JP4142681B2 - Image forming method, image forming apparatus, and toner used in the same - Google Patents
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Description
本発明は、乾式二成分現像剤を用いる複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成方法及び画像形成装置並びにこれらに適用されるトナーに関するものであり、特に、球形トナー並びにこの球形トナーを用いた際に異常画像と画質劣化を回避することができる画像形成方法及び画像形成装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming method and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using a dry two-component developer, and a toner applied to these, in particular, a spherical toner and the spherical toner. The present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus capable of avoiding abnormal images and image quality degradation when using the image forming apparatus.
近年の乾式二成分現像剤又は一成分現像剤を用いる複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置では、多色画像を得る場合、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの一連の工程を繰り返し、各色毎に順次色画像を重ねていく方法が周知である。しかし、例えば像担持体上又は被転写体上に多色画像を形成する場合は、多量のトナーを担持させることが可能だが、その反面、装置の外形が非常に大型化するという問題が生じていた。
そこで、上記問題の対策として、フレキシブルなベルト状転写体を用いることにより装置の小型化が計られ、既に多くの多色画像形成装置が上市されている。しかしながら、当該多色画像の画質をさらに向上し、より高い階調性や解像度を保有させたいとの要求があり、例えば解像度は1200dpi以上の高解像のものが検討されている。
In recent electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, and the like using a dry two-component developer or a one-component developer, a series of charging, exposure, development, transfer, and cleaning is performed when obtaining a multicolor image. A method of repeating the process and sequentially superimposing color images for each color is well known. However, for example, when a multicolor image is formed on an image carrier or a transfer target, a large amount of toner can be carried, but on the other hand, there is a problem that the outer shape of the apparatus becomes very large. It was.
Therefore, as a countermeasure for the above-mentioned problem, the size of the apparatus has been reduced by using a flexible belt-shaped transfer member, and many multicolor image forming apparatuses have already been put on the market. However, there is a demand for further improving the image quality of the multicolor image and maintaining higher gradation and resolution. For example, a high resolution image having a resolution of 1200 dpi or higher is being studied.
そこで、高解像度を実現するために、従来以上に高精細の多色画像形成方式が望まれている。潜像を可視化するトナー及び現像剤に対しても、高精細画像を形成するためにさらなる球形化、小粒径化が検討され実現化されつつある。
例えば、特定の粒径分布を有する球形トナーが提案され(例えば、特許文献1、2、3、4参照)、また、各種重合法を用いたトナーが提案されている(特許文献5、6、7、8参照)。前記トナーとしては、懸濁重合法や分散重合法などによる重合トナーや、熱気流、流動造粒法による球形処理を施したトナーが用いられつつあり、流動性に優れ、画像形成能力にも優れたトナーとして注目されている。
Therefore, in order to realize high resolution, a higher-definition multicolor image forming method than before is desired. For toners and developers that visualize latent images, further spheroidization and smaller particle diameters are being studied and realized in order to form high-definition images.
For example, spherical toners having a specific particle size distribution have been proposed (see, for example,
球形トナーは不定形のトナーに比べて転写効率が良好であり、転写効率をさらに向上させて像担持体上の転写残トナー量を低減すればクリーニング不良の発生が抑制されるので、画像不良を抑制するには転写効率を向上させる対策が有効である。また、転写効率が向上すると、クリーニングによって回収されたトナーの廃棄量が低減するので、転写効率の向上は環境面に対しても有効である。さらに、リサイクル機構を設けてクリーニングによって回収されたトナーを再利用する画像形成装置や、クリーニング手段を設けずに像担持体を帯電する工程や像担持体上にトナーを現像する工程で転写残トナーを回収するクリーナレス方式の画像形成装置においても、様々なストレスによって回収されたトナーの特性が通常のトナーに対して変化している場合が多いので、回収されたトナーによる画像不良が発生しやすく、回収するトナー量が少ないほど画像不良の発生を抑制することができるので、さらなる転写効率の向上が求められている。 Spherical toner has better transfer efficiency than irregular toner, and if the transfer efficiency is further improved to reduce the amount of residual toner on the image carrier, the occurrence of defective cleaning is suppressed. In order to suppress this, measures to improve transfer efficiency are effective. Further, when the transfer efficiency is improved, the amount of toner collected by cleaning is reduced, so that the improvement of transfer efficiency is also effective for the environment. Further, an image forming apparatus that recycles the toner collected by cleaning by providing a recycling mechanism, or a toner that remains after transfer in a process of charging the image carrier without developing a cleaning means or a step of developing the toner on the image carrier. Even in a cleanerless type image forming apparatus that collects toner, the characteristics of the toner collected due to various stresses are often changed with respect to normal toner, so image defects due to the collected toner are likely to occur. Since the occurrence of image defects can be suppressed as the amount of collected toner is smaller, further improvement in transfer efficiency is required.
転写効率を上げる対策として、像担持体とトナー間の付着力を低減する手段を設ける技術が開示されている。
例えば、像担持体上にトナーより小粒径の微粒子を塗布する方法が提案されている(特許文献9、10、11、12参照)。また、トナーに外添した微粒子を像担持体上に付着させる方法が提案されている(特許文献13、14、15、16参照)。像担持体上に付着した微粒子は像担持体とトナー間の接触面積を低減し、像担持体とトナー間の付着力が小さくなり、像担持体表面に付着したトナーが容易に転写するため転写効率が向上する。
As a measure for increasing the transfer efficiency, a technique for providing means for reducing the adhesion between the image carrier and the toner is disclosed.
For example, a method of applying fine particles having a particle diameter smaller than that of toner on an image carrier has been proposed (see
しかしながら、上記のような方法では、像担持体上への微粒子の均一塗布が困難であり、微粒子の濃度ムラに起因する画像の濃度ムラが生じやすい、像担持体に塗布された微粒子がクリーニング等のストレスによって像担持体を傷つけて画像不良を生じやすい、像担持体から剥離した微粒子がトナーやキャリアに付着して帯電性や流動性を変化させ、これによって現像及び転写不良を生じやすい等の問題点がある。
また、転写工程とは電界による静電気力でトナーを像担持体から転写体上に移動させる工程であり、その転写特性はトナーの付着力と電界による静電気力の関係で決定されるので、トナーの付着力制御は転写設計上重要な要素になる。
特に、ローラ転写、ベルト転写を用いた場合、像担持体上のトナー像が転写体に押し付けられると、反作用により該トナーが像担持体上に押し固められて、トナーと像担持体との間の付着力及びトナー粒子とトナー粒子との間の付着力が大きくなり、トナー層の一部が転写体に転写されることなく像担持体上に残留するという現象も発生する。この現象は特に圧力がかかりやすい細線部の中心に起こり易く、いわゆるホローキャラクターと呼ばれる画像の中抜け現象が発生する。
However, in the method as described above, it is difficult to uniformly apply fine particles on the image carrier, and uneven density of the image due to fine particle density unevenness is likely to occur. The fine particles applied to the image carrier are cleaned, etc. The image carrier is liable to be damaged due to the stress of the image, and the fine particles peeled off from the image carrier adhere to the toner or the carrier to change the chargeability and fluidity, thereby causing the development and transfer failure. There is a problem.
The transfer process is a process in which the toner is moved from the image carrier onto the transfer body by an electrostatic force due to an electric field, and the transfer characteristics are determined by the relationship between the adhesion force of the toner and the electrostatic force due to the electric field. Adhesive force control is an important factor in transfer design.
In particular, when roller transfer or belt transfer is used, when the toner image on the image carrier is pressed against the transfer member, the toner is pressed onto the image carrier due to a reaction, so that the toner and the image carrier are not pressed. The adhesion force between the toner particles and the toner particles increases, and a phenomenon occurs in which a part of the toner layer remains on the image carrier without being transferred to the transfer member. This phenomenon is particularly likely to occur at the center of the thin line portion where pressure is easily applied, and a so-called hollow character phenomenon called a hollow character occurs.
このため、画像の中抜けを改善するためには、トナーと像担持体との間の付着力及びトナー粒子とトナー粒子との間の付着力、または像担持体と転写体との間にかかる圧力を低減させることが必要である。トナーと像担持体間の付着力は、トナーの帯電に起因する静電的付着力とそれ以外のファンデルワールス力、液架橋力、分子間力等に起因した非静電的付着力に分類されるが、静電的付着力はトナーの帯電量に依存し、帯電量を下げることによって低減することができる。しかしながら、トナーの帯電量が小さすぎると、電界による静電気力でトナーを転写させることができなくなるという不具合が生じる。
トナーの付着力に関する報告例もいくつか開示されている(例えば、特許文献17、18、19参照)。しかしながら、上記報告例ではトナーの付着力を静電的付着力と非静電的付着力に分類して検討されていない。また、トナーの非静電的付着力と画質の関係について検討し、トナーの非静電的付着力を一定値以下に規定した例もある(特許文献20参照)。しかしながら、トナーの非静電的付着力はトナーの粒径に依存して変化するが、上記例では、非静電的付着力とトナー粒径の関係については言及していない。
For this reason, in order to improve the void in the image, the adhesion force between the toner and the image carrier and the adhesion force between the toner particles and the toner particles or between the image carrier and the transfer member are applied. It is necessary to reduce the pressure. The adhesion force between the toner and the image carrier is classified into electrostatic adhesion force caused by toner charging and other non-electrostatic adhesion force caused by van der Waals force, liquid crosslinking force, intermolecular force, etc. However, the electrostatic adhesion force depends on the charge amount of the toner, and can be reduced by lowering the charge amount. However, if the charge amount of the toner is too small, there arises a problem that the toner cannot be transferred by electrostatic force due to an electric field.
Several reports on toner adhesion are also disclosed (see, for example, Patent Documents 17, 18, and 19). However, in the above report example, the toner adhesion force is not classified into electrostatic adhesion force and non-electrostatic adhesion force. In addition, there is an example in which the relationship between the non-electrostatic adhesion force of the toner and the image quality is examined, and the non-electrostatic adhesion force of the toner is regulated to a predetermined value or less (see Patent Document 20). However, although the non-electrostatic adhesion force of the toner changes depending on the particle size of the toner, the above example does not mention the relationship between the non-electrostatic adhesion force and the toner particle size.
一方、3色重ね時の転写ベルト上のトナー層の厚さ(以下よりトナーパイルハイトと記す)を280μm以下に規定した技術が開示されている(特許文献21参照)。階調性の観点からトナー顔料濃度と上記パイルハイトを試算したようだが、特許文献21にはこの値に対してパイルハイトを制御する主因子であるトナーの形状や平均粒径、もしくは流動性又は凝集度等に関する記述は一切無く、しかも上記規定によると単純計算で各色毎のパイルハイトが90μm以上という現状の電子写真画像では考え難いトナー量で構成されている点からも、現実的な対策ではないと判断される。 On the other hand, a technique is disclosed in which the thickness of the toner layer on the transfer belt when three colors are superimposed (hereinafter referred to as toner pile height) is specified to be 280 μm or less (see Patent Document 21). It seems that the toner pigment concentration and the above pile height were calculated from the viewpoint of gradation, but Patent Document 21 describes the shape, average particle size, fluidity, or aggregation degree of the toner that is the main factor for controlling the pile height with respect to this value. In addition, according to the above regulations, it is determined that the pile height for each color is 90 μm or more based on the simple calculation and is not a realistic measure from the fact that the current electrophotographic image is configured with a toner amount that cannot be considered. Is done.
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二成分現像剤を用いる画像形成方法及び画像形成装置において、球形トナーを用いた際に、転写チリや中抜け画像等の異常画像の発生がない高精細な画像形成が可能で、さらに転写過程におけるトナーの利用効率を高め、転写性に優れて廃棄されるトナー量が従来よりも少ない、環境に優しい画像形成方法及び画像形成装置並びにこれらに適用されるトナーを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to transfer dust and a hollow image when a spherical toner is used in an image forming method and an image forming apparatus using a two-component developer. High-definition image formation without the occurrence of abnormal images such as, and more, the use efficiency of the toner in the transfer process, excellent transferability, less waste toner than conventional, environmentally friendly image forming method And an image forming apparatus and a toner applied to the image forming apparatus.
本発明者らは、球形トナーを用いる画像形成方法及び画像形成装置において、現像後の像担持体上に担持されるトナーパイルハイトと適用するトナー粒径との関係を考慮した上で画像を形成することで上記目的を達成し得ることを見出し、さらにこの効果が後述の製造法により作製された球形トナーにおいて特に顕著であることを確認し、本発明に至った。
即ち、本発明に係る画像形成方法は、第1像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成工程と、形成された静電潜像をカラー画像に対応する現像剤を用いて現像して単色のトナー像を形成する現像工程と、前記第1像担持体上に形成されたトナー像を第2像担持体上に転写する第一転写工程とを複数回繰り返し、前記第2像担持体上に、単色トナー像を積層したカラー画像を形成した後、この第2像担持体上に形成されたカラー画像を記録媒体に転写させる第二転写工程と、前記記録媒体に転写されたカラー画像を加熱及び/又は加圧して前記記録媒体に定着させる定着工程と、を行うカラー画像形成方法において、前記現像剤は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤であり、該二成分現像剤に含まれるトナー粒子の体積平均粒径を1〜8μm、平均円形度を0.92〜0.99、緩み見掛け密度を0.5g/cm3以上とし、前記第1像担持体上に形成されるトナー層の厚さを、前記トナー粒子の体積平均粒径の3倍以下とし、且つ前記第2像担持体上に形成されるカラー画像のトナー層の厚さを、前記トナー粒子の体積平均粒径の5.41倍以下とすることを特徴とする。
In the image forming method and the image forming apparatus using spherical toner, the present inventors formed an image in consideration of the relationship between the toner pile height carried on the developed image carrier and the applied toner particle size. As a result, the inventors have found that the above-described object can be achieved, and further confirmed that this effect is particularly remarkable in a spherical toner produced by the production method described later.
That is, the image forming method according to the present invention includes a latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the first image carrier, and developing the formed electrostatic latent image using a developer corresponding to a color image. Then, the developing step for forming a monochromatic toner image and the first transfer step for transferring the toner image formed on the first image carrier onto the second image carrier are repeated a plurality of times, and the second image A color image formed by laminating a single color toner image on the carrier is formed, and then a second transfer step for transferring the color image formed on the second image carrier to the recording medium, and the color image transferred to the recording medium. And a fixing step of fixing a color image on the recording medium by heating and / or pressurizing, wherein the developer is a two-component developer having a toner and a carrier, and the two-component developer The toner particles contained in the toner have a volume average particle size of 1 to 8 m, the average degree of circularity of 0.92 to 0.99, a loose apparent density was 0.5 g / cm 3 or more, the thickness of the toner layer formed on the first image bearing member, the volume of the toner particles The average particle diameter is 3 times or less, and the thickness of the color image toner layer formed on the second image carrier is 5.41 times or less the volume average particle diameter of the toner particles. And
この場合において、前記トナーの真比重は1.2〜1.5g/cm3であり、トナー粒子は、一次粒子径が5nm〜2μmの無機微粒子を0.01〜5重量%含有していることことが好ましい。
また、前記無機微粒子は、一次粒子の体積平均粒径が5nm〜80nmである小粒径無機微粒子と、一次粒子の体積平均粒径が80nm〜200nmである大粒径無機微粒子とを含むものであることが好ましい。
更に、前記小粒径無機微粒子は、シリカ、酸化チタン、アルミナの中から選択された2種類以上を混合したものと摺ることができる。
更にまた、前記無機微粒子は、シリコーンオイル又はシリコーンカップリング剤で表面処理された疎水性無機微粒子であって、且つ該疎水性無機微粒子の疎水化度が50%以上のものであってもよい。
更にまた、前記トナー粒子は、樹脂及び着色剤を含むトナー組成物を有機溶媒中に溶解又は分散させ、得られた溶解物又は分散物を水系媒体中で無機分散剤又は微粒子ポリマーの存在下で分散させて前記溶解物又は分散物を重付加反応させ、得られた乳化分散液から溶媒を除去することによって製造されたものとすることができる。
更にまた、前記樹脂は、ポリエステル樹脂であり、数平均分子量が2000〜15000、ガラス転移点が55〜75℃、酸価が1〜30mgKOH/gであることが好ましい。
更にまた、前記ポリエステル樹脂は、ウレア結合を有する変性ポリエステルを含有する ものであってもよい。
更にまた、前記ポリエステル樹脂は、ポリオール成分としてビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物を含有するものであってもよい。
更にまた、前記トナー粒子は、離型剤としてワックスを含有するものであってもよい。
In this case, the true specific gravity of the toner is 1.2 to 1.5 g / cm 3 , and the toner particles contain 0.01 to 5 wt% of inorganic fine particles having a primary particle diameter of 5 nm to 2 μm. It is preferable.
The inorganic fine particles include small-sized inorganic fine particles whose primary particles have a volume average particle size of 5 nm to 80 nm and large-sized inorganic fine particles whose primary particles have a volume average particle size of 80 nm to 200 nm. Is preferred.
Furthermore, the small particle size inorganic fine particles can be slid with a mixture of two or more selected from silica, titanium oxide, and alumina.
Furthermore, the inorganic fine particles may be hydrophobic inorganic fine particles surface-treated with silicone oil or a silicone coupling agent, and the hydrophobic degree of hydrophobic inorganic fine particles may be 50% or more.
Furthermore, the toner particles may be obtained by dissolving or dispersing a toner composition containing a resin and a colorant in an organic solvent, and then dissolving the resulting solution or dispersion in an aqueous medium in the presence of an inorganic dispersant or a fine particle polymer. It can be manufactured by dispersing and subjecting the dissolved product or dispersion to a polyaddition reaction and removing the solvent from the resulting emulsified dispersion.
Furthermore, the resin is a polyester resin, preferably having a number average molecular weight of 2000 to 15000, a glass transition point of 55 to 75 ° C., and an acid value of 1 to 30 mgKOH / g.
Furthermore, the polyester resin may contain a modified polyester having a urea bond.
Furthermore, the polyester resin may contain an alkylene oxide adduct of bisphenols as a polyol component.
Furthermore, the toner particles may contain a wax as a release agent.
本発明によれば、転写チリや中抜け画像等の異常画像の発生がなく、高転写効率で、環境に優しく、且つ長時間に亘り安定して高繊細画像を形成することができる。 According to the present invention, an abnormal image such as transfer dust or a hollow image is not generated, and a high-definition image can be formed stably with high transfer efficiency, environmentally friendly, and stably for a long time.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。なお、図1の画像形成装置はリボルバ現像方式の多色画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、乾式二成分現像剤を用い、次の画像形成方法を採用するいずれの画像形成装置にも適用することができる。本発明に係る画像形成方法は、少なくとも、第1の像担持体上にトナー像を形成し、これを第2の像担持体上に転写する工程を複数回繰り返し、ついで第2の像担持体上に形成された多色トナー層を転写手段により被転写体上に一括転写する画像形成方法である。
第1の像担持体は現像工程における電子写真感光体1であり、第2の像担持体は転写工程における中間転写体3である。中間転写体3は、ベルト状の弾性体をローラに架け渡した構成にすることで、装置のレイアウトが自由になり、装置の小型化を図ることができる。
電子写真感光体1は、帯電装置4により表面を一様に帯電された後、露光光5を照射されて静電潜像を書き込まれる。静電潜像は現像手段としての現像装置2により現像されてトナー像化される。このトナー像を中間転写体3に転写する工程を繰り返して中間転写体3上に多色トナー層を形成し、給紙カセットから搬送されてきた被転写体である用紙等の記録媒体に一括転写する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus in FIG. 1 is a revolver developing multicolor image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a dry two-component developer is used and the following image forming method is adopted. It can be applied to any image forming apparatus. In the image forming method according to the present invention, at least the step of forming a toner image on the first image carrier and transferring the toner image onto the second image carrier is repeated a plurality of times, and then the second image carrier. This is an image forming method in which a multicolor toner layer formed thereon is collectively transferred onto a transfer medium by a transfer means.
The first image carrier is the electrophotographic photoreceptor 1 in the development process, and the second image carrier is the intermediate transfer body 3 in the transfer process. The intermediate transfer body 3 has a configuration in which a belt-like elastic body is stretched around a roller, so that the layout of the apparatus becomes free and the apparatus can be miniaturized.
After the surface of the electrophotographic photosensitive member 1 is uniformly charged by the charging device 4, it is irradiated with
本発明では、二成分現像剤に用いるトナーとして、製造工程又は製造後の工程において球形化したトナーを使用する。電子写真感光体1上に形成されたトナー層のパイルハイトが当該トナー粒子の体積平均粒径の3倍以下であり、さらには中間転写体3上に転写した多色トナー層のパイルハイトが当該トナー粒子の体積平均粒径の10倍以下であることを特長とする。
トナーパイルハイトを評価するにはいくつかの方法が考えられるが、本実施形態では超深度顕微鏡測定システムVK−8500型(キーエンス社製)等を用い、ベタ、ライン、ドット画像などのあらゆるパターンのトナーパイルハイトを測定し、その統計的な平均値から上記関係を見出した。
感光体1上のトナーパイルハイトがトナー粒子体積平均粒径の3倍よりも大きい場合は、感光体1上の画像からチリや地肌汚れのトナーが増加する。また、中間転写体3上の多色トナーを重ねたトナーパイルハイトがトナー粒子体積平均粒径の10倍よりも大きくなると、転写時のチリや中抜け画像が出現し易くなる。これらの原因は比較的に容易に理解できる。即ち、トナーパイルハイトが著しく高いと上方のトナー粒子にかかる静電的な力が弱まるため、トナー粒子への拘束力が弱まり、チリが発生すると推定される。さらに、細線等で発生する中抜け画像(ホローキャラクター)の場合は、転写ニップにおける画像中央部への圧力がパイルハイトの増加に伴い局所的に高まって画像中央部のトナー粒子のみが押し固められ、トナー間のパッキング状態が画像中央部と周辺部で著しく異なるために、1つの画像の中でトナーと感光体との間の付着エネルギーに高低差が生じ、中央部のトナーのみが転写時に感光体から離れ難くなり、異常画像になると推定される。
In the present invention, as the toner used for the two-component developer, toner that has been spheroidized in the manufacturing process or in the post-manufacturing process is used. The pile height of the toner layer formed on the electrophotographic photoreceptor 1 is not more than 3 times the volume average particle diameter of the toner particles, and the pile height of the multicolor toner layer transferred onto the intermediate transfer body 3 is the toner particles. It is characterized by being 10 times or less of the volume average particle size.
Several methods can be considered for evaluating the toner pile height. In this embodiment, an ultra-deep microscope measurement system VK-8500 (manufactured by Keyence Corporation) is used, and all patterns such as solid, line, and dot images are displayed. The toner pile height was measured, and the above relationship was found from the statistical average value.
When the toner pile height on the photoconductor 1 is larger than 3 times the toner particle volume average particle size, dust or background dirt toner increases from the image on the photoconductor 1. Further, when the toner pile height on which the multicolor toner on the intermediate transfer member 3 is superimposed is larger than 10 times the volume average particle diameter of the toner particles, dust and void images at the time of transfer tend to appear. These causes are relatively easy to understand. That is, when the toner pile height is extremely high, the electrostatic force applied to the upper toner particles is weakened, so that the binding force on the toner particles is weakened, and it is estimated that dust is generated. Furthermore, in the case of a hollow image (hollow character) that occurs in a thin line or the like, the pressure on the image center in the transfer nip locally increases with an increase in pile height, and only the toner particles in the image center are compressed, Since the packing state between the toners is remarkably different between the central portion and the peripheral portion of the image, there is a difference in height in the adhesion energy between the toner and the photosensitive member in one image, and only the central toner is transferred to the photosensitive member at the time of transfer. It is estimated that it will become difficult to leave and become an abnormal image.
トナー粒子の平均円形度は0.92〜0.99、好ましくは0.95〜0.99である。トナーの円形度は、例えば粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し解析することで得られる。平均円形度は、この手法で得られる投影面積に等しい円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値で算出できる。円形度が上記円形度よりも小さい場合は粉砕法により製造された不定形トナーと同レベルの特性となり、トナー像を形成した際にパイルハイトが上記以上の厚みを有し、また転写性等が著しく悪化する。また円形度が上記円形度よりも高い場合では転写性はほとんど変わらないが、残留トナーのクリーニング性が著しく悪化し、クリーニング不良となり、感光体1上又は中間転写体3上にトナーが固着し、黒スジ等の他の異常画像が発生する。 The average circularity of the toner particles is 0.92 to 0.99, preferably 0.95 to 0.99. The circularity of the toner can be obtained, for example, by passing a suspension containing particles through an imaging unit detection zone on a flat plate and optically detecting and analyzing the particle image with a CCD camera. The average circularity can be calculated by dividing the circumference of a circle equal to the projected area obtained by this method by the circumference of the actual particle. When the circularity is smaller than the above circularity, the characteristics are the same as those of the irregular shaped toner produced by the pulverization method. When the toner image is formed, the pile height has the above thickness or more, and the transferability is remarkably high. Getting worse. Further, when the circularity is higher than the above circularity, the transferability is hardly changed, but the cleaning property of the residual toner is remarkably deteriorated, resulting in poor cleaning, and the toner is fixed on the photosensitive member 1 or the intermediate transfer member 3, Other abnormal images such as black streaks occur.
トナーには、流動性や帯電性を補助するために、一次粒子の体積平均粒径が5nm〜2μmである無機微粒子を添加することが好ましい。前記無機微粒子の一次粒子体積平均粒径のより好ましい範囲は、5nm〜500nmである。このときトナーの緩み見掛け密度は0.5g/cm3以上とし、真比重は、1.2〜1.5g/cm3の範囲であることが好ましい。緩み見かけ密度は、トナー粒子同士の流動性の目安であり、JIS R 1628に規定されている方法で測定することができる。また、無機微粒子のBET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。無機微粒子の添加割合は、トナーの0.01〜5.0wt%であり、より好ましくは、0.01〜2.0wt%である。0.01wt%より少ないと満足な流動性を得られず、5wt%を越えると外添剤がトナーから遊離し易くなる。 In order to assist fluidity and chargeability, it is preferable to add inorganic fine particles whose primary particles have a volume average particle diameter of 5 nm to 2 μm to the toner. A more preferable range of the primary particle volume average particle diameter of the inorganic fine particles is 5 nm to 500 nm. At this time loose apparent density of toner is set to 0.5 g / cm 3 or more, a true specific gravity is preferably in the range of 1.2~1.5g / cm 3. The loose apparent density is a measure of fluidity between toner particles, and can be measured by a method defined in JIS R 1628. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method of an inorganic fine particle is 20-500 m < 2 > / g. The addition ratio of the inorganic fine particles is 0.01 to 5.0 wt% of the toner, and more preferably 0.01 to 2.0 wt%. If it is less than 0.01 wt%, satisfactory fluidity cannot be obtained, and if it exceeds 5 wt%, the external additive is easily released from the toner.
図2は、上記無機微粒子である外添剤の総添加量(トナーに対する重量比で表記)と上記緩み見掛け密度との相関を確認した結果である。なお、図2(b)は図2(a)の添加量の少ない部分を拡大したものである。本測定は、通常の粉砕法により作製した不定形トナー(以下、粉砕トナーという)と、この粉砕トナーに対して熱的に球形化処理を施した球形トナーとを測定した結果であり、両トナー間の材料、構成上の差はほとんど無いと見做せるため、トナーの形状差による違いを端的に表していると考えられる。
図2から明らかなように、球形トナーは外添剤の添加量が非常に少ない場合にはトナー間の摩擦が大きく、粉砕トナーよりも嵩密度は低くなるが、添加量を増やすと急激に前記密度は上昇する傾向がある。これは、球形トナーが僅かな外添剤の添加により非常に高い流動性を呈す特性があることを示すが、反対に実機内などで攪拌など長時間に亘る機械的又は電気的なストレスを受け続けトナー表面の外添剤がトナー中に埋没する等の変化が生じた場合には急激に流動性が悪化することを示唆するものである。
FIG. 2 shows the result of confirming the correlation between the total amount of external additives (indicated by weight ratio with respect to the toner) and the loose apparent density. FIG. 2 (b) is an enlarged view of a portion with a small addition amount in FIG. 2 (a). This measurement is the result of measuring an irregularly shaped toner (hereinafter referred to as a pulverized toner) produced by a normal pulverization method and a spherical toner obtained by thermally spheroidizing the pulverized toner. It can be considered that there is almost no difference in material and structure between them, and it is considered that the difference due to the difference in the shape of the toner is simply expressed.
As is apparent from FIG. 2, spherical toner has a large friction between toners when the amount of external additive added is very small, and the bulk density is lower than that of pulverized toner. Density tends to increase. This indicates that spherical toner has the characteristic of exhibiting very high fluidity by the addition of a small amount of external additives, but on the contrary, it is subjected to mechanical or electrical stress over a long period of time such as stirring in the actual machine. This suggests that the flowability deteriorates suddenly when a change occurs such that the external additive on the toner surface is buried in the toner.
そこで、前記外添剤である無機微粒子として、一次粒子の体積平均粒径が5nm〜80nmである小粒径無機微粒子と、一次粒子の体積平均粒径が80nm〜200nmである大粒径無機微粒子とを併用する。これによって、上記外添剤の埋没等が起き難くなり、球形トナーの流動性の急激な悪化を抑制することが可能となる。これは大粒径無機微粒子が外的なストレスを吸収し、その結果トナーの流動性を促進する小粒径無機微粒子の埋没などを制御するためである。
小粒径無機微粒子としては、シリカ、酸化チタン、アルミナの内の少なくとも2種類以上を混合して使用すると、環境安定性や帯電性を制御することが可能である。特に、無機微粒子の平均粒径が50nm以下のものを使用して攪拌混合を行なった場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行なわれる現像機内部の混合攪拌によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
Therefore, as the inorganic fine particles as the external additive, the primary particle has a volume average particle size of 5 nm to 80 nm, a small particle size inorganic fine particle, and the primary particle has a volume average particle size of 80 nm to 200 nm. Together with. This makes it difficult for the external additive to be buried and suppresses a rapid deterioration of the fluidity of the spherical toner. This is because the large particle size inorganic fine particles absorb external stress and as a result control the embedding of the small particle size inorganic fine particles that promote the fluidity of the toner.
When the inorganic fine particles having a small particle diameter are used by mixing at least two kinds of silica, titanium oxide and alumina, it is possible to control environmental stability and chargeability. In particular, when stirring and mixing are performed using inorganic fine particles having an average particle size of 50 nm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved, so as to obtain a desired charge level. Even when the mixing and stirring is performed inside the developing machine, the fluidity imparting agent is not detached from the toner, a good image quality in which fireflies are not generated can be obtained, and the residual toner can be further reduced.
特に、シリコーンオイル又はシリコーンカップリング剤等で表面処理された疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子とを併用し、かつその添加量がトナーの0.3〜1.5wt%の範囲であって、上記疎水性無機微粒子の疎水化度が50%以上である場合に本発明の効果が大きい。なお、疎水化度の詳細は後記する。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、即ちコピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られ、また、トナー吹きも抑制できる。
In particular, hydrophobic silica fine particles surface-treated with silicone oil or silicone coupling agent and hydrophobic titanium oxide fine particles are used in combination, and the addition amount is in the range of 0.3 to 1.5 wt% of the toner. The effect of the present invention is great when the hydrophobicity of the hydrophobic inorganic fine particles is 50% or more. Details of the degree of hydrophobicity will be described later.
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, the copying can be repeated. Even if it is performed, stable image quality can be obtained and toner blowing can be suppressed.
外添剤として用いる無機微粒子に疎水化処理を行う主たる目的としては、高湿度下での使用を鑑みた場合に無機微粒子の吸湿性を抑制し、トナー粒子の耐候性を高めるためである。
疎水化処理の具体的な処理方法としては、例えばジアルキルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シラン、アルキルトリハロゲン化シラン等の公知のシランカップリング剤やジメチルシリコーンオイルに代表される公知のシリコーンオイル等と上記無機微粒子を高温度下で接触反応せしめることによって得られる。
本実施形態では、上記疎水化処理の目安として疎水化度という指針を用いたが、これは以下の方法により求められる。水100mlに上記無機微粒子を0.4g加え、スターラー等で攪拌後メタノール滴定する。当該無機微粒子が全て水溶液中に懸濁した時点のメタノール滴下量をTmlとした場合に次式で表す。
疎水化度 = [T/(T+100)]×100 (%)
上記疎水化度が50%未満の場合は、無機微粒子の吸湿性が高く、湿度の影響等を受け易くなるばかりか、当該無機微粒子に水分子が吸着してトナー同士又はキャリアとの接触時に液架橋を形成し、著しく流動性が悪化するため、現像剤としての機能を果たさなくなる。
The main purpose of hydrophobizing the inorganic fine particles used as the external additive is to suppress the hygroscopicity of the inorganic fine particles and increase the weather resistance of the toner particles in view of use under high humidity.
Specific treatment methods for the hydrophobic treatment include, for example, known silane coupling agents such as dialkyl dihalogenated silane, trialkyl halogenated silane, and alkyl trihalogenated silane, and known silicone oil typified by dimethyl silicone oil. And the above-mentioned inorganic fine particles are contact-reacted at a high temperature.
In the present embodiment, the guideline of the degree of hydrophobicity is used as a guideline for the above-described hydrophobizing treatment, but this is obtained by the following method. 0.4 g of the above inorganic fine particles are added to 100 ml of water, stirred with a stirrer, etc., and then titrated with methanol. When the amount of methanol dropped at the time when all of the inorganic fine particles are suspended in the aqueous solution is Tml, it is expressed by the following formula.
Hydrophobic degree = [T / (T + 100)] × 100 (%)
When the degree of hydrophobicity is less than 50%, the inorganic fine particles have high hygroscopicity and are easily affected by humidity, etc., and water molecules are adsorbed to the inorganic fine particles and liquid is brought into contact with each other or with the carrier. Since the cross-linking is formed and the fluidity is remarkably deteriorated, the function as a developer is not achieved.
球形トナーは、例えば、以下のように製造される。即ち、球形トナーは、少なくとも樹脂、着色剤からなるトナー組成物を有機溶剤中に溶解又は分散させ、得られた溶解物又は分散物を無機分散剤又は微粒子ポリマーの存在下、水系媒体中に分散させ、この溶解物又は分散物をアミンと反応させて重付加反応させ、生成した乳化分散液の溶媒を除去することによって得られる。
詳しくは、有機媒体中に、例えば多価イソシアネートと反応させたポリエステル樹脂を含むトナー組成物を分散させ、得られた溶解物又は分散物を無機分散剤又は微粒子ポリマーの存在下で水系媒体中に分散させ、アミン類を添加してイソシアネート基含有プレポリマーをアミン類により伸長反応及び/又は架橋反応させ、得られた乳化分散液から溶媒を除去する乳化重合法によって調製される。乳化重合法により得られるトナーは、平均円形度の高い球形トナーであるにも関わらず、従来の重合法で製造された球形トナーに比べてキャリアとの混合性が著しく高い。
上記トナー中に含有されるポリエステル樹脂は、数平均分子量が2000〜15000であり、ガラス転移点が55〜75℃、酸価が1〜30mgKOH/g、ウレア結合を有する変性ポリエステルを含有し、さらに、上記ポリエステル樹脂のポリオール成分としてビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物を含有する。なお、ガラス転移点(Tg)は、好ましくは55〜65℃である。55℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、75℃を超えると低温定着性が不十分となる。また、ウレア変性ポリエステル樹脂を含有することにより、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The spherical toner is manufactured as follows, for example. That is, in the spherical toner, a toner composition comprising at least a resin and a colorant is dissolved or dispersed in an organic solvent, and the resulting solution or dispersion is dispersed in an aqueous medium in the presence of an inorganic dispersant or fine particle polymer. And the resulting dissolved or dispersed product is reacted with an amine to cause a polyaddition reaction, and the solvent of the resulting emulsified dispersion is removed.
Specifically, a toner composition containing, for example, a polyester resin reacted with a polyvalent isocyanate is dispersed in an organic medium, and the resulting dissolved or dispersed material is dispersed in an aqueous medium in the presence of an inorganic dispersant or fine particle polymer. It is prepared by an emulsion polymerization method in which an amine is added, an isocyanate group-containing prepolymer is subjected to an extension reaction and / or a crosslinking reaction with the amine, and the solvent is removed from the obtained emulsion dispersion. Although the toner obtained by the emulsion polymerization method is a spherical toner having a high average circularity, the toner is significantly more miscible with the carrier than the spherical toner produced by the conventional polymerization method.
The polyester resin contained in the toner contains a modified polyester having a number average molecular weight of 2000 to 15000, a glass transition point of 55 to 75 ° C., an acid value of 1 to 30 mgKOH / g, and a urea bond. As a polyol component of the polyester resin, an alkylene oxide adduct of bisphenols is contained. The glass transition point (Tg) is preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is less than 55 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 75 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Further, by containing a urea-modified polyester resin, the heat resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low, as compared with known polyester toners.
また、上記トナー中には離型剤としてワックスを含有させても構わない。
ワックスとしては、融点が50〜120℃の低融点のものが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルのような離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。なお、本実施形態におけるワックスの融点は、示差操作熱量計(DSC)による最大吸熱ピークとした。
このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体又は共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等を用いることもできる。
The toner may contain a wax as a release agent.
As the wax, a low melting point having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. It shows an effect on high temperature offset without applying a mold release agent. In this embodiment, the melting point of the wax is the maximum endothermic peak measured by a differential operation calorimeter (DSC).
Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax and rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline and petrolatum. And petroleum wax. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain, such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
上記方法により作製されたトナー粒子が、上記トナーパイルハイトと平均粒径の関係を保有した場合に良好な結果を示した直接の理由は明確になっていない。しかしながら、一般に不定形トナーよりも球形トナーの方が他の部材との実効的な接触面積が広い。これは、不定形の場合は点接触であるものが、球形の場合は面接触になるためである。ファンデルワールス力に代表されるトナーの電荷は接触面積に比例するが、球形トナーの方が電荷に起因しない非静電的付着力が大きくなり、この効果によって現像剤の流動性が低下すると考えられる。 The direct reason why the toner particles produced by the above method showed a good result when the relationship between the toner pile height and the average particle diameter was maintained is not clear. However, in general, the spherical toner has a larger effective contact area with other members than the irregular toner. This is because the point contact is in the case of an indeterminate shape and the surface contact is in the case of a spherical shape. The toner charge typified by van der Waals force is proportional to the contact area, but spherical toner has a higher non-electrostatic adhesion force that is not caused by the charge, and this effect is thought to reduce the fluidity of the developer. It is done.
トナー粒子の体積平均粒径は、1〜8μmとする。トナー粒子の粒径が上記範囲を外れると、上述したパイルハイトと平均粒径の関係を満たしても所期の目的を達成できないことがある。また、現像剤を構成するキャリア粒子の体積平均粒径は60μm未満であることが好ましく、この場合に好結果が得られる。 The volume average particle diameter of the toner particles is 1 to 8 μm. If the particle size of the toner particles is out of the above range, the intended purpose may not be achieved even if the relationship between the pile height and the average particle size described above is satisfied. The carrier particles constituting the developer preferably have a volume average particle size of less than 60 μm. In this case, good results are obtained.
以下に、トナーの具体的な構成成分、及び製造方法について説明する。
トナーの構成成分である樹脂としてのポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、DIO単独、またはDIOと少量のTOとの混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
Hereinafter, specific components of the toner and a manufacturing method thereof will be described.
Polyester as a resin that is a constituent component of the toner is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO), and DIO alone or a mixture of DIO and a small amount of TO is preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、DIC単独、およびDICと少量のTCとの混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC), and DIC alone or a mixture of DIC and a small amount of TC is preferable. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応により得られるポリエステルの水酸基価は、5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The hydroxyl value of the polyester obtained by the polycondensation reaction of the polyhydric alcohol (PO) and the polyvalent carboxylic acid (PC) is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. It is. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. When the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting the terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of amide with amines.
Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
PICを反応させる際、及びイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。
The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
When reacting PIC and when reacting the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and the amines (B), a solvent may be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC) such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。数平均分子量が20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator may be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When the number average molecular weight exceeds 20000, the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常55〜75℃、好ましくは55〜65℃である。55℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、75℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 55 to 75 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is less than 55 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 75 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
次に、着色剤について説明する。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
Next, the colorant will be described.
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
上述したポリエステルは、バインダー樹脂としてポリエステルレジンの低温定着性やカラートナーの透明性が確保できる上、ウレア結合の塩基性の分子が溶剤中で顔料分散に強い分散力を示し高度な顔料分散を可能にしている。これは、ウレア結合を有する塩基性ポリエステルの塩基性分子が顔料系着色剤との双方の作用によるものである。
しかし、顔料系着色剤をあらかじめ分散を上げた顔料系分散剤にすることで、さらに顔料系着色剤の分散粒径は小さくなる。即ちバインダー樹脂に対し高濃度の顔料系着色剤を高せん断力下で混合、混練されたマスターバッチとして用いることで、特にフルカラートナーにおける透明性の優れたトナーを得ることができる。
マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、上述した未変性/変性ポリエステルの他に、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独又は混合して使用できる。
The above-mentioned polyester can secure low-temperature fixability of polyester resin as a binder resin and transparency of color toners, and urea-bonded basic molecules have strong dispersion power for pigment dispersion in a solvent, enabling advanced pigment dispersion. I have to. This is due to the action of the basic molecules of the basic polyester having a urea bond both with the pigment-based colorant.
However, the dispersed particle diameter of the pigment-based colorant is further reduced by making the pigment-based colorant a pigment-based dispersant whose dispersion has been increased in advance. That is, by using a master batch obtained by mixing and kneading a pigment-based colorant with a high concentration with respect to the binder resin under a high shearing force, a toner having excellent transparency particularly in a full-color toner can be obtained.
As the binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, in addition to the above-mentioned unmodified / modified polyester, styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and polymers of substituted products thereof; Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α- Chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
マスターバッチを製造する際、着色剤とバインダー樹脂との相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤と共に混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるので乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合、混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。 In producing the master batch, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the binder resin. There is also a so-called flushing method in which an aqueous paste containing water of a colorant is kneaded with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and moisture and organic solvent components are removed. Since the cake can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
次に、荷電制御剤について説明する。
本発明のトナーは、必要に応じて荷電制御剤を含有してもよい。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩(フッ素変性四級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、リンの単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。なお、本発明におけるトナーはカラートナーとして用いられることから、荷電制御剤自体が無色若しくは単色で、トナーへの色調障害がないものがよい。
本発明においてトナーに使用される荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられ、さらに好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂と共に溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
Next, the charge control agent will be described.
The toner of the present invention may contain a charge control agent as necessary.
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified quaternary salts). Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Nitronine-based dye Bontron 03, quaternary ammonium salt Bontron P-51, metal-containing azo dye Bontron S-34, oxynaphthoic acid metal complex E-82, salicylic acid metal complex E- 84, E-89 of a phenol-based condensate (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), TP-302 of a quaternary ammonium salt molybdenum complex, TP-415 (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium Copy charge PSY VP2038 of salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone Azo pigments, sulfonate group, a carboxyl group include compounds of polymers having a functional group such as quaternary ammonium salts. In addition, since the toner in the present invention is used as a color toner, it is preferable that the charge control agent itself is colorless or single color and does not cause a color tone trouble to the toner.
The amount of charge control agent used in the toner in the present invention is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method. Although it is not limited to this, Preferably it is used in 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of binder resin, More preferably, the range of 0.2-5 weight part is good. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents and mold release agents can be melt-kneaded together with the masterbatch and binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
トナーバインダー用レジンとしての変性ポリエステル樹脂は、例えば以下の方法で製造される。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ついで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート化合物(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにポリエステルプレポリマー(A)にアミン類を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。未変性ポリエステルを併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で未変性ポリエステルを製造し、これを前記ウレア変性ポリエステル反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
The modified polyester resin as a resin for toner binder is produced, for example, by the following method.
Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with a polyvalent isocyanate compound (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, the polyester prepolymer (A) is reacted with amines at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester. When the unmodified polyester is used in combination, the unmodified polyester is produced in the same manner as the polyester having a hydroxyl group, and this is dissolved and mixed in the solution after completion of the urea-modified polyester reaction.
次に、水系媒体中でのトナー製造法について説明する。
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)からなる分散体を、アミン類(B)と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステルを用いても良い。水系媒体中でウレア変性ポリエステルやポリエステルプレポリマーからなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステルやポリエステルプレポリマーからなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマーと他のトナー組成物である(以下、トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。例えば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
Next, a toner manufacturing method in an aqueous medium will be described.
The toner particles may be formed by reacting a dispersion made of a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group in an aqueous medium with amines (B), or using a urea-modified polyester produced in advance. good. As a method of stably forming a dispersion composed of urea-modified polyester or polyester prepolymer in an aqueous medium, a composition of a toner raw material composed of urea-modified polyester or polyester prepolymer is added to an aqueous medium, and shearing force is applied. Examples include a method of dispersing. Prepolymer and other toner composition (hereinafter referred to as toner raw material), colorant masterbatch, release agent, charge control agent, unmodified polyester resin, etc. form a dispersion in an aqueous medium. However, it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. Further, other toner raw materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, and may be added after the particles are formed. Good. For example, after forming particles not containing a colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
分散の方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。高温の方が、ウレア変性ポリエステルやポリエステルプレポリマーからなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
ウレア変性ポリエステルやポリエステルプレポリマーを含むトナー組成物100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。2000重量部を超えると経済的でない。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear type, a high-speed shear type, a friction type, a high-pressure jet type, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts of the toner composition containing urea-modified polyester or polyester prepolymer is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 2000 parts by weight, it is not economical.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー組成物が分散された油性相を水系媒体に対して良好に乳化、分散するために、界面活性剤、有機微粒子等の分散剤を必要に応じて適宜加える。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになると共に分散が安定である点で好ましい。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
In order to satisfactorily emulsify and disperse the oily phase in which the toner composition is dispersed in an aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and organic fine particles is appropriately added as necessary. The use of a dispersant is preferable in that the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine. It is.
有機微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させる効果がある。特に、ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂の中から選択される少なくとも1つを用いるのがよい。具体的には、MMAポリマー微粒子1μm及び3μm、スチレン微粒子0.5μm及び2μm、スチレン−アクリロニトリル微粒子ポリマー1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。 The organic fine particles have an effect of stabilizing the toner base particles formed in the aqueous medium. In particular, at least one selected from vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, silicone resins, polyester resins, and fluorine resins may be used. Specifically, MMA polymer fine particles 1 μm and 3 μm, styrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, styrene-acrylonitrile fine particle polymer 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Soken Co., Ltd.), Technopolymer SB (Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), Micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like.
また、上記界面活性剤、微粒子ポリマーと併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えば、アクリル酸、メタクリル酸、αーシアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β一ヒドロキシエチル、メタクリル酸β一ヒドロキシエチル、アクリル酸βーヒドロキシプロビル、メタクリル酸β一ヒドロキシプロピル、アクリル酸γーヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ一ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3ークロロー2一ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、Nーメチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 Further, as a dispersant that can be used in combination with the surfactant and the fine particle polymer, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, (meth) acrylic monomer containing acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, or hydroxyl group For example, β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloroacrylate 2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-methacrylic acid methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or esters of compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Such as pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, pinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethylene Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom such as imine or a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Reoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl Polyoxyethylenes such as phenyl esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に短時間で蒸発除去する方法を採用することができる。なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、架橋及び/又は伸長反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method in which the temperature of the entire system is gradually raised and the organic solvent in the droplets is completely removed in a short time can be employed. In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
When a dispersant is used, the dispersant can remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the crosslinking and / or elongation reaction.
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステルやポリエステルプレポリマーが可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性である方が、除去が容易である点から好ましい。このような溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。プレポリマー100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、架橋及び/又は伸長反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
架橋及び/又は伸長反応時間は、プレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン類の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which urea-modified polyester or polyester prepolymer is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of such solvents include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, acetic acid. Ethyl, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the crosslinking and / or extension reaction.
The crosslinking and / or extension reaction time is selected depending on the reactivity depending on the combination of the isocyanate group structure of the prepolymer and amines, and is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。 After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles. In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで外添剤を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び外添剤の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒度分布のシャープなトナーを得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、球形状を制御することができる。
A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then an external additive is externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the external additive are performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be obtained. Furthermore, the spherical shape can be controlled by giving strong stirring in the step of removing the organic solvent.
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
(実施例1)
トナーの調製に際し、先ずトナーバインダーを合成した。
即ち、冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物690部、イソフタル酸256部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧230℃で8時間反応させ、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応させた後、160℃まで冷却して、これに18部の無水フタル酸を加えて2時間反応させた。ついで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート188部と2時間反応させ、イソシアネート含有プレポリマーを得た。次いでプレポリマー267部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、ウレア変性ポリエステルを得た。上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物690部、テレフタル酸256部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、ついで10〜15mmHgの減圧下で5時間反応して、未変性ポリエステルを得た。
ウレア変性ポリエステル100部と未変性ポリエステル900部を酢酸エチル溶剤1800部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダーを単離した。なお、上記ポリエステル樹脂の数平均分子量は約6000で、ガラス転移点(Tg)は72℃、酸価は21mgKOH/gであった。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
(Example 1)
In preparing the toner, a toner binder was first synthesized.
That is, 690 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 256 parts of isophthalic acid, and 2 parts of dibutyltin oxide were placed in a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introduction pipe, and at normal pressure of 230 ° C. for 8 hours. The mixture was further reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, then cooled to 160 ° C., 18 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Subsequently, it cooled to 80 degreeC and made it react with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours, and the isocyanate containing prepolymer was obtained. Next, 267 parts of the prepolymer and 14 parts of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain a urea-modified polyester. In the same manner as above, 690 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 256 parts of terephthalic acid were polycondensed at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and then reacted for 5 hours under reduced pressure of 10 to 15 mmHg to give an unmodified polyester. Obtained.
100 parts of urea-modified polyester and 900 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 1800 parts of an ethyl acetate solvent to obtain an ethyl acetate solution of a toner binder. A portion was dried under reduced pressure to isolate the toner binder. In addition, the number average molecular weight of the said polyester resin was about 6000, the glass transition point (Tg) was 72 degreeC, and the acid value was 21 mgKOH / g.
次に、トナーを調製した。
ビーカー内に前記トナーバインダーの酢酸エチル溶液210部、荷電制御剤として含鉄モノアゾ染料(保土ヶ谷化学社製T−77)2部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーを用い12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。ビーカー内にイオン交換水265部、リン酸三カルシウム10%水溶液260部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーによって12000rpmで攪拌し、その懸濁液500gを蒸留できる温度計付きフラスに移し、攪拌しながら40〜50℃、減圧下の条件下45〜50分で溶剤を除去した。次いで、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、球形のトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に対し、疎水化度が60%の疎水性シリカ0.5部と、同じく疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.5部とをヘンシェルミキサーにて混合して、電子写真用トナーを得た。
上記電子写真用トナーを、カラー現像剤TYPE L(リコー社製)を用い、トナーの比率が全体量の5wt%となるように混合した後、ターブラミキサーを用いて1分間攪拌し、本実施例の現像剤として以下の評価に用いた。
Next, a toner was prepared.
In a beaker, 210 parts of an ethyl acetate solution of the toner binder, 2 parts of an iron-containing monoazo dye (T-77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) as a charge control agent, and 4 parts of copper phthalocyanine blue pigment are placed at 60 ° C. and a TK homomixer is placed. Used and stirred at 12000 rpm to uniformly dissolve and disperse. In a beaker, 265 parts of ion-exchanged water, 260 parts of a 10% aqueous solution of tricalcium phosphate and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., stirred at 12000 rpm with a TK homomixer, transferred to a flask with a thermometer capable of distilling 500 g of the suspension, and stirred at 40-50 ° C. under reduced pressure, 45-50. The solvent was removed in minutes. Next, after filtering, washing and drying, air classification was performed to obtain spherical toner particles.
To 100 parts of the obtained toner particles, 0.5 part of hydrophobic silica having a degree of hydrophobicity of 60% and 0.5 part of hydrophobic titanium oxide having a degree of hydrophobicity of 60% are mixed with a Henschel mixer. Thus, an electrophotographic toner was obtained.
The above electrophotographic toner is mixed using a color developer TYPE L (manufactured by Ricoh Co., Ltd.) so that the toner ratio is 5 wt% of the total amount, and then stirred for 1 minute using a turbula mixer. It was used for the following evaluation as an example developer.
次に、画像試験について説明する。
上記電子写真用トナーを用いて、IMAGIO COLOR 5100(リコー社製)を改造した評価機により、画像評価を行った。画像面積率6%の原稿を用いてプリンタモードで画像出力を行い、感光体上及び中間転写体上における副走査線方向の1ドットライン画像の幅やパイルハイト、地汚れ、チリ、中抜け画像の有無を評価した。結果を表1に示す。なお、現像条件は以下の通りである。
・現像バイアス:AC+DC波、4.50KHz矩形波、Vp−p:800V、Duty=35%、Vdc:−500V
・転写バイアス:1400V
・感光体:90mmφ、暗部電位Vd:−700V、明部電位Vl:−150V
なお、表1において画像評価欄の符号は、それぞれ以下の状態であったことを表す。
〇:地汚れ、チリ、中抜け画像…なし
×:地汚れ、チリ、中抜け画像…あり
Next, the image test will be described.
Using the electrophotographic toner, image evaluation was performed with an evaluation machine obtained by modifying IMAGEIO COLOR 5100 (manufactured by Ricoh). The image is output in the printer mode using a document with an image area ratio of 6%, and the width of one dot line image in the sub-scanning line direction on the photosensitive member and the intermediate transfer member, the pile height, the background stain, the dust, the void image The presence or absence was evaluated. The results are shown in Table 1. The development conditions are as follows.
Development bias: AC + DC wave, 4.50 KHz rectangular wave, Vp-p: 800 V, Duty = 35%, Vdc: −500 V
Transfer bias: 1400V
Photoconductor: 90 mmφ, dark part potential Vd: −700 V, light part potential Vl: −150 V
In Table 1, the symbols in the image evaluation column represent the following states.
◯: Dirt, dust, hollow image… None ×: Dirt, dust, hollow image… Yes
(実施例2)
上記実施例1の電子写真用トナーを用いて、現像バイアスの直流成分Vdcを−550Vにした以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 2)
A similar evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the electrophotographic toner of Example 1 was used and the DC component Vdc of the developing bias was changed to -550V. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
上記実施例1の電子写真用トナーを用いて、現像バイアスの直流成分Vdcを−630Vにし、さらに同条件で同じ現像剤を用い、他の現像器からトナー層を感光体上に形成し中間転写体上に2回重ねた以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
Using the electrophotographic toner of Example 1 above, the DC component Vdc of the developing bias is set to -630 V, the same developer is used under the same conditions, and a toner layer is formed on the photosensitive member from another developing device, and intermediate transfer is performed. The same evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was superimposed twice on the body. The results are shown in Table 1.
(実施例4)
先ず、以下のようにしてトナーバインダーを合成した。
即ち、実施例1と同様にして、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物314部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物314部イソフタル酸274部および無水トリメリット酸20部を重縮合した後、イソホロンジイソシアネート154部を反応させプレポリマーを得た。次いで、プレポリマー213部とイソホロンジアミン9.5部およびジブチルアミン0.5部を実施例1と同様に反応させ、ウレア変性ポリエステルを得た。ウレア変性ポリエステル200部と変性されていないポリエステル800部を酢酸エチル1000部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。その後、一部減圧乾燥し、トナーバインダーを単離した。なお、上記ポリエステル樹脂の数平均分子量は約6000で、ガラス転移点(Tg)は70℃、酸価は18mgKOH/gであった。
次に、以下のようにしてトナーを調製した。
即ち、実施例1と同様にし、球形のトナー粒子を得た。次いで、トナー粒子100部に疎水化度55%のシリカ微粒子の添加量がトナー量の0.5部となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって混合、攪拌処理して電子写真用トナーを作製した。
上記方法により調製した電子写真用トナーについて、実施例1と同様の条件で同様の評価を行った。結果を表1に示す。
Example 4
First, a toner binder was synthesized as follows.
That is, 314 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 314 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 274 parts of isophthalic acid and 20 parts of trimellitic anhydride were polycondensed in the same manner as in Example 1, followed by isophorone diisocyanate. 154 parts were reacted to obtain a prepolymer. Next, 213 parts of the prepolymer, 9.5 parts of isophoronediamine and 0.5 part of dibutylamine were reacted in the same manner as in Example 1 to obtain a urea-modified polyester. 200 parts of urea-modified polyester and 800 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 1000 parts of ethyl acetate to obtain an ethyl acetate solution of a toner binder. Thereafter, the toner binder was isolated by partially drying under reduced pressure. In addition, the number average molecular weight of the said polyester resin was about 6000, the glass transition point (Tg) was 70 degreeC, and the acid value was 18 mgKOH / g.
Next, a toner was prepared as follows.
That is, spherical toner particles were obtained in the same manner as in Example 1. Next, 100 parts of toner particles were blended so that the amount of silica fine particles having a hydrophobization degree of 55% was 0.5 parts of the toner amount, and mixed and stirred with a Henschel mixer to prepare an electrophotographic toner.
The electrophotographic toner prepared by the above method was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例5)
上記実施例4の電子写真用トナーを用いて、現像バイアスの直流成分Vdcを−550Vにした以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 5)
A similar evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the electrophotographic toner of Example 4 was used and the DC component Vdc of the developing bias was set to -550V. The results are shown in Table 1.
(実施例6)
上記実施例4の電子写真用トナーを用いて、現像バイアスの直流成分Vdcを−630Vにし、さらに同条件で同じ現像剤を用い、他の現像器からトナー層を感光体上に形成し中間転写体上に2回重ねた以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 6)
Using the electrophotographic toner of Example 4 above, the DC component Vdc of the developing bias is set to -630 V, the same developer is used under the same conditions, and a toner layer is formed on the photosensitive member from another developing device, and intermediate transfer is performed. The same evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was superimposed twice on the body. The results are shown in Table 1.
(比較例1)
上記実施例1の電子写真用トナーを用いて、現像バイアスの直流成分を−700Vにし、さらに同条件で同じ現像剤を用い、他の現像器からトナー層を感光体上に形成し中間転写体上に4回重ねた以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Using the electrophotographic toner of Example 1 above, the DC component of the developing bias is set to −700 V, the same developer is used under the same conditions, and a toner layer is formed on the photosensitive member from another developing device, and an intermediate transfer member The same evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that it was overlaid four times. The results are shown in Table 1.
(比較例2)
先ず、以下のようにしてトナーを調製した。
即ち、メタノール93部、ポリビニルメチルエーテル7部、スチレン単量体28部、nーブチルアクリレート7部、カーボンブラック1部、ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯塩1部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1部からなる混合物をフラスコ中に投入し、よく混合し、その混合物に窒素ガスを導入した。窒素ガスの導入量は250cc/minの流量であり、30分間の置換を行った。その後は窒素導入量を、50cc/minに抑えた。次に、この混合物を約50〜60℃で3時間重合させて重合体粒子を作製した。重合反応後、得られた反応混合物は、メタノールで繰り返し洗浄・濾過してポリビニルメチルエーテルを除去した。その後、得られたトナー粒子を、更に真空乾燥しついで、トナー粒子100部に疎水化度が60%の疎水性シリカ0.5部と、同じく疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して電子写真用トナーを得た。上記方法により得られた電子写真用トナーについて、実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
First, a toner was prepared as follows.
That is, 93 parts of methanol, 7 parts of polyvinyl methyl ether, 28 parts of styrene monomer, 7 parts of n-butyl acrylate, 1 part of carbon black, 1 part of chromium complex of di-tert-butylsalicylic acid, 2,2′-azobis A mixture consisting of 1 part of isobutyronitrile was put into a flask, mixed well, and nitrogen gas was introduced into the mixture. The amount of nitrogen gas introduced was 250 cc / min, and replacement was performed for 30 minutes. Thereafter, the amount of nitrogen introduced was suppressed to 50 cc / min. Next, this mixture was polymerized at about 50 to 60 ° C. for 3 hours to produce polymer particles. After the polymerization reaction, the resulting reaction mixture was repeatedly washed with methanol and filtered to remove polyvinyl methyl ether. Thereafter, the obtained toner particles are further vacuum dried, and then 100 parts of toner particles are 0.5 parts of hydrophobic silica having a hydrophobization degree of 60%, and the hydrophobic titanium oxide having a hydrophobization degree of 60% is further added to 0.1 parts. 5 parts were mixed with a Henschel mixer to obtain an electrophotographic toner. The electrophotographic toner obtained by the above method was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
先ず、以下のようにしてトナーを調製した。
即ち、スチレン83部、n−ブチルアクリレート17部、カーボンブラック7部、帯電制御剤「N1」(商品名;オリエント化学社製)0.03部、ジビニルベンゼン0.6部、t−ドデシルメルカプタン1.5部、及びペンタエリスリトールテトラミチスチレート5部を室温下、ビーズミルで分散させ、均一混合液を得た。前記混合液を攪拌しながら、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート5部を添加し、液滴が均一になるまで攪拌を継続した。他方、イオン交換水250部に塩化マグネシウム9.5部を溶解した水溶液に、イオン交換水50部に水酸化ナトリウム4.8部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々に添加して、水酸化マグネシウムコロイド分散液を調製した。上記コロイドに、重合性単量体組成物を投入しTKホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で高剪断攪拌して、重合性単量体混合物の液滴を造粒した。この造粒した重合性単量体混合物の水分散液を、攪拌翼を装着した反応器に入れ、90℃で重合反応を開始させ、8時間重合した後冷却し、重合体粒子の水分散液を得た。上記により得た重合体粒子の水分散液を攪拌しながら、硫酸により系のpHを4以下にして酸洗浄を行い、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水500部を加えて再スラリー化し水洗浄を行った。その後、再度、脱水と水洗浄を数回繰り返し行って、固形分を濾過分離した後、乾燥機にて45℃で1昼夜乾燥を行い、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に疎水化度が60%の疎水性シリカ0.5部と、同じく疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して電子写真用トナーを得た。得られた電子写真用トナーについて、実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
First, a toner was prepared as follows.
That is, 83 parts of styrene, 17 parts of n-butyl acrylate, 7 parts of carbon black, 0.03 part of a charge control agent “N1” (trade name; manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), 0.6 part of divinylbenzene, t-dodecyl mercaptan 1 5 parts and 5 parts of pentaerythritol tetramitytylate were dispersed with a bead mill at room temperature to obtain a uniform mixed solution. While stirring the mixed solution, 5 parts of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate was added, and stirring was continued until the droplets became uniform. On the other hand, to an aqueous solution in which 9.5 parts of magnesium chloride was dissolved in 250 parts of ion-exchanged water, an aqueous solution in which 4.8 parts of sodium hydroxide was dissolved in 50 parts of ion-exchanged water was gradually added with stirring. A colloidal dispersion was prepared. A polymerizable monomer composition was charged into the colloid and stirred with high shear at 12000 rpm using a TK homomixer to granulate droplets of the polymerizable monomer mixture. The aqueous dispersion of the granulated polymerizable monomer mixture is put into a reactor equipped with a stirring blade, the polymerization reaction is started at 90 ° C., polymerized for 8 hours and then cooled to obtain an aqueous dispersion of polymer particles. Got. While stirring the aqueous dispersion of polymer particles obtained as described above, acid cleaning was performed with sulfuric acid at a pH of 4 or less, water was separated by filtration, and 500 parts of ion-exchanged water was newly added and re-added. Slurried and washed with water. Thereafter, again, dehydration and water washing were repeated several times, and the solid content was separated by filtration, followed by drying at 45 ° C. for one day in a dryer to obtain toner particles.
100 parts of the obtained toner particles are mixed with 0.5 part of hydrophobic silica having a hydrophobization degree of 60% and 0.5 part of hydrophobized titanium oxide having a hydrophobization degree of 60% by using a Henschel mixer. Toner was obtained. The obtained electrophotographic toner was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(比較例4)
実施例1のトナーを用いて、現像バイアスの直流成分Vdcを−800Vにし、さらに同条件で同じ現像剤を用い、他の現像器からトナー層を感光体上に形成し中間転写体上に4回重ねた以外は実施例1と同様にして同様の評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
Using the toner of Example 1, the DC component Vdc of the developing bias is set to −800 V, the same developer is used under the same conditions, a toner layer is formed on the photosensitive member from another developing device, and 4 on the intermediate transfer member. The same evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the test was repeated. The results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、実施例1〜6では、本発明の要件を満足するので、地汚れ、チリ、中抜け等がない良好な画像を得ることができた。一方、比較例1及び4は、トナーパイルハイトが大きすぎて本発明の要件を満足しないので、地汚れ等の不具合が発生した。また、比較例2及び3は、トナー粒子の円形度が低くすぎて本発明の要件を満足しないので、チリや中抜け等の不良画像が発生した。 As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 6, the requirements of the present invention were satisfied, so that good images free from background stains, dust, voids and the like could be obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 4, since the toner pile height was too large to satisfy the requirements of the present invention, problems such as background contamination occurred. In Comparative Examples 2 and 3, since the circularity of the toner particles was too low to satisfy the requirements of the present invention, defective images such as dust and voids were generated.
(実施例7)
先ず、以下のようにしてトナーを調製した。
即ち、実施例4で作製したトナー粒子(体積平均粒径4.5μm)100部に対して、一次粒子径が15nmで疎水化度が60%の疎水性シリカ0.4部と、同じく一次粒子径が20nmで疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.4部をヘンシェルミキサーにて混合し、その後一次粒子径が100nmの大粒径シリカ(日本エアロジル製RX−50)を0.4部添加し、再度ヘンシェルミキサーにて混合し、電子写真用トナーを得た。
得られた電子写真用トナーをカラー現像剤TYPE L(リコー社製)で使用する電子写真用キャリア(平均粒径50μmφ)と混合し、上記トナーの比率が全体量の5wt%となるように混合した後、ターブラミキサーを用いて1分間攪拌して現像剤とし、以下の評価に用いた。
次に、画像試験似ついて説明する。
上記電子写真用トナーを用いて、IMAGIO COLOR 5100(リコー社製)を改造した評価機により、画像面積率6%の原稿を用いてプリンタモードで20000枚の画像出力を行った後、画像評価を実施した。評価対象の画像は実施例1と同様に感光体上及び中間転写体上における副走査線方向の1ドットライン画像の幅やパイルハイト、地汚れ、チリ、中抜け画像の有無である。その後、感光体上および中間転写体上に形成されたトナーを捕集し、JIS R 1628などの規定に準拠した方法によりトナーの緩み見かけ密度を測定した。結果を表2に示す。なお、現像条件は以下の通りである。
・現像バイアス:AC+DC波、4.50KHz矩形波、Vp−p:800V、Duty=35%、Vdc:−500V
・転写バイアス:1400V
・感光体:90mmφ、暗部電位Vd:−700V、明部電位Vl:−150V
なお、表1において画像評価欄の符号は、それぞれ以下の状態であったことを表す。
〇:地汚れ、チリ、中抜け画像…なし
×:地汚れ、チリ、中抜け画像…あり
(Example 7)
First, a toner was prepared as follows.
That is, with respect to 100 parts of the toner particles (volume average particle diameter 4.5 μm) prepared in Example 4, 0.4 parts of hydrophobic silica having a primary particle diameter of 15 nm and a hydrophobization degree of 60% is the same as the primary particles. 0.4 part of hydrophobized titanium oxide having a diameter of 20 nm and a hydrophobization degree of 60% was mixed with a Henschel mixer, and then 0.4 g of large particle size silica (RX-50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a primary particle diameter of 100 nm was mixed. Partly added and mixed again with a Henschel mixer to obtain an electrophotographic toner.
The obtained electrophotographic toner is mixed with an electrophotographic carrier (average particle size 50 μmφ) used in the color developer TYPE L (manufactured by Ricoh), and mixed so that the ratio of the toner is 5 wt% of the total amount. After that, the developer was stirred for 1 minute using a turbula mixer and used for the following evaluation.
Next, the image test will be described.
Using the electrophotographic toner described above, an image evaluation was performed after outputting 20000 images in the printer mode using a document with an image area ratio of 6% using an evaluation machine in which IMAGEIO COLOR 5100 (manufactured by Ricoh) was modified. Carried out. Similar to the first embodiment, the image to be evaluated is the width of one dot line image in the sub-scanning line direction on the photosensitive member and the intermediate transfer member, the pile height, the background stain, the dust, and the presence or absence of a hollow image. Thereafter, the toner formed on the photosensitive member and the intermediate transfer member was collected, and the loose density of the toner was measured by a method based on the JIS R 1628 standard. The results are shown in Table 2. The development conditions are as follows.
Development bias: AC + DC wave, 4.50 KHz rectangular wave, Vp-p: 800 V, Duty = 35%, Vdc: −500 V
Transfer bias: 1400V
Photoconductor: 90 mmφ, dark portion potential Vd: −700 V, light portion potential Vl: −150 V
In Table 1, the symbols in the image evaluation column represent the following states.
◯: Dirt, dust, hollow image… None ×: Dirt, dust, hollow image… Yes
(実施例8)
上記実施例7のトナー粒子を用い、一次粒子径が15nmで疎水化度が60%の疎水性シリカ0.4部と、同じく一次粒子径が20nmで疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.4部をヘンシェルミキサーにて混合した。その後、一次粒子径が100nmの大粒径シリカ(日本エアロジル社製RX−50)を0.8部添加し、再度ヘンシェルミキサーにて混合し、電子写真用トナーを得た以外は、実施例7と同様にして同様の評価を行った。結果を表2に示す。
(Example 8)
Using the toner particles of Example 7 above, 0.4 part of hydrophobic silica having a primary particle size of 15 nm and a hydrophobicity of 60%, and a hydrophobic titanium oxide having a primary particle size of 20 nm and a hydrophobicity of 60% 0.4 part was mixed with a Henschel mixer. Thereafter, 0.8 part of silica having a large primary particle diameter of 100 nm (RX-50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was added and mixed again with a Henschel mixer to obtain an electrophotographic toner. In the same manner, the same evaluation was performed. The results are shown in Table 2.
(実施例9)
上記実施例7のトナー粒子を用い、一次粒子径が15nmで疎水化度が60%の疎水性シリカ0.5部と、同じく一次粒子径が20nmで疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合した。その後、一次粒子径が100nmの大粒径シリカ(日本エアロジル社製RX−50)を0.4部添加し、再度ヘンシェルミキサーにて混合し、電子写真用トナーを得た以外は、実施例7と同様にして同様の評価を行った。結果を表2に示す。
Example 9
Using the toner particles of Example 7 above, 0.5 part of hydrophobic silica having a primary particle diameter of 15 nm and a hydrophobicity of 60%, and a hydrophobic titanium oxide having a primary particle diameter of 20 nm and a hydrophobicity of 60% 0.5 part was mixed with a Henschel mixer. Thereafter, 0.4 part of silica having a large primary particle size of 100 nm (RX-50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was added and mixed again with a Henschel mixer to obtain an electrophotographic toner. In the same manner, the same evaluation was performed. The results are shown in Table 2.
(実施例10)
上記実施例9の電子写真用トナー粒子を用い、キャリアの平均粒径が35μmφの現像剤を使用した以外は上記実施例9と同様の方法で評価した。結果を表2に示す。
(Example 10)
Evaluation was performed in the same manner as in Example 9 except that the electrophotographic toner particles of Example 9 were used and a developer having an average particle diameter of 35 μmφ was used. The results are shown in Table 2.
(比較例5)
上記実施例7のトナー粒子を用いたが、大粒径シリカを添加しなかった以外は、実施例7と同様に電子写真用トナーを作製し、同様の評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 5)
An electrophotographic toner was prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 except that the toner particles of Example 7 were used but no large particle size silica was added. The results are shown in Table 2.
(比較例6)
IMAGIO COLOR 5100(リコー社製)で通常使用している不定形トナー(体積平均粒径6.8μm)100部を用い、実施例7と同様の処方により、一次粒子径が15nmで疎水化度が60%の疎水性シリカ0.4部と、同じく一次粒子径が20nmで疎水化度が60%の疎水化酸化チタン0.4部をヘンシェルミキサーにて混合した。その後、実施例7と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 6)
Using 100 parts of an irregularly shaped toner (volume average particle size 6.8 μm) usually used in IMAGEIO COLOR 5100 (manufactured by Ricoh Co., Ltd.), the same formulation as in Example 7 was used, and the primary particle size was 15 nm and the degree of hydrophobicity was 0.4 part of 60% hydrophobic silica and 0.4 part of hydrophobized titanium oxide having a primary particle size of 20 nm and a hydrophobization degree of 60% were mixed with a Henschel mixer. Thereafter, the same evaluation as in Example 7 was performed. The results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、実施例7〜10は、本発明の要件を満足するので、地汚れ、チリ、中抜け等がない良好な画像を得ることができた。一方、比較例5は、大粒径無機微粒子を外添剤として添加しなかったため、現像剤の流動性が悪化し、緩み見掛け密度が本発明の要件を満足しないために、地汚れやチリ等の不具合が発生した。また、比較例6では、不定形トナーを用いたために、球形トナーを用いた場合に比べてトナーの平均円形度が小さくなって、本発明の要件を満足しないので、転写効率が低下し、チリ、中抜け等が発生した。 As is clear from Table 2, Examples 7 to 10 satisfy the requirements of the present invention, so that good images free from background stains, dust, voids and the like could be obtained. On the other hand, in Comparative Example 5, since the large particle size inorganic fine particles were not added as an external additive, the fluidity of the developer deteriorated, and the loose apparent density did not satisfy the requirements of the present invention. A malfunction occurred. In Comparative Example 6, since the irregular toner is used, the average circularity of the toner is smaller than when the spherical toner is used and the requirement of the present invention is not satisfied. , Hollowing out, etc. occurred.
1 電子写真感光体(第1の像担持体)
2 現像装置
3 中間転写体(第2の像担持体)
4 帯電装置
5 露光光
6 クリーニング装置
7 レジストローラ
8 転写装置
9 定着装置
10 給紙装置
1 Electrophotographic photoreceptor (first image carrier)
2 Developing device 3 Intermediate transfer member (second image carrier)
4 Charging
Claims (10)
形成された静電潜像をカラー画像に対応する現像剤を用いて現像して単色のトナー像を形成する現像工程と、
前記第1像担持体上に形成されたトナー像を第2像担持体上に転写する第一転写工程とを複数回繰り返し、
前記第2像担持体上に、単色トナー像を積層したカラー画像を形成した後、
この第2像担持体上に形成されたカラー画像を記録媒体に転写させる第二転写工程と、
前記記録媒体に転写されたカラー画像を加熱及び/又は加圧して前記記録媒体に定着させる定着工程と、を行うカラー画像形成方法において、
前記現像剤は、トナーとキャリアを有する二成分現像剤であり、該二成分現像剤に含まれるトナー粒子の体積平均粒径を1〜8μm、平均円形度を0.92〜0.99、緩み見掛け密度を0.5g/cm3以上とし、
前記第1像担持体上に形成されるトナー層の厚さを、前記トナー粒子の体積平均粒径の3倍以下とし、且つ前記第2像担持体上に形成されるカラー画像のトナー層の厚さを、前記トナー粒子の体積平均粒径の5.41倍以下とする
ことを特徴とする画像形成方法。 A latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the first image carrier;
A developing step of developing the formed electrostatic latent image using a developer corresponding to a color image to form a monochromatic toner image;
Repeating the first transfer step of transferring the toner image formed on the first image carrier onto the second image carrier a plurality of times,
After forming a color image in which a single color toner image is laminated on the second image carrier,
A second transfer step of transferring a color image formed on the second image carrier to a recording medium;
A color image forming method for performing a fixing step of fixing the color image transferred to the recording medium by heating and / or pressurizing the recording medium;
The developer is a two-component developer having a toner and a carrier. The toner particles contained in the two-component developer have a volume average particle diameter of 1 to 8 μm, an average circularity of 0.92 to 0.99, and a looseness. The apparent density is 0.5 g / cm 3 or more,
The thickness of the toner layer formed on the first image carrier is not more than three times the volume average particle diameter of the toner particles, and the toner layer of the color image formed on the second image carrier is An image forming method, wherein the thickness is not more than 5.41 times the volume average particle diameter of the toner particles.
トナー粒子は、一次粒子径が5nm〜2μmの無機微粒子を0.01〜5重量%含有している
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。 The true specific gravity of the toner is 1.2 to 1.5 g / cm 3 ,
The image forming method according to claim 1, wherein the toner particles contain 0.01 to 5 wt% of inorganic fine particles having a primary particle diameter of 5 nm to 2 μm.
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成方法。 The inorganic fine particles include small-sized inorganic fine particles whose primary particles have a volume average particle size of 5 nm to 80 nm and large-sized inorganic fine particles whose primary particles have a volume average particle size of 80 nm to 200 nm. The image forming method according to claim 2.
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 3, wherein the small-sized inorganic fine particles are a mixture of two or more selected from silica, titanium oxide, and alumina.
ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1項に記載の画像形成方法。 The inorganic fine particles are hydrophobic inorganic fine particles surface-treated with silicone oil or a silicone coupling agent, and the hydrophobic degree of the hydrophobic inorganic fine particles is 50% or more. 5. The image forming method according to any one of 4 above.
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の画像形成方法。 The toner particles are obtained by dissolving or dispersing a toner composition containing a resin and a colorant in an organic solvent, and dispersing the obtained solution or dispersion in an aqueous medium in the presence of an inorganic dispersant or fine particle polymer. The image according to any one of claims 1 to 5, wherein the image is produced by polyaddition reaction of the dissolved product or dispersion and removing the solvent from the obtained emulsified dispersion. Forming method.
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 6, wherein the resin is a polyester resin and has a number average molecular weight of 2000 to 15000, a glass transition point of 55 to 75 ° C., and an acid value of 1 to 30 mgKOH / g. .
ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 7, wherein the polyester resin contains a modified polyester having a urea bond.
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 7 or 8, wherein the polyester resin contains an alkylene oxide adduct of bisphenols as a polyol component.
ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 1, wherein the toner particles contain wax as a release agent.
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