature offset is likely to occur at the time of fixing, and when it is increased, the fixing strength is lowered. When the number average molecular weight is small, the toner is easily peeled off when the image is folded, and when the number average molecular weight is large, the fixing strength is lowered. Further, when the weight average molecular weight / number average molecular weight is small, high temperature offset is likely to occur, and when it is large, the translucency is lowered.
[0039]
As the colorant, various known colorants such as cyan, magenta, yellow, and black can be used, and the same amount as before can be applied. Usually, the colorant is added in an amount of about 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0040]
In addition to the colorant, desired additives such as a charge control agent and an offset preventive agent may be added to the negatively charged toner particles of the present invention.
[0041]
As the charge control agent, a zinc salicylate complex or the like and other known negative charge control agents can be used, and the type may be selected according to the purpose of use. For full-color copying, it is preferable to use a colorless, white or light yellow charge control agent. There is no particular limitation for black copying. The amount of the charge control agent used may be appropriately set according to the purpose of use, but is usually 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Used in the range of
[0042]
Further, it is not particularly limited as an offset preventing agent, for example, polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polypropylene wax, carnauba wax, sazol wax, rice wax, candelilla wax, jojoba oil wax, Beeswax wax can be used. This not only improves the anti-offset property, but also can reduce the problem of toner sticking to the developer regulating member, developer carrier, etc. in the non-magnetic one-component developing device. In particular, it is preferable to use a wax having an acid value of 0.5 to 30 KOH mg / g from the viewpoint of dispersibility with respect to the binder resin having the acid value. The amount of such wax added is 0.5 to 5 parts by weight, preferably 1 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. This is because if the amount added is less than 0.5 parts by weight, the effect of the addition is insufficient, and if it exceeds 5 parts by weight, the translucency and color reproducibility are lowered.
[0043]
The toner particles according to the present invention use the above-mentioned binder resin, colorant and other desired additives, kneading / pulverization method, suspension polymerization method, emulsion polymerization method, emulsion dispersion granulation method, encapsulation method, etc. It can manufacture by the well-known method of these. Among these production methods, production by a kneading and pulverization method is preferable from the viewpoint of production cost and production stability.
[0044]
The kneading and pulverization method includes a step of mixing resin components such as a resin and a colorant with a mixer such as a Henschel mixer, a step of melting and kneading the mixture, a step of coarsely pulverizing the kneaded product, and the coarsely pulverized particles. The toner particles are produced by a step of finely pulverizing the toner and a step of classifying the obtained finely pulverized particles. The toner particles of the present invention preferably have a volume average particle size of 4 to 10 μm, preferably 6 to 9 μm, from the viewpoint of high-definition image reproducibility. The volume average particle diameter of the toner particles is a value measured using a Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Counter) with an aperture diameter of 100 μm.
[0045]
The obtained toner particles are mixed with the above-mentioned small particle size inorganic fine particles and strontium titanate fine particles using a mixer such as a Henschel mixer to prepare as a non-magnetic one-component developer.
[0046]
The non-magnetic one-component developer of the present invention thus obtained can be used as a developer for full color or black by appropriately selecting a colorant, a binder resin, a charge control agent, a wax and the like. Although it is possible, it is effective to use it as a full-color developer in the present invention. For this reason, the developer of the present invention can be used in any developing device as long as it is a developing device adopting a one-component developing system, but it is particularly preferable to use it in a full-color image forming apparatus. Hereinafter, an example of a full-color image forming apparatus will be described with reference to FIG.
[0047]
In FIG. 1, the full-color laser beam printer generally has a photoconductor drum 10 that is rotationally driven in the direction of arrow a, a laser scanning optical system 20, a full-color developing device 30, and an endless shape that is rotationally driven in the direction of arrow b. The intermediate transfer belt 40 and a paper feed unit 60 are included. Around the photosensitive drum 10, a cleaner 12 is further provided with a charging brush 11 for charging the surface of the photosensitive drum 10 to a predetermined potential, and a cleaner blade 12a for removing toner remaining on the photosensitive drum 10. is set up.
[0048]
The laser scanning optical system 20 is a well-known one incorporating a laser diode, a polygon mirror, and an fθ optical element, and its control unit prints for each of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and Bk (black). Data is transferred from the host computer. The laser scanning optical system 20 sequentially outputs print data for each color as a laser beam, and scans and exposes the photosensitive drum 10. Thereby, an electrostatic latent image for each color is sequentially formed on the photosensitive drum 10.
[0049]
The full-color developing device 30 is an integrated unit of four color developing devices 31C, 31M, 31Y, and 31Bk that contain a one-component developer made of non-magnetic toners of C, M, Y, and Bk. Can be rotated in the clockwise direction. Each developing device includes a developing sleeve (developer carrier) 32 and a toner regulating blade (developer regulating member) 34. The toner conveyed by the rotation of the developing sleeve 32 is charged by passing through a pressure contact portion (regulating portion) between the blade 34 and the developing sleeve 32.
[0050]
The intermediate transfer belt 40 is stretched endlessly by the support rollers 41 and 42 and the tension rollers 43 and 44 and is driven to rotate in the direction of arrow b in synchronization with the photosensitive drum 10. A projection (not shown) is provided on a side portion of the intermediate transfer belt 40, and the microswitch 45 detects the projection to control image forming processes such as exposure, development, and transfer. The intermediate transfer belt 40 is pressed by a rotatable primary transfer roller 46 and is in contact with the photosensitive drum 10. This contact portion is the primary transfer portion T.1It is. The intermediate transfer belt 40 is in contact with a rotatable secondary transfer roller 47 at a portion supported by the support roller 42. This contact portion is the secondary transfer portion T.2It is.
[0051]
Further, a cleaner 50 is installed in the space between the developing device 30 and the intermediate transfer belt 40. The cleaner 50 has a blade 51 for removing residual toner on the intermediate transfer belt 40. The blade 51 and the secondary transfer roller 47 can be brought into contact with and separated from the intermediate transfer belt 40.
[0052]
The paper feed unit 60 includes a paper feed tray 61 that can be opened to the front side of the image forming apparatus main body 1, a paper feed roller 62, and a timing roller 63. The recording sheet S is stacked on the paper feed tray 61, fed one sheet at a time to the right in the figure by the rotation of the paper feed roller 62, and synchronized with the image formed on the intermediate transfer belt 40 by the timing roller 63. To the secondary transfer section. The recording sheet horizontal conveyance path 65 includes an air suction belt 66 including the paper feeding unit, and a vertical conveyance path 71 including conveyance rollers 72, 73, and 74 is provided from the fixing device 70. The recording sheet S is discharged from the vertical conveyance path 71 to the upper surface of the image forming apparatus main body 1.
[0053]
Here, the printing operation of the full-color printer will be described.
When the printing operation is started, the photosensitive drum 10 and the intermediate transfer belt 40 are rotationally driven at the same peripheral speed, and the photosensitive drum 10 is charged to a predetermined potential by the charging brush 11.
[0054]
Subsequently, a cyan image is exposed by the laser scanning optical system 20, and an electrostatic latent image of the cyan image is formed on the photosensitive drum 10. The electrostatic latent image is immediately developed by the developing device 31C, and the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 40 at the primary transfer portion. Immediately after the completion of the primary transfer, the developing device 31M is switched to the developing portion D, and then magenta image exposure, development, and primary transfer are performed. Further, switching to the developing device 31Y, yellow image exposure, development, and primary transfer are performed. Further, switching to the developing device 31Bk, black image exposure, development, and primary transfer are performed, and the toner image is superimposed on the intermediate transfer belt 40 for each primary transfer.
[0055]
When the final primary transfer is completed, the recording sheet S is sent to the secondary transfer portion, and the full-color toner image formed on the intermediate transfer belt 40 is transferred onto the recording sheet S. When the secondary transfer is completed, the recording sheet S is conveyed to the belt-type contact heating and fixing device 70, and the full-color toner image is fixed on the recording sheet S and discharged onto the upper surface of the printer main body 1.
The invention is further illustrated by the following examples.
[0056]
【Example】
In this example, the production method of the polyester resins A to C used is shown below.
(Manufacture of polyester resin A (for color toner))
To a glass four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, flow-down condenser and nitrogen inlet tube, polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene ( 2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and terephthalic acid were charged in a molar ratio of 5: 5: 7.5. Further, after adding a polymerization initiator (dibutyltin oxide), these are reacted in a mantle heater with stirring at 220 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a number average molecular weight (Mn) of 4800, a weight average molecular weight / number average molecular weight. 5. A polyester resin A having a softening point of 108 ° C., a glass transition point of 66 ° C., and an acid value (AV) of 4.2 KOH mg / g was obtained.
[0057]
(Manufacture of polyester resin B (for black toner))
To a glass four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, flow-down condenser and nitrogen inlet tube, 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 were charged at a weight ratio of 82: 77: 16: 32: 30. Furthermore, after adding a polymerization initiator (dibutyltin oxide), these were reacted in a mantle heater with stirring at 220 ° C. in a nitrogen atmosphere, a softening point of 110 ° C., a glass transition point of 60 ° C., an acid value of 17.5 KOHmg / g of polyester resin B was obtained.
[0058]
(Manufacture of polyester resin C (for black toner))
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, polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxy was added to a glass four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a downflow condenser and a nitrogen inlet tube. Ethylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, isododecenyl succinic anhydride, terephthalic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid anhydride and acrylic acid in a weight ratio of 42:11:11 The mixture was adjusted to 1: 1: 8: 1 and charged together with a polymerization initiator (dibutyltin oxide). While stirring these at 135 ° C. in a mantle heater in a mantle heater, styrene and the like were added dropwise from a dropping funnel, and the temperature was raised and reacted at 230 ° C., and the softening point was 150 ° C., the glass transition point was 62 ° C. 24.5 KOHmg / g of polyester resin C was obtained.
[0059]
In addition, molecular weight calculated | required molecular weight by polystyrene conversion using gel permeation chromatography (807-IT type; JASCO Corporation make), using tetrahydrofuran as a carrier solvent.
[0060]
For the softening point, a flow tester (CFT-500; manufactured by Shimadzu Corporation) was used, a 1.0 mm × 1.0 mm die was used for 1.0 g of the sample, and the temperature increase rate was 3.0 ° C./min. The measurement was performed under a load of 30 kg, and the temperature at which the sample flowed out by half was defined as the softening point.
[0061]
The glass transition point was measured for 10 mg of a sample weighed using a differential scanning calorimeter (DSC-200; manufactured by Seiko Denshi Co., Ltd.), using alumina as a reference, The glass transition point was used.
[0062]
The acid value was expressed in mg of potassium hydroxide required to dissolve a weighed sample in an appropriate solvent and neutralize the acidic group using an indicator such as phenolphthalein.
[0063]
In the examples, the following inorganic fine particles were used as the inorganic fine particles.
Inorganic fine particles A (hydrophobic silica, hydrophobicity 55%, average primary particle size 7 nm, TS500; manufactured by Cabogil)
Inorganic fine particle B (hydrophobic silica, hydrophobicity 48%, average primary particle size 15 nm, R974; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
Inorganic fine particles C (hydrophobic silica, hydrophobicity 55%, average primary particle size 50 nm, R809; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.)
[0064]
Inorganic fine particles D (hydrophobic titanium dioxide, hydrophobized degree 55%, rutile titanium dioxide (MT-150W; manufactured by Teica) having an average primary particle size of 15 nm is surface-treated with n-hexyltrimethoxysilane)
Inorganic fine particles E (hydrophobic titanium dioxide, anatase-type titanium dioxide having a hydrophobization degree of 60% and an average primary particle size of 20 nm and surface-treated with n-hexyltrimethoxysilane)
Inorganic fine particles F (hydrophobic titanium dioxide, hydrophobized degree 57%, anatase type titanium dioxide having an average primary particle size of 50 nm and surface-treated with n-hexyltrimethoxysilane)
Inorganic fine particles G (hydrophobic titanium dioxide, hydrophobization degree 50%, inorganic fine particles F are further added with a fluorinated silane coupling agent (CFThree(CH2)2Si (OCHThree)ThreeSurface-treated with
[0065]
Inorganic fine particles a (strontium titanate, average primary particle size 250 nm)
Inorganic fine particles b (strontium titanate, average primary particle size 1000 nm)
Inorganic fine particles c (hydrophobic titanium dioxide, hydrophobized degree 49%, rutile type titanium dioxide having an average primary particle size of 250 nm (KR-380; manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) surface-treated with silicon oil)
[0066]
The degree of hydrophobicity was obtained by adding 50 ml of pure water to a 200 ml beaker, adding 0.2 g sample, adding methanol dehydrated with anhydrous sodium sulfate from the burette while stirring the beaker, and almost the sample was seen on the liquid surface. From the point of disappearance, the following formula:
Hydrophobicity = [methanol used / (50 + methanol used)] × 100
Calculated by
[0067]
Moreover, the manufacturing method of the melt blend polypropylene wax used as a wax in a present Example is shown below.
(Manufacture of melt blended polypropylene wax)
A non-oxidized polypropylene wax having an acid value of 0 KOH mg / g (Biscol 550P; manufactured by Sanyo Chemical Industries) and an oxidized polypropylene wax having an acid value of 52 KOH mg / g (Yumex 1010; manufactured by Sanyo Chemical Industries) were mixed at a weight ratio of 92: 8. After melt-kneading, the mixture was cooled and pulverized to obtain a melt blended polypropylene wax having an acid value of 4.0 KOH mg / g, a melt viscosity of 205 cps at 160 ° C., and a softening point of 150 ° C.
[0068]
Example 1
Polyester resin A and cyan pigment (CI Pigment Blue 15-3) were charged into a pressure kneader at a weight ratio of 7: 3 and kneaded. The obtained kneaded product was cooled and then pulverized by a feather mill to obtain a pigment master batch.
[0069]
93 parts by weight of polyester resin A, 10 parts by weight of the above-mentioned pigment master batch, 2 parts by weight of polypropylene wax (Biscol TS200; manufactured by Sanyo Chemical Industries; acid value 3.5 KOHmg / g) and zinc salicylate complex (E84; manufactured by Orient Chemical Industries) ) 1.5 parts by weight were sufficiently mixed with a ball mill, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extrusion kneader (PCM-30; manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.), cooled, and then coarsely pulverized with a feather mill. The coarsely pulverized product was finely pulverized by a jet mill and classified into fine powders to obtain toner particles having a volume average particle size of 8.0 μm.
[0070]
To 100 parts by weight of the obtained toner particles, 0.5 part by weight of inorganic fine particles A, 1.0 part by weight of inorganic fine particles F and 1.0 part by weight of inorganic fine particles a were added and mixed by a ball mill to obtain a developer.
[0071]
  Examples 2-7 and Comparative Examples 1-6
  A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the inorganic fine particles shown in Table 1 or 2 were used in the indicated addition amount.
[0072]
  Example 8
  A developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that toner particles having a volume average particle diameter of 6.1 μm were prepared and used.
[0073]
  Example 9
  Polyester resin B 40 parts by weight, polyester resin C 60 parts by weight, polyethylene wax (800P; manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd .; melt viscosity at 160 ° C. 5400 cps; softening point 140 ° C.), melt blended polypropylene wax 3 parts by weight, 8 parts by weight of acidic carbon black (Mogal L; manufactured by Cabot; pH 2.5; average primary particle size: 24 nm) and 2.5 parts by weight of zinc salicylate complex (E84; manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) were sufficiently mixed with a Henschel mixer. The mixture was melt-kneaded with a twin-screw extrusion kneader (PCM-30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.), cooled, and then coarsely pulverized with a hammer mill. The coarsely pulverized product was finely pulverized with a jet pulverizer and classified into fine powders to obtain toner particles having a volume average particle size of 8.2 μm.
[0074]
To 100 parts by weight of the obtained toner particles, 0.5 parts by weight of inorganic fine particles A, 0.5 parts by weight of inorganic fine particles G and 1.0 parts by weight of inorganic fine particles a were added and mixed by a ball mill to obtain a developer.
[0075]
  Example 10
  Examples other than using the inorganic fine particles shown in Table 1 in the indicated addition amount9In the same manner as above, a developer was obtained.
[0076]
Evaluation
The developer thus obtained is mounted on a modified electrophotographic printer (SP1000; manufactured by Minolta Co.) equipped with a non-magnetic one-component developing device in which the pressure contact force of the regulating blade is variably modified. At a temperature of 45%, a character pattern having a B / W ratio of 5% was set to be drawn, and “white stripes” and “charge amount” described in detail below were evaluated. These evaluations were made on the initial (after 10 copies) and the copied images after 3000 copies.
[0077]
(White stripe)
Copy an A4 halftone image, observe the occurrence of white streaks on the copied image, and observe the occurrence of streaks on the thin layer of toner formed on the developing sleeve, according to the following ranking: evaluated.
○: No streaks occurred in the toner thin layer formed on the sleeve, and no white streaks occurred on the image;
Δ: Although slight unevenness was generated in the toner thin layer, no white streak was generated on the image, and there was no problem in practical use;
X: Straight stripes occurred in the toner thin layer, and white stripes occurred on the image.
[0078]
(Charge amount)
As described above, after evaluating white stripes at the initial stage (after copying 10 sheets) and after copying 3000 sheets, one sheet is passed in white development (white paper mode), and the charge amount by the toner suction method on the sleeve Measurements were made. The charge amount stability is excellent when the absolute value of the charge amount difference between the initial stage and after copying 3000 sheets is 5 μC / g or less.
[0079]
The above evaluation results are shown in Table 1 and Table 2 below together with the processing conditions in the above Examples and Comparative Examples.
[0080]
[Table 1]
Figure 0004071338
[0081]
[Table 2]
Figure 0004071338
[0082]
From these results, it has been clarified that the developer of the present invention does not generate white streaks in the copied image and has excellent chargeability. It can be seen that the developer of the present invention is excellent in durability and fluidity.
In Comparative Example 1, streaks began to appear in the toner thin layer from about 1500 sheets, and the toner became so severe that the toner spilled at the time of 2000 sheets. Therefore, measurement of the toner charge amount after copying 3000 sheets was stopped. In Comparative Example 2, a decrease in charge amount was recognized after copying 3000 sheets, and no sleeve refresh effect was observed. In addition, a lump of white powder adhered to the regulation blade corresponding to the portion where the streak occurred. In Comparative Example 3, since the toner thin layer was not formed on the sleeve from the beginning, only the white streak evaluation of the initial copy image was performed, and the subsequent copying was stopped. In Comparative Example 4, there were no problems such as white streaks, but the fluidity of the toner was too high, so the toner was slipped off at the restricting portion, and the rising of the charge of the toner was poor, and the initial charge amount was low. Greatly increased the charge amount. In Comparative Examples 5 and 6, there was a large change in charge amount at the initial stage and after copying 3000 sheets, and no sleeve refresh effect was observed.
[0083]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a non-magnetic one-component developer excellent in fluidity, chargeability and durability, in which white lines are not generated in a copied image even by repeated copying.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a full-color image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
10: photosensitive drum, 11: charging brush, 12: cleaner, 20: laser scanning optical system, 30: full-color developing device, 32: developer carrier (sleeve), 33: support shaft, 34: developer regulating member ( Blade), 40: intermediate transfer belt, 41: support roller, 42: support roller, 43: tension roller, 44: tension roller, 46: primary transfer roller, 47: secondary transfer roller, 60: paper feeding unit, 61 : Paper feed tray, 62: paper feed roller, 63: timing roller, 66: air suction belt, 70: fixing device, 71: vertical transport path.

Claims (3)

少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有する負荷電性トナー粒子、平均一次粒径1〜70nmの小粒径無機微粒子、および平均一次粒径100nm〜500nmのチタン酸ストロンチウム微粒子を含有してなる非磁性一成分現像剤であって、小粒径無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3.0重量%であり、チタン酸ストロンチウム微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.3〜3.0重量%であり、該小粒径無機微粒子がシリカおよびチタニアの2種類から構成され、シリカあるいはチタニアいずれか一方の小粒径微粒子(「第1無機微粒子」という)の平均一次粒径が1〜40nm、他方の小粒径微粒子(「第2無機微粒子」という)の平均一次粒径が40〜70nmであり(平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(JSM−840A;日本電子社製)により試料を観察し、微粒子の長径の平均である)、上記小粒径無機微粒子の含有量範囲内で、第1無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜2.0重量%、第2無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.1〜2.5重量%であることを特徴とする非磁性一成分現像剤。Non-magnetic one comprising negatively charged toner particles containing at least a binder resin and a colorant, small-sized inorganic fine particles having an average primary particle size of 1 to 70 nm, and strontium titanate fine particles having an average primary particle size of 100 to 500 nm. A component developer, the content of small particle size inorganic fine particles is 0.3 to 3.0% by weight with respect to the toner particles, and the content of strontium titanate fine particles is 0.3 to 3.0% with respect to the toner particles. 3.0% by weight, the small particle size inorganic fine particles are composed of two types of silica and titania, and the average primary particle size of the small particle size fine particles (referred to as “first inorganic fine particles”) of either silica or titania. but from 1 to 40 nm, an average primary particle size of the other small diameter particles (referred to as "second inorganic fine particles") and is 40 to 70 nm (average primary particle diameter, a scanning electron microscope (J M-840A; sample was observed by Nippon Denshi), which is the average of the major axis of the particles), within the range of content of the small-diameter inorganic fine particles, the content of the first inorganic fine particles to the toner particles A non-magnetic one-component developer, wherein the content of the second inorganic fine particles is 0.1 to 2.0% by weight and the content of the second inorganic fine particles is 0.1 to 2.5% by weight based on the toner particles. 前記小粒径無機微粒子の含有量がトナー粒子に対して0.5〜2.5重量%であることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分現像剤。  2. The nonmagnetic one-component developer according to claim 1, wherein the content of the small particle size inorganic fine particles is 0.5 to 2.5% by weight based on the toner particles. 前記小粒径無機微粒子の平均一次粒径が5〜60nmであることを特徴とする請求項1記載の非磁性一成分現像剤。  2. The nonmagnetic one-component developer according to claim 1, wherein the average primary particle size of the small particle size inorganic fine particles is 5 to 60 nm.
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