JP4204203B2 - Image forming method, image forming apparatus, and toner container - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電印刷法などに用いられる画像形成用トナー、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
二成分現像法に用いられる乾式二成分現像剤は、比較的大きな粒子表面上に微小なトナー粒子が、両粒子の摩擦により発生した電気力により保持されており、静電潜像に近接すると、静電潜像が形成する電界力によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア粒子間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。そして、現像剤は現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。
【0003】
従来、二成分現像剤中で用いられているトナーは、着色剤としてカーボンブラックを用いている非磁性トナーが主流であるが、経時での使用において、帯電付与部材としてのキャリアの劣化により帯電量に逆帯電や弱帯電トナーが発生する場合、地かぶりが発生しやすい等の不具合があった。この対策として、磁性体を含有させ、磁気バイアスを用いて地かぶりを防止する方法が考案されているが、磁性体量が多いと画像濃度が出ないことから適正な磁性体量の範囲があった。また、磁性体量が少ない場合の磁性体のみでは、着色度の点で不十分であり、カーボンブラックとの併用が必要とされていたが、着色度を向上させる目的でカーボンブラックを多量含有させると、地かぶり余裕度が低下する等の不具合があった。
【0004】
電子写真法における定着方式としては、そのエネルギー効率のよさから、加熱ヒートローラ方式が広く一般に用いられている。また、近年の省エネルギーのための低温定着や高速複写のように、定着時にトナーに与えられる熱エネルギーは小さくなる傾向にある。このような低温定着に使用されるトナーは、一般に低軟化点の樹脂やワックスを用いることにより、低温定着性を改良することが試みられている。しかし、このような低温定着トナーは、熱的に弱いため、使用している機械の熱や保存時の熱により固まる、いわゆるブロッキングを起こすことが知られている。また、充分な定着温度範囲を確保することも難しく、低温定着性がよい割に比較的熱保存性がよいといわれているポリエステル樹脂を使用しても、未だにこの課題を解決したトナーは得られていない。
【0005】
これらの問題を解決するものとして、特性の異なる二種類のポリエステル樹脂を用いる方法がいくつか提案されている。たとえば、特開昭60−90344号公報には、非線状ポリエステル樹脂と線状ポリエステル樹脂を混合させることが開示されており、特開昭64−15755号公報には、Tg50℃以上、軟化点200℃以下の架橋ポリエステル樹脂と、軟化点150℃以下、MW3,000〜50,000の直鎖ポリエステル樹脂とを混合させることが開示されており、特開平2−82267号公報には、MW5,000以上、分散比20以上の非線状高分子ポリエステル樹脂とMW1,000〜5,000、分散比4以下の非線状ポリエステル樹脂を含有させることが開示されており、特開平3−229264号公報には、酸価5〜60の線状ポリエステル樹脂と酸価5未満の非線状ポリエステル樹脂からなる有機金属化合物を含有させることが開示されており、特開平3−41470号公報には、飽和ポリエステル樹脂で酸価の比が1.5以上の異なるポリエステル樹脂を混合することが開示されている。
【0006】
しかしながら、近年、低温定着化はますます進み、さらなる低温定着化が求められ、装置の小型化とあいまって、低荷重の定着装置を用いた場合の低温定着性及び定着温度範囲の確保と熱保存の両立は難しくなってきている。
また、この二成分現像法では、安定した画像濃度を得るためにキャリアとトナーの混合比(トナー濃度)を一定にする必要があり、そのためのトナー補給機構やセンサー等を搭載する必要があるために、現像装置が大型になり、その動作機構も複雑になるという欠点があった。
【0007】
一方、一成分現像法では前記二成分現像法のようにキャリア粒子とトナー粒子を混合した現像剤を用いず、トナーと現像スリーブの摩擦により発生する電気力あるいは磁性体を含有するトナーと磁石を内蔵した現像スリーブ間の磁気力により現像スリーブ上にトナーを保持し、静電潜像に近接すると静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する潜像への吸引力が、トナー粒子と現像スリーブ間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は、静電潜像上に吸引されて静電潜像が可視化されるものである。
従って、一成分現像法ではトナー濃度を制御する必要がないため、現像装置が小型化できるという利点はあるが、現像領域でのトナー粒子数が二成分現像法に比べて少ないために、感光体へのトナーの供給が充分ではなく、高速の複写機への対応が困難であった。
【0008】
これに対して、二成分現像剤を用いてトナー濃度検知手段を必要とせず、現像剤の動きによってトナーを取り込む現像装置が知られている。しかし、この現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所において、トナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定となって画像濃度ムラや地かぶりが発生し易い。そこで、トナーホッパー内に2つのトナー供給部材を配設し、各トナー供給部材で形成される経路に現像剤を通過させることにより、装置長手方向における濃度ムラや地かぶりを解決する技術が、特開昭63−4282号公報に開示されている。しかし、前記公報に開示された技術では、トナー供給部材を2つ使用するため、現像ユニットが大型化してしまうと共にコストアップしてしまうという問題点があった。また、さらに特開平9−197833公報には、前記欠点を解消する技術が開示されているが、先に示した濃度ムラの解消に関しては充分なものではなかった。
【0009】
また、近年市場では高品質の画像の要求が高まり、従来のような体積平均粒径が10〜15μmのトナーでは十分な高画質が得られなくなってきており、さらに小粒径のトナーが求められている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上記従来技術に鑑みて、本発明の静電画像形成用トナーを提供することを目的とし、さらに部品点数を低減させ、機能の集約化を行なうことにより、小型化及び低コスト化を図りつつ高画質な画像を得ることができる画像形成方法及び装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討により、結着樹脂、磁性粉を少なくとも有するトナーにおいて、該磁性粉の表面が着色剤により被覆され黒色化されている磁性体を10〜40wt%含有していることにより、前記欠点を解消できることを見出した。
ここで、表面が着色剤の被覆により漆黒度が向上している磁性体をトナーに含有させることで、地かぶりの原因の一つであるカーボンブラックの使用を消失若しくは軽減させることができ、また、磁気バイアス効果により低帯電量、逆帯電量等の帯電量が小さいトナーのバイアスによる応答性を落とすことが可能なことから、さらに地かぶり等の余裕度を向上させることができる。ここで、磁性体量が10wt%未満のときは、磁気バイアス効果による地かぶり改善効果が低く、また、40wt%より多い場合は、磁気バイアス効果が大きすぎて現像能力が極端に落ち、画像濃度の点で不具合が見られた。
【0012】
また、該黒色化に用いられる着色剤が、顔料又は/及び染料であるが好ましい。また、該着色顔料が特にカーボンブラックであることにより、漆黒度の高い黒色の磁性体を得ることができ、少量の磁性体への被覆により所望の黒色が得られ易い等の利点があった。
【0013】
また、該磁性粉がカーボンブラックにより被覆されている磁性体を、より好ましくは10〜30wt%含有していることにより、上記欠点を解消できることを見出した。
【0014】
また、更に該トナーが内部にカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量が6wt%以下であることが必要である。ここで、カーボンブラック含有量については、6wt%より多い場合は、カーボンブラック含有に起因した地かぶりの発生が見られ、少なければ少ないほど地かぶりは改善され、多くても6wt%が限界値で、未含有の場合が最も地かぶりが良好であった。より好ましくは含有しない方が良い。
【0015】
また、該磁性体粒子の平均粒径が0.20〜0.40μm、好ましくは0.2〜0.30μmであることにより、樹脂中への磁性体の分散性が適度に分散され、カーボンブラック等の黒色の着色剤の代用としての着色度を得ることができる。ここで、0.2μm未満の場合、樹脂中での磁性体の凝集がより起こりやすくなり、分散不良による地かぶり等の発生が見られ、また、0.40μmより大きくなると着色度の点で問題があった。
【0016】
また更に、該トナーの飽和磁化の値は、10emu/g〜25emu/gの範囲内にあることが良く、より好ましくは、12emu/g〜22emu/gの範囲が良い。ここで、飽和磁化の値が10emu/g未満のときは、磁気バイアス効果による地かぶり改善効果が低く、25emu/gより多い場合は、磁気バイアス効果が大きすぎて現像能力が極端に落ち、画像濃度の点で不具合が見られた。
【0017】
また更に、該結着樹脂が主にポリエステル樹脂であり、該トナーのTHF可溶分により求められたGPCによる分子量分布の値が1000〜10000の間に少なくとも一つのピークを有し、該分布の半値幅が分子量15,000以下で、該トナーがTHF不溶分を2〜40%含有することにより、低温定着で、なおかつ地肌汚れの問題がないトナーを得ることできることが判明した。
【0018】
本発明のトナーの粒径については特に限定的でないが、細線再現性等に優れた高画質を得るためには、体積平均粒径が2.5〜10μmであることが好ましい。特に、本発明で用いるような特定の磁性体をトナー中に含有させると、トナー製造時の粉砕時に粉砕がされ易くなり、トナーの小粒径化がよりし易くなる。このため、高画質が得られ易くなる。
【0019】
ここで、トナー体積平均粒径の測定は、種々の方法によって測定可能であるが、本発明では米国コールター・エレクトロニクス社製のコールターカウンターTAIIが用いられる。
【0020】
また、更にトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置において、該トナーが、結着樹脂、磁性粉を少なくとも有し、該磁性粉の表面が、着色剤により被覆され黒色化されている磁性体を用いることを特徴とする画像形成方法により、前記欠点が解消できることを見出した。一般に、磁性トナーを二成分現像で用いる場合、一成分現像とは異なり、通常の磁性一成分現像剤で用いられているような高い磁化を有する磁性トナーを用いると、その現像の相違から現像能力が極端に低下し、所望の画像濃度が得られない等の問題があった。また、この問題解決のために、磁性体含有量を低減させ、磁化を低下させたトナーを用いた場合は、二成分現像でも所望の画像濃度を得られるようになるが、磁性体の低減により黒色度が低下し、黒色度を向上させるために従来の二成分トナーで用いているカーボンブラック等の黒色顔料を含有させると、地かぶりに対する余裕度の低下が見られた。
【0021】
特に、本発明のトナー濃度検知手段を必要としない画像形成方法においては、従来のトナー濃度検知手段を有し、適正なトナー濃度を維持可能な二成分現像に比べて、濃度ムラや地かぶりの発生に対しては余裕度の向上が求められている。
【0022】
また、該黒色化に用いられる着色剤が顔料又は/及び染料であることが好ましい。また、該着色顔料が特にカーボンブラックであることにより、漆黒度の高い黒色の磁性体を得ることができ、少量の磁性体への被覆により所望の黒色が得られ易い等の利点があった。
また更に、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置に使用されるトナーが、結着樹脂、磁性粉を少なくとも有し、該磁性粉の表面が、着色剤により被覆され黒色化されている磁性体を用いることを特徴とすることにより、前記欠点が解消できる画像形成装置を提供できることを見出した。
【0023】
本発明の画像形成装置の具体的な例としては、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第1の規制部材と、第1の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部は、第1の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第2の規制部材を有し、第2の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合に、該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担持体との間隙が設定されていることを特徴とし、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に拘らず、前記現像剤収容部内の現像剤が同現像剤収容部内で移動し、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が所定のトナー濃度となった際に、第2の規制部材により通過を規制された現像剤が、前記現像剤担持体上の現像剤と前記トナーとの接触部に溜まり、該現像剤が前記接触部を塞ぐことにより前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を停止させる現像装置に使用されるトナーが、結着樹脂、磁性粉を少なくとも有し、該磁性粉の表面が着色剤により被覆され黒色化されている磁性体を用いる画像形成装置が挙げられる。
【0024】
該画像装置における、濃度ムラの改良は、横方向にトナーを動きやすくさせることであり、現像スリーブ上に磁気力により拘束されたトナーへの拘束力が大きければ大きいほどトナーが動きにくく、濃度ムラがより顕著に見られた。したがって、トナーへの拘束力は低いほどよく、磁気バイアスによる地かぶり抑制と濃度ムラとの両立のためには特定の範囲内にトナー自体の磁力を設定する必要があった。しかし、トナーの磁気力を制御するには、トナーに含有させる磁性体量を制御すれば良いが、磁性体量を一般的に磁性トナーと呼ばれているレベルより低くさせると、着色力が落ちるという欠点が見られ、また、カーボンブラックを含有させることで着色力を補った場合においては、先に示したように地かぶり余裕度の低下が見られた。ここで、表面が着色剤により被覆され黒色化されている磁性体をトナーに含有させることで、少量の磁性体のみの使用でも、所望の着色度が得られ、前記濃度ムラと地かぶりの両立がうまくできることを見出した。
【0025】
また、該画像形成装置において、該トナーが、磁性体を10〜40wt%含有、より好ましくは15〜25wt%含有していることにより、前記欠点を解消できることを見出した。ここで、磁性体量が10wt%未満のときは、磁気バイアス効果による地かぶり改善効果が低く、また、40wt%より多い場合は、磁気バイアス効果が大きすぎて現像能力が極端に落ち、画像濃度の点で不具合が見られた。
【0026】
また、該画像形成装置において、該黒色化に用いられる着色剤が顔料又は/及び染料であるが好ましい。
【0027】
また、特に該着色顔料がカーボンブラックであることにより、漆黒度の高い黒色の磁性体を得ることができ、少量の磁性体への被覆により所望の黒色が得られ易い等の利点があった。
【0028】
また、該画像形成装置において、該磁性粉がカーボンブラックにより被覆されている磁性体を、より好ましくは10〜30wt%含有していることにより、上記欠点を解消できることを見出した。
【0029】
また更に、該画像形成装置において、該トナーが内部にカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量が、6wt%以下であることが必要である。ここで、カーボンブラック含有量については6wt%より多い場合は、カーボンブラック含有に起因した地かぶりの発生が見られ、少なければ少ないほど地かぶりは改善され、多くても6wt%が限界値で、未含有の場合が最も地かぶりが良好であった。より好ましくは含有しない方が良い。
【0030】
また、該画像形成装置において、該磁性体粒子の平均粒径が0.20〜0.40μmであることにより、樹脂中への磁性体の分散性が適度に分散され、黒色着色剤のカーボンブラックの代用としての着色度を得ることができる。ここで、0.2μm未満の場合、樹脂中での磁性体の凝集がより起こりやすくなり、分散不良による地かぶり等の発生が見られ、また、0.4μmより大きくなると着色度の点で問題があった。
【0031】
また更に、該画像形成装置において、該トナーの飽和磁化の値は、10emu/g〜25emu/gの範囲内にあることが良く、より好ましくは、12emu/g〜22emu/gの範囲が良い。ここで、飽和磁化の値が10emu/g未満のときは、磁気バイアス効果による地かぶり改善効果が低く、25emu/gより多い場合は、磁気バイアス効果が大きすぎて現像能力が極端に落ち、画像濃度の点で不具合が見られた。
【0032】
また更に、該画像形成装置において、該結着樹脂が主にポリエステル樹脂であり、該トナーのTHF可溶分により求められたGPCによる分子量分布の値が1000〜10000の間に少なくとも一つのピークを有し、該分布の半値幅が分子量15,000以下で、該トナーがTHF不溶分を2〜40%含有することにより、低温定着でなおかつ地肌汚れの問題がないトナーを得ることできることが判明した。
【0033】
また更に、該画像形成装置において、トナーの粒径については特に限定的でないが、細線再現性等に優れた高画質を得るためには、体積平均粒径が2.5〜10μmであることが好ましい。特に、本発明で用いるような特定の磁性体をトナー中に含有させると、トナー製造時の粉砕時に粉砕がされ易くなり、トナーの小粒径化がよりし易くなる。このため、高画質が得られ易くなる。
【0034】
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)は次のようにして測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6重量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えばPressure Chemical Co.あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0035】
THF不溶分は以下のように測定される。
結着樹脂約1.0gを秤量し、これにTHF約50gを加えて20℃で24時間静置する。これをまず、遠心分離で分けJIS規格(P3801)5種Cの定量ろ紙を用いて常温でろ過する。続いて、ろ紙残渣(不溶分)の量を測定し、用いたトナーとろ紙残渣との比(重量%)を算出する。なお、トナーとしたときの結着樹脂中のTHF不溶分を測定する場合には、トナー約1.0gを秤量して結着樹脂と同様の方法で行なうが、ろ紙残渣の中には顔料などの固形物が存在するので、熱分析により別途求める。
結着樹脂のTgは、理学電機社製のRigaku THRMOFLEX TG8110により、昇温速度10℃/minの条件にて測定される。
結着樹脂の軟化点は、高架式フローテスターCFT−500(島津製作所製)を用い、ダイス径1mm、加圧20kg/cm2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm2の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点までの1/2に相当する温度により測定される。
【0036】
次に、本発明のトナーに用いられる材料について詳細に説明する。
本発明に使用される結着樹脂としては、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単重合体;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−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、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、スチレンー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が挙げられる。
【0037】
また、下記の樹脂を混合して使用することもできる。
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、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、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る。
【0038】
また、特に圧力定着用に好適な結着樹脂としては下記のものを挙げることができ、混合して使用できる。
ポリオレフィン(低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレンポリ4弗化エチレンなど)、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体(モノマー比5〜30:95〜70)、オレフィン共重合体(エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂)、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂など。
【0039】
これらの樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合のいずれも利用できる。また、上記樹脂のガラス転位温度Tgは、熱保存性の関係から55℃以上がよく、より好ましくは60℃以上が良い。
【0040】
更に、本発明の磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。
特に、マグネタイトが磁気特性の点で好ましい。本発明では、これら磁性体の表面を着色剤により被覆処理したものが用いられる。ここで、着色剤による表面処理は、磁性体をミキサー等を用いる方法、高速気流中衝撃法、乾式メカノケミカル法等により磁性体表面に着色剤を固定させる方法、若しくは、糊剤としてポリシロキサン等を用いる方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、磁性体表面にカーボン処理されるカーボンの処理量としては、磁性体の重量に対して5〜20wt%、より好ましくは8〜15wt%がよい。また特に用いられる磁性体の形状としては球状のものがより好ましい。なお、平均粒子径は、走査型電子顕微鏡写真からランダムに実測した50個の平均値で求めた。
【0041】
本発明の磁性体表面の被覆に用いる着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブラック、グラファイト、フラーレン等の黒色の染顔料など、更に数種染顔料を使用することで黒色を出現させるような染顔料/化合物、従来公知のいかなる黒色染顔料をも単独あるいは混合して使用し得るが、黒色度の点でカーボンブラックが最も有利である。また、磁性体の色を考慮し、その赤みを補色により黒色化するような着色剤、例えばアニリンブルー、フタロシアニンブルー等の青色の染顔料を用いても良い。
本発明の黒色化された磁性体を用いたトナーの黒色度については、色空間L*ab値で表現されるが、L*値の上限が24.0で、好ましくは、23.0以下、より好ましくは、21.0以下であり、a値、b値が各々±1.5以下、より好ましくは±1.0以下であることが良い。L*値が24.0を超える場合は、明度が高くなり、黒色度が低下してしまう。a値、b値については、±1.5よりも大きくなると、色空間で黒色より遠ざかる方向になり、黒色度が低下してしまう。ここで、L*ab値の測定はX−Rite社製X−Rite938にて、紙上に形成したベタ画像を測定することで求めた。
【0042】
本発明のトナーに用いる着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。これらの着色剤の使用量は、トナー樹脂成分に対して通常1〜30重量%、好ましくは3〜20重量%である。
【0043】
本発明において、トナーに使用される離型剤としては公知のものが全て使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独または組み合わせて使用することができる。
【0044】
カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が5以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が1μm以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が5〜14であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は10〜30が好ましい。その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。これらの離型剤の使用量は、トナー樹脂成分に対し、1〜20重量部、好ましくは3〜10重量部である。
【0045】
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤、流動性改良剤などを配合することも可能である。
また、本発明のトナーに含有される帯電制御剤としては、従来公知のものが全て使用できる。正帯電制御剤としては、ニグロシン、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物他等が挙げられ、負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体他等が挙げられる。
【0046】
また、本発明に用いられる疎水性無機微粉末としては、公知のものを全て用いることができるが、疎水性シリカ微粉末、疎水性チタン微粉末等が好ましい。また、本発明で用いられる疎水性シリカ粒子は、公知のものが全て使用できる。シランカップリング剤、シリコーンワニス、シリコーンオイル、有機ケイ素化合物、また、官能基を有するこれらの物質などの疎水化処理剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチレンジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、ジクロロジメチルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、トリメトキシシリル−γ−プロピルフェニルアミン等がある。シリコーンオイルとしては、メチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、クロルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、ポリオキシアルキル変性シリコーンオイル等がある。これらは1種或は2種以上の混合物で用いられる。以上のような処理においては、単一の処理或は種々の処理を併用してもよい。
【0047】
また、本発明で用いられる疎水性チタン粒子は、公知のものが全て使用できる。表面処理剤としては、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等の各種のシリコーンオイル、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、n−オクタデシルジメチル(3−(トリメトキシシリル)プロピル)アンモニウムクロライド等の各種のアルキルシラントリフルオロメチルエチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン等の各種のフルオロアルキルシラン、特に、ビニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤に代表されるシラン系・チタン系・アルミ系・アルミナ−ジルコニア系等の各金属系カップリング剤のいずれの処理剤も使用可能であり、これらを二種以上を混合している。
【0048】
また、本発明のトナーは、必要に応じて添加物を混合してもよい。添加物としては、例えばテフロン、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィンなどの定着助剤等がある。
【0049】
また、本発明のトナーは、一成分用トナーとしても二成分用トナーとしても用いることができ、更に、モノ黒トナーとしてもフルカラー用の黒トナーとしても用いることができる。
【0050】
本発明のトナーを二成分現像剤として用いる場合に使用されるキャリアコア粒子としては、実質的に磁性フェライトの如き磁性体のみからなる磁性体コア粒子の場合と、多数の磁性微粒子が樹脂中に分散されている磁性体分散型樹脂コア粒子の場合とに分けられる。
磁性体コア粒子の場合、コア粒子を形成している磁性体として、鉄、ニッケル、コバルトの如き磁性金属及びそれらの合金、或は希土類を含有する合金類;ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライト等のソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライトの如き鉄系酸化物、及びそれらの混合物を挙げることができる。
【0051】
更に、その他の鉄系合金、例えば、鉄−シリコン系合金、鉄−アルミニウム系合金、鉄−シリコン−アルミニウム系合金、パーマロイ合金等を用いることができる。本発明において好ましくは、磁性フェライトコア粒子であって、該フェライト粒子が周期律表IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB属の中から選ばれる元素を少なくとも1種類以上含有しており、且つその他の元素の含有量が1重量%未満である磁性粒子を用いることができる。
【0052】
本発明に使用される磁性体コア粒子は、焼結法やアトマイズ法の如き製造方法によって製造が可能であり、必要に応じて磁性体粒径分布をシャープにして造粒したり、焼結温度、昇温速度及び加熱保持時間等をコントロールすることにより所定の磁気特性を持つ磁性体コア粒子を製造することができる。
【0053】
本発明に使用される磁性体コア粒子の比抵抗としては、所望の磁気特性を満足するものであれば使用することができ、105Ω・cm〜1010Ω・cmの比抵抗を有するフェライト粒子、若しくはマグネタイト粒子が好適に使用される。
【0054】
磁性体分散型樹脂コア粒子の場合、樹脂分散される磁性微粒子を構成する磁性体として、鉄、コバルト、ニッケルの如き強磁性金属の合金または化合物等が挙げられる。
【0055】
本発明のトナーを二成分現像剤として用いる場合に使用されるキャリアコア粒子にコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、30〜90重量%のスチレン分を有するものが好ましい。この場合、スチレン分が30重量%未満だと現像特性が低く、90重量%を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。
【0056】
また、本発明におけるキャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
【0057】
本発明のトナーを、一成分現像剤あるいは二成分現像剤のいずれで用いる場合においても、トナーは容器に充填され、トナーが充填された容器は、画像形成装置とは別途に流通され、ユーザーが画像形成装置に装着して画像形成するのが一般的である。
前記容器として用いられるものは限定的でなく、従来のボトル型あるいはカートリッジ型に限らず用いられる。
【0058】
また、画像形成装置とは電子写真法によって画像を形成するための装置であれば限定されず、例えば複写機とかプリンターが包含される。
【0059】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、現像装置は(株)リコー製MF−250及び前記構成中に示した図1、2の装置を搭載したMF−200改造機を用いた。また、部数はすべて重量部である。各実施例のスタート時と14万枚後の評価結果の平均を以下に示す評価に基いて行なった結果を表1に示す。
【0060】
(地かぶり)
白色原稿を用いてA3サイズで出力し、その画像の任意の6個所の位置の画像濃度を、マクベス反射濃度計で測定し、そのIDについて以下の判断基準により5段階で行なった。なお、全く地かぶりがない状態は、紙の反射濃度と同等な値であり、その値が大きいほど地かぶりは悪い結果となっている。
良 ◎:大変良い、○:良い、□:普通、△:悪い、×:大変悪い 悪
【0061】
(画像濃度ムラ)
全面ハーフトーンのチャートを用いてA4サイズで15枚連続で出力した後の画像濃度ムラ(直前の画像の履歴)の発生の程度を、以下の判断基準により5段階で行なった。
良 ◎:大変良い、○:良い、□:普通、△:悪い、×:大変悪い 悪
【0062】
(ベタ均一性(画像濃度))
一部のベタ部を前後左右に各6点持ったA3サイズのチャートを用いて画像をA3サイズで出力し、その画像のベタ部6個所の位置の画像濃度を、マクベス反射濃度計で測定し、そのID偏差について以下の判断基準により5段階で行なった。
良 ◎:大変良い、○:良い、□:普通、△:悪い、×:大変悪い 悪
【0063】
(細線再現性)
各現像剤に関して、画像評価テストを行ない、細線再現性について以下の判定基準により5段階に評価した。
優:◎、良:○、□:普通、△:悪い、×:最悪
【0064】
(定着性評価)
定着ローラーとしてテフロンローラーを使用した(株)リコー製複写機 MF−200定着部を改造した装置を用いて、これにリコー製のタイプ6200紙をセットし複写テストを行なった。定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)とホットオフセット温度(耐ホットオフセット温度)を求めた。従来の低温定着トナーの定着下限温度は140〜150℃程度である。なお、低温定着の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/sec、面圧1.2Kgf/cm2、ニップ幅3mm、高温オフセットの評価条件は、紙送りの線速度を50mm/sec、面圧2.0Kgf/cm2、ニップ幅4.5mmと設定した。
コールドオフセット発生温度及び高温オフセット発生温度を以下のように求めた。
(低温定着性)
良 ◎:130℃未満、○:130〜140℃、□:140〜150℃、
△:150〜160℃、×:160℃以上 悪
(ホットオフセット)
良 ◎:201℃以上、○:200〜191℃、□:190〜181℃、
△:180〜171℃、×:170℃以下 悪
の5段階で行なった。
【0065】
【表1】

Figure 0004204203
【0066】
図1は、本発明の現像装置の実施例を採用した画像形成装置の現像装置要部の概略構成図である。実際の実施例では本現像装置をリコー製複写機MF−200を改造した改造機に組み込み評価した。以下、その詳細について示す。
潜像担持体である感光体ドラム(1)の側方に配設された現像装置(13)は、支持ケース(14)、現像剤担持体としての現像スリーブ(15)、現像剤収容部材(16)、現像剤規制部材としての第1ドクターブレード(17)等から主に構成されている。
【0067】
感光体ドラム(1)側に開口を有する支持ケース(14)は、内部にトナー(18)を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー(19)を形成している。トナーホッパー(19)の感光体ドラム(1)側寄りには、トナー(18)と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤(22)を収容する現像剤収容部(16a)を形成する現像剤収容部材(16)が、支持ケース(14)と一体的に設けられている。また、現像剤収容部材(16)の下方に位置する支持ケース(14)には、対向面(14b)を有する突出部(14a)が形成されており、現像剤収容部材(16)の下部と対向面(14b)との間の空間によって、トナー(18)を供給するためのトナー供給開口部(20)が形成されている。
【0068】
トナーホッパー(19)の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ(21)が配設されている。トナーアジテータ(21)は、トナーホッパー(19)内のトナー(18)をトナー供給開口部(20)に向けて撹拌しながら送り出す。また、トナーホッパー(19)の、感光体ドラム(1)と対向する側には、トナーホッパー(19)内のトナー(18)の量が少なくなったときにこれを検知するトナーエンド検知手段(14c)が配設されている。
【0069】
感光体ドラム(1)とトナーホッパー(19)との間の空間には、現像スリーブ(15)が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ(15)は、その内部に、現像装置(13)に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有している。
現像剤収容部材(16)の、支持ケース(14)に取り付けられた側と対向する側には、第1ドクターブレード(17)が一体的に取り付けられている。第1ドクターブレード(17)は、その先端と現像スリーブ(15)の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
【0070】
現像剤収容部材(16)の、トナー供給開口部(20)の近傍に位置する部位には、規制部材としての第2ドクターブレード(23)が配設されている。第2ドクターブレード(23)は、その自由端が現像スリーブ(15)の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現像スリーブ(15)の表面に形成される現像剤(22)の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリーブ(15)の中心に向けて、基端を現像剤収容部材(16)に一体的に取り付けられている。
現像剤収容部(16a)は、現像スリーブ(15)の磁力が及ぶ範囲で、現像剤(22)を循環移動させるに十分な空間を有するように構成されている。
【0071】
なお、対向面(14b)は、トナーホッパー(19)側から現像スリーブ(15)側に向けて下向きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成されている。これにより、振動、現像スリーブ(15)の内部に設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤(22)中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際に、第2ドクターブレード(23)と現像スリーブ(15)の周面との間から現像剤収容部(16a)内のキャリアが落下しても、落下したキャリアは対向面(14b)で受けられて現像スリーブ(15)側に移動し、磁力で現像スリーブ(15)に磁着されて再び現像剤収容部(16a)内に供給される。これにより現像剤収容部(16a)内のキャリア量の減少を防止することができ、画像形成時における、現像スリーブ(15)の軸方向での画像濃度むらの発生を防止することができる。対向面(14b)の傾斜角度(α)としては5゜程度が、また、所定の長さ(l)としては、好ましくは2〜20mm、さらに好ましくは3〜10mm程度が望ましい。
【0072】
上記構成により、トナーホッパー(19)の内部からトナーアジテータ(21)によって送り出されたトナー(18)は、トナー供給開口部(20)を通って現像スリーブ(15)に担持された現像剤(22)に供給され、現像剤収容部(16a)へ運ばれる。そして、現像剤収容部(16a)内の現像剤(22)は、現像スリーブ(15)に担持されて感光体ドラム(1)の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー(18)のみが感光体ドラム(1)上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム(1)上にトナー像が形成される。
【0073】
ここで、上記トナー像形成時における現像剤(22)の挙動を説明する。現像装置(13)に磁性キャリア(22a)のみからなるスタート剤をセットすると、図2に示すように、磁性キャリア(22a)は現像スリーブ(15)の表面に磁着されるものと現像剤収容部(16a)内に収容されるものとに分かれる。現像剤収容部(16a)内に収容された磁性キャリア(22a)は、現像スリーブ(15)の矢印(a)方向への回転に伴い、現像スリーブ(15)内からの磁力によって矢印(b)方向へ循環移動する。そして、現像スリーブ(15)の表面に磁着された磁性キャリア(22a)の表面と現像剤収容部(16a)内で移動する磁性キャリア(22a)の表面との境界部において界面(X)が形成される。
【0074】
次に、トナーホッパー(19)にトナー(18)がセットされると、トナー供給開口部(20)より現像スリーブ(15)に担持された磁性キャリア(22a)にトナー(18)が供給される。従って、現像スリーブ(15)は、トナー(18)と磁性キャリア(22a)との混合物である現像剤(22)を担持することとなる。
【0075】
現像剤収容部(16a)内では、収容されている現像剤(22)の存在により、現像スリーブ(15)によって搬送される現像剤(22)に対して、その搬送を停止させようとする力が働いている。そして、現像スリーブ(15)に担持された現像剤(22)の表面に存在するトナー(18)が界面(X)へ搬送されると、界面(X)近傍における現像剤(22)間の摩擦力が低下して界面(X)近傍の現像剤(22)の搬送力が低下し、これにより界面(X)近傍での現像剤(22)の搬送量が減少する。
【0076】
一方、合流点(Y)より現像スリーブ(15)の回転方向上流側の現像剤(22)には、上述の現像剤収容部(16a)内のような、現像スリーブ(15)によって搬送される現像剤(22)に対して、その搬送を停止させるような力は作用しないので、合流点(Y)へ搬送されてきた現像剤(22)と界面(X)を搬送される現像剤(22)との搬送量のバランスが崩れて現像剤(22)の玉突状態が発生し、合流点(Y)の位置が上昇して界面(X)を含む現像剤(22)の層厚が増加する。また、第1ドクターブレード(17)を通過した現像剤(22)の層厚も徐々に増加し、この増加した現像剤(22)が第2ドクターブレード(23)によって掻き落とされる。
【0077】
そして、第1ドクターブレード(17)を通過した現像剤(22)が所定のトナー濃度に達すると、図2に示すように、第2ドクターブレード(23)に掻き落とされて層状となった増加分の現像剤(22)がトナー供給開口部(20)を塞ぎ、この状態でトナー(18)の取り込みが終了する。このとき、現像剤収容部(16a)内では、トナー濃度が高くなることにより現像剤(22)の嵩が大きくなり、これにより現像剤収容部(16a)内の空間が狭くなることによって、現像剤(22)が図の矢印(b)方向に循環移動する移動速度も低下する。
【0078】
このトナー供給開口部(20)を塞ぐように形成された現像剤(22)の層において、第2ドクターブレード(23)に掻き落とされた現像剤(22)は、移動して対向面(14b)で受けられるが、対向面(14b)が現像スリーブ(15)側に向けて角度(α)で下方に傾斜し、かつ、所定長さ(l)を有しているため、現像剤(22)の層の移動による、トナーホッパー(19)への現像剤(22)の落下を防止することができ、現像剤(22)の量を常に一定に保つことができるので、トナー供給を常時一定に自己制御することが可能となる。
【0079】
【実施例】
次に、本実施例等に用いるカーボン処理磁性体の製造例を示す。これは公知の表面処理手段により得ることができるが、これに限定されない。
【0080】
(黒色化された磁性体製造例1)
戸田工業社製のマグネタイト粒子MTS−305に、カーボンブラックを8wt%メカノミル(岡田精工社製)またはメカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用いてマグネタイト粒子表面に固定させ黒色磁性体1を得た。
【0081】
(黒色化された磁性体製造例2)
戸田工業社製のマグネタイト粒子MTS−305に、アニリンブラックを8wt%メカノミル(岡田精工社製)またはメカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用いてマグネタイト粒子表面に固定させ黒色磁性体2を得た。
【0082】
次に、本実施例等に用いるシリコーン樹脂を被覆層に有するキャリアの製造例を示す。これは公知の手段により行なうことができる。
(キャリア製造例1)
被覆層形成液の組成
シリコン樹脂溶液(SR2411 東レシリコーン社製) 100部
カーボンブラック(#44 三菱化成工業社製) 4部
トルエン 100部
上記処方をホモミキサーで30分間分散して被覆層形成液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径80μmの球状フェライト1000重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成したキャリアAを得た。
【0083】
Figure 0004204203
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルまたは機械式粉砕機、風力分級機で粉砕分級し、体積平均径9.0μmのトナー母体を得た。得られたトナー母体に所定の疎水性シリカを0.7wt%添加混合し、最終的なトナーとした。このトナー4.0部に対し、上記キャリアA96.0部とをボールミルで混合し現像剤を得た。この現像剤にMF−250を用いて複写実験を行なった。
なお、このときのトナーの飽和磁化は15.2emu/g、分子量分布のメインピークは10000、トナー分子量分布の半値幅は300000、THF不溶分は0%であった。
【0084】
(実施例2)
トナー体積平均径を12.0μm、疎水性シリカ添加量を0.5wt%とした以外は、実施例1と同様なトナーを得た。
【0085】
(実施例3)
トナー体積平均径を7.0μm、疎水性シリカ添加量を0.9wt%とした以外は、実施例1と同様なトナーを得た。
【0086】
(比較例1)
実施例1中のカーボン処理磁性体1をカーボン未処理品に変えた以外は、実施例1と同様な試験を行なった。
【0087】
(比較例2)
実施例1中のカーボン処理磁性体1を5wt%、カーボンブラックを10wt%含有させた以外は、実施例1と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は5.8emu/gであった。
【0088】
(比較例3)
実施例1中のカーボン処理磁性体1を50wt%含有させた以外は、実施例1と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は41.8emu/gであった。
【0089】
(実施例4)
実施例1の磁性体量を36wt%に増やした以外は、実施例1と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は31.2emu/gであった。
【0090】
(実施例5)
実施例1の磁性体粒径を0.13μmのものに代えた以外は、実施例1と同様な試験を行なった。このときのトナーの飽和磁化は16.2emu/gであった。
【0091】
(実施例6)
実施例1の磁性体粒径を0.35μmのものに代えた以外は、実施例1と同様な試験を行なった。このときのトナーの飽和磁化は15.0emu/gであった。
【0092】
Figure 0004204203
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルまたは機械式粉砕機、風力分級機で粉砕分級し、体積平均粒径約9μmのトナー母体を得た。得られたトナー母体に所定の疎水性シリカを0.7wt%添加混合し、最終的なトナーとした。このトナー4.0部に対し、上記キャリアA96.0部とをボールミルで混合し現像剤を得た。この現像剤を用いて実施例1と同様な試験を行なった。
なお、このときのトナーの飽和磁化は13.6emu/g、分子量分布のメインピークは7900、トナー分子量分布の半値幅は13000、THF不溶分は18%であった。
【0093】
(実施例8)
実施例1と同様なトナー13.0部に対し、上記キャリアA87.0部とをボールミルで混合し現像剤を得た。この現像剤に前記構成中に示した図1、2の装置を搭載したMF−200改造機を用いて複写実験を行なった。
【0094】
(比較例4)
実施例8中の黒色磁性体1をカーボン未処理品に変えた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。
【0095】
比較例5
実施例8中のカーボンブラックを8wt%に増加含有させた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。
なお、このときのトナーの飽和磁化は12.3emu/gであった。
【0096】
比較例6
実施例8中の黒色磁性体1を5wt%、カーボンブラックを10wt%含有させた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は5.4emu/gであった。
【0097】
比較例7
実施例8中の黒色磁性体1を50wt%含有させた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は41.8emu/gであった。
【0098】
(実施例
実施例8でカーボンブラックを除いたトナーを用いた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は21.9emu/gであった。
【0099】
(実施例10
実施例8の磁性体量を38wt%に増やした以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は31.3emu/gであった。
【0100】
(実施例11
実施例8の磁性体粒径を0.13μmのものに代えた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は13.8emu/gであった。
【0101】
(実施例12
実施例8の磁性体粒径を0.35μmのものに代えた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は13.2emu/gであった。
【0102】
(実施例13
実施例8のトナーを以下の構成に代えた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。
ポリエステル樹脂(A) 50部
(重量平均分子量5,100、Tg63℃、THF不溶分0%、
軟化点145℃、分子量ピーク4,100)
ポリエステル樹脂(B) 50部
(重量平均分子量6,200、Tg61℃、THF不溶分30%、
軟化点100℃、分子量ピーク3,800)
酸化ライスワックス 5部
黒色磁性体2(平均径0.25μm) 30部
(22.1wt%)
含金属アゾ化合物 1部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで130〜140℃の温度で約30分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミルまたは機械式粉砕機、風力分級機で粉砕分級し、体積平均粒径約6.8μmのトナー母体を得た。得られたトナー母体に所定の疎水性シリカを0.7wt%添加混合し、最終的なトナーとした。このトナー4.0部に対し、上記キャリアA96.0部とをボールミルで混合し現像剤を得た。この現像剤を用いて実施例6と同様な試験を行なった。
なお、このときのトナーの飽和磁化は17.3emu/g、分子量分布のメインピークは6100、トナー分子量分布の半値幅は10000、THF不溶分は13%であった。
【0103】
(実施例14
実施例13の黒色着色剤を黒色着色剤に代えた以外は、実施例8と同様な試験を行なった。なお、このときのトナーの飽和磁化は17.1emu/gであった。
【0104】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、磁性体表面が着色剤により被覆処理により黒色化された磁性体を所定の範囲内でトナー中に含有させることにより、地かぶりが改良されたトナーを提供することができ、また、トナー供給を常時一定に自己制御することができる簡易な構成でトナー濃度の調整を容易に行なうことができる特定の現像方式に用いるトナーにおいて、磁性体表面が着色剤の被覆処理により黒色化された磁性体を含有させることによりコピー経時で濃度ムラ、地かぶりが改良された画像形成方法及び画像形成装置を提供することができるるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の1例を示す図である。
【図2】本発明の画像形成装置例におけるトナー像形成時の現像剤の挙動を示す例である。
【符号の説明】
1 潜像担持体(感光体ドラム)
13 現像装置
14 支持ケース
14a 支持ケース突出部
14b 支持ケース対向面
14c トナーエンドセンサ
15 現像剤担持体(現像スリーブ)
16 現像剤収容部材
16a 現像剤収容部
17 第1の規制部材(第1ドクターブレード)
18 トナー
19 トナー収容部(トナーホッパー)
20 トナー供給開口部
21 トナー供給手段(トナーアジテータ)
22 現像剤
22a 磁性キャリア
23 第2の規制部材(第2ドクターブレード)
X 界面部(界面)
Y 現像剤合流点
a 現像スリーブ回転方向
b キャリア循環方向
α 対向面傾斜角度
l 対向面長さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming toner, an image forming method, and an image forming apparatus used for electrophotography, electrostatic printing, and the like.
[0002]
[Prior art]
In the dry two-component developer used in the two-component development method, fine toner particles are held on the surface of relatively large particles by the electric force generated by friction between both particles, and when close to the electrostatic latent image, The attracting force in the direction of the latent image with respect to the toner particles due to the electric field force formed by the electrostatic latent image overcomes the binding force between the toner particles and the carrier particles, and the toner particles are attracted and adhered onto the electrostatic latent image. The latent image is visualized. The developer is repeatedly used while replenishing the toner consumed by the development.
[0003]
Conventionally, toners used in two-component developers are mainly non-magnetic toners using carbon black as a colorant. However, when used over time, the amount of charge is reduced due to the deterioration of the carrier as a charging member. However, when reversely charged or weakly charged toner is generated, there is a problem that ground fog is likely to occur. As a countermeasure, a method has been devised in which a magnetic substance is contained and a ground bias is prevented by using a magnetic bias. However, since there is no image density if the magnetic substance amount is large, there is a range of an appropriate magnetic substance amount. It was. In addition, the magnetic material alone when the amount of the magnetic material is small is insufficient in terms of coloring degree, and it is necessary to use it together with carbon black. However, a large amount of carbon black is contained for the purpose of improving the coloring degree. And there was a problem such as a decrease in the ground cover margin.
[0004]
As a fixing method in electrophotography, a heated heat roller method is widely used because of its energy efficiency. Further, as in recent low-temperature fixing and high-speed copying for energy saving, the thermal energy given to the toner at the time of fixing tends to be small. In general, attempts have been made to improve the low-temperature fixability of the toner used for such low-temperature fixing by using a resin or wax having a low softening point. However, since such a low-temperature fixing toner is thermally weak, it is known to cause so-called blocking, which is hardened by the heat of the machine used or the heat during storage. In addition, it is difficult to secure a sufficient fixing temperature range, and even if a polyester resin, which is said to be relatively good in heat storage for good low-temperature fixability, a toner that still solves this problem can be obtained. Not.
[0005]
In order to solve these problems, several methods using two types of polyester resins having different characteristics have been proposed. For example, JP-A-60-90344 discloses mixing a non-linear polyester resin and a linear polyester resin, and JP-A 64-15755 discloses a softening point of Tg 50 ° C. or higher. It is disclosed that a cross-linked polyester resin having a temperature of 200 ° C. or lower and a linear polyester resin having a softening point of 150 ° C. or lower and a MW of 3,000 to 50,000 are mixed. It is disclosed that a non-linear polymer polyester resin having a dispersion ratio of 20 or more and a non-linear polyester resin having a MW of 1,000 to 5,000 and a dispersion ratio of 4 or less is disclosed in JP-A-3-229264. The publication discloses that an organometallic compound comprising a linear polyester resin having an acid value of 5 to 60 and a non-linear polyester resin having an acid value of less than 5 is contained. Are, in JP-A-3-41470, the ratio of acid value with a saturated polyester resin is disclosed to mix a 1.5 or more different polyester resins.
[0006]
However, in recent years, low-temperature fixing has been increasingly progressed, and further low-temperature fixing has been demanded. Together with downsizing of the device, securing low-temperature fixability and fixing temperature range when using a low-load fixing device and heat storage It is becoming difficult to achieve both.
Further, in this two-component development method, in order to obtain a stable image density, it is necessary to make the mixing ratio (toner density) of the carrier and the toner constant, and it is necessary to mount a toner replenishing mechanism and a sensor for that purpose. In addition, the developing device becomes large and its operation mechanism is complicated.
[0007]
On the other hand, in the one-component development method, unlike the two-component development method, a developer in which carrier particles and toner particles are mixed is not used, and an electric force generated by friction between the toner and the developing sleeve or a toner and a magnet containing a magnetic material are used. When the toner is held on the developing sleeve by the magnetic force between the built-in developing sleeves and the electrostatic latent image is brought close to the electrostatic latent image, the toner particles and the developing sleeve are attracted to the latent image by the electric field formed by the electrostatic latent image. Overcoming the bonding force between the toner particles, the toner particles are attracted onto the electrostatic latent image to visualize the electrostatic latent image.
Therefore, since it is not necessary to control the toner density in the one-component development method, there is an advantage that the developing device can be downsized. However, since the number of toner particles in the development region is smaller than that in the two-component development method, The toner was not sufficiently supplied to the printer, making it difficult to handle high-speed copying machines.
[0008]
On the other hand, there is known a developing device that uses a two-component developer and does not require a toner density detecting means and takes in toner by the movement of the developer. However, in this developing device, the amount of toner taken in is different between a portion where the developer is actively moving and a portion where the developer is not moving, or a portion where the developer is high and a portion where the developer is low, and the toner density is partially unstable. Concentration unevenness and ground fog are likely to occur. Therefore, a technology that solves density unevenness and fogging in the longitudinal direction of the apparatus by disposing two toner supply members in the toner hopper and allowing the developer to pass through a path formed by each toner supply member. This is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 63-4282. However, since the technique disclosed in the above publication uses two toner supply members, there is a problem that the developing unit becomes large and the cost increases. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 9-197833 discloses a technique for solving the above-mentioned drawbacks, but it is not sufficient for eliminating the density unevenness described above.
[0009]
In recent years, the demand for high-quality images has increased in the market, and it has become impossible to obtain a sufficiently high image quality with a conventional toner having a volume average particle size of 10 to 15 μm. Further, a toner having a smaller particle size is required. ing.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above prior art, and aims to provide the toner for forming an electrostatic image of the present invention. Further, by reducing the number of parts and consolidating functions, the present invention can be reduced in size and size. An object of the present invention is to provide an image forming method and apparatus capable of obtaining a high-quality image while reducing costs.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have intensively studied that the toner having at least a binder resin and magnetic powder contains 10 to 40 wt% of a magnetic material whose surface is coated with a colorant and blackened. The present inventors have found that the above disadvantages can be eliminated.
Here, the use of carbon black, which is one of the causes of ground fogging, can be eliminated or reduced by including in the toner a magnetic material whose surface has improved jetness by coating with a colorant. In addition, since the responsiveness due to the bias of the toner having a small charge amount such as a low charge amount and a reverse charge amount can be lowered by the magnetic bias effect, a margin such as a ground cover can be further improved. Here, when the amount of the magnetic material is less than 10 wt%, the effect of improving the ground cover by the magnetic bias effect is low, and when it is more than 40 wt%, the magnetic bias effect is too large and the developing ability is extremely lowered, and the image density is reduced. There was a problem with this point.
[0012]
The colorant used for the blackening is preferably a pigment or / and a dye. Further, since the color pigment is carbon black in particular, there is an advantage that a black magnetic material having a high jetness can be obtained, and that a desired black can be easily obtained by coating a small amount of the magnetic material.
[0013]
Moreover, it discovered that the said fault can be eliminated by containing 10-30 wt% of the magnetic body by which this magnetic powder was coat | covered with carbon black more preferably.
[0014]
Further, when the toner contains carbon black therein, the carbon black content needs to be 6 wt% or less. Here, when the carbon black content is more than 6 wt%, the occurrence of ground cover due to the carbon black content is observed, and the smaller the content, the more the ground cover is improved. At most, 6 wt% is the limit value. When not contained, the ground cover was the best. It is better not to contain it.
[0015]
Further, when the average particle size of the magnetic particles is 0.20 to 0.40 μm, preferably 0.2 to 0.30 μm, the dispersibility of the magnetic material in the resin is appropriately dispersed, and carbon black As a substitute for a black colorant such as the above, a coloring degree can be obtained. Here, when the thickness is less than 0.2 μm, the aggregation of the magnetic substance in the resin is more likely to occur, the occurrence of ground fogging due to poor dispersion is seen, and when it is larger than 0.40 μm, there is a problem in terms of coloring degree. was there.
[0016]
Further, the saturation magnetization value of the toner is preferably in the range of 10 emu / g to 25 emu / g, more preferably in the range of 12 emu / g to 22 emu / g. Here, when the value of the saturation magnetization is less than 10 emu / g, the effect of improving the ground cover by the magnetic bias effect is low. When the saturation magnetization value is more than 25 emu / g, the magnetic bias effect is too large and the developing ability is extremely reduced, and the image There was a defect in terms of concentration.
[0017]
Further, the binder resin is mainly a polyester resin, and the molecular weight distribution value by GPC determined from the THF soluble content of the toner has at least one peak between 1000 and 10,000. It has been found that when the full width at half maximum is 15,000 or less and the toner contains 2 to 40% of a THF-insoluble content, a toner that can be fixed at a low temperature and has no problem of background staining can be obtained.
[0018]
The particle size of the toner of the present invention is not particularly limited, but the volume average particle size is preferably 2.5 to 10 μm in order to obtain a high image quality excellent in fine line reproducibility and the like. In particular, when a specific magnetic material such as that used in the present invention is contained in the toner, the toner is easily pulverized at the time of pulverization at the time of toner production, and the toner has a smaller particle size. For this reason, it becomes easy to obtain high image quality.
[0019]
Here, the volume average particle diameter of the toner can be measured by various methods. In the present invention, Coulter Counter TAII manufactured by Coulter Electronics, USA is used.
[0020]
Further, by using a two-component developer containing a toner and a magnetic carrier, the contact state between the developer and the toner is changed by changing the toner concentration of the developer on the developer carrier, and the developer In a developing device that changes the toner intake state of a developer on a carrier, the toner has at least a binder resin and magnetic powder, and the surface of the magnetic powder is coated with a colorant and blackened. It has been found that the above-mentioned drawbacks can be solved by an image forming method characterized by using a body. In general, when magnetic toner is used in two-component development, unlike single-component development, if magnetic toner with high magnetization like that used in ordinary magnetic one-component developer is used, the development ability is different due to the difference in development. However, there is a problem that the desired image density cannot be obtained. In addition, in order to solve this problem, when a toner having a reduced magnetic substance content and a reduced magnetization is used, a desired image density can be obtained even with two-component development. When black pigment such as carbon black used in the conventional two-component toner is included in order to improve the blackness, the degree of blackness is lowered, and the margin against ground fog is lowered.
[0021]
In particular, in the image forming method that does not require the toner density detecting means of the present invention, density unevenness and ground fogging are observed as compared with the two-component development that has a conventional toner density detecting means and can maintain an appropriate toner density. There is a need to improve the margin for occurrence.
[0022]
The colorant used for the blackening is preferably a pigment or / and a dye. Further, since the color pigment is carbon black in particular, there is an advantage that a black magnetic material having a high jetness can be obtained, and that a desired black can be easily obtained by coating a small amount of the magnetic material.
Furthermore, the developer is changed in contact state between the developer and the toner by changing the toner concentration of the developer on the developer carrier using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier. The toner used in the developing device that changes the toner intake state of the developer on the carrier has at least a binder resin and magnetic powder, and the surface of the magnetic powder is coated with a colorant and blackened. It has been found that by using a magnetic material, an image forming apparatus capable of eliminating the above-mentioned drawbacks can be provided.
[0023]
As a specific example of the image forming apparatus of the present invention, a developer carrier having a magnetic field generating means therein and carrying and transporting a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, and the developer carrier A first regulating member that regulates the amount of the developer carried by the body, a developer containing unit that contains the developer scraped off by the first regulating member, and the developer containing unit A toner container for supplying toner to the developer carrier, and changing the contact state between the developer and the toner by changing the toner concentration of the developer on the developer carrier. And a developing device that changes a toner intake state of the developer on the developer carrying member, wherein the developer containing portion is in a transport direction of the developer on the developer carrying member rather than the first regulating member. A second restricting member disposed on the upstream side; The regulating member is configured to regulate the passage of the developer when the toner density of the developer on the developer carrying body increases and the layer thickness of the developer increases. A developer is set in the developer container, and the developer in the developer container moves in the developer container regardless of a change in the toner density of the developer on the developer carrier. When the toner density of the developer on the developer carrier becomes a predetermined toner density, the developer whose passage is restricted by the second restriction member is the developer on the developer carrier and the toner. The toner used in the developing device that stops the toner taking-in state of the developer on the developer carrying member by blocking the contact portion with the developer is a binder resin and magnetic powder. At least, the surface of the magnetic powder is coated with a colorant and black Image forming apparatus and the like to use a magnetic material that is of.
[0024]
The improvement in density unevenness in the image device is to make the toner easily move in the lateral direction. The larger the restraining force on the toner restrained by the magnetic force on the developing sleeve, the harder the toner moves, and the density unevenness. Was more prominent. Accordingly, the lower the restraining force on the toner, the better, and it is necessary to set the magnetic force of the toner itself within a specific range in order to achieve both the suppression of the ground cover by the magnetic bias and the density unevenness. However, in order to control the magnetic force of the toner, it is only necessary to control the amount of magnetic material contained in the toner. However, if the amount of magnetic material is made lower than a level generally called magnetic toner, the coloring power decreases. In addition, when the coloring power was supplemented by containing carbon black, the ground cover margin was lowered as described above. Here, by adding a magnetic material whose surface is coated with a colorant and blackened to the toner, a desired coloring degree can be obtained even when only a small amount of the magnetic material is used, and the above-described density unevenness and ground cover are compatible. I found out that I can do well.
[0025]
Further, it has been found that in the image forming apparatus, when the toner contains 10 to 40 wt% of a magnetic substance, more preferably 15 to 25 wt%, the above disadvantage can be solved. Here, when the amount of the magnetic material is less than 10 wt%, the effect of improving the ground cover by the magnetic bias effect is low, and when it is more than 40 wt%, the magnetic bias effect is too large and the developing ability is extremely lowered, and the image density is reduced. There was a problem with this point.
[0026]
In the image forming apparatus, the colorant used for the blackening is preferably a pigment or / and a dye.
[0027]
In particular, since the color pigment is carbon black, a black magnetic material having a high jetness can be obtained, and a desired black can be easily obtained by coating a small amount of the magnetic material.
[0028]
Further, it has been found that the above-mentioned drawbacks can be eliminated by containing 10 to 30 wt% of the magnetic material in which the magnetic powder is coated with carbon black in the image forming apparatus.
[0029]
Furthermore, in the image forming apparatus, when the toner contains carbon black inside, the content of carbon black needs to be 6 wt% or less. Here, when the carbon black content is more than 6 wt%, the occurrence of ground cover due to the carbon black content is seen, the smaller the content, the better the ground cover, and at most 6 wt% is the limit value. When it was not contained, the ground cover was the best. It is better not to contain it.
[0030]
Further, in the image forming apparatus, when the average particle diameter of the magnetic particles is 0.20 to 0.40 μm, the dispersibility of the magnetic material in the resin is moderately dispersed, and the black colorant carbon black It is possible to obtain a degree of coloring as a substitute for. Here, when the thickness is less than 0.2 μm, the aggregation of the magnetic substance in the resin is more likely to occur, and the occurrence of ground fogging due to poor dispersion is observed, and when it is larger than 0.4 μm, there is a problem in the degree of coloring. was there.
[0031]
Furthermore, in the image forming apparatus, the saturation magnetization value of the toner is preferably in the range of 10 emu / g to 25 emu / g, and more preferably in the range of 12 emu / g to 22 emu / g. Here, when the value of the saturation magnetization is less than 10 emu / g, the effect of improving the ground cover by the magnetic bias effect is low. When the saturation magnetization value is more than 25 emu / g, the magnetic bias effect is too large and the developing ability is extremely reduced, and the image There was a defect in terms of concentration.
[0032]
Furthermore, in the image forming apparatus, the binder resin is mainly a polyester resin, and at least one peak is obtained when the molecular weight distribution value by GPC obtained from the THF soluble content of the toner is 1000 to 10,000. And having a molecular weight of 15,000 or less and a toner content of 2 to 40% of THF insolubles, it has been found that a toner that can be fixed at a low temperature and has no problem of background staining can be obtained. .
[0033]
Furthermore, in the image forming apparatus, the particle size of the toner is not particularly limited, but in order to obtain a high image quality with excellent fine line reproducibility, the volume average particle size is 2.5 to 10 μm. preferable. In particular, when a specific magnetic material such as that used in the present invention is contained in the toner, the toner is easily pulverized at the time of pulverization at the time of toner production, and the toner has a smaller particle size. For this reason, it becomes easy to obtain high image quality.
[0034]
GPC (gel permeation chromatography) is measured as follows.
Stabilize the column in a heat chamber at 40 ° C., flow THF at a flow rate of 1 ml / min through the column at this temperature, and prepare a THF sample solution of resin prepared at a sample concentration of 0.05 to 0.6% by weight. Is measured by injecting 50 to 200 μl. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of the calibration curve prepared from several monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical Co. Or the molecular weight made by Toyo Soda Industry Co., Ltd. is 6 × 10 2 2.1 × 10 Three 4 × 10 Three 1.75 × 10 Four 5.1 × 10 Four 1.1 × 10 Five 3.9 × 10 Five 8.6 × 10 Five 2 × 10 6 4.48 × 10 6 It is appropriate to use at least about 10 standard polystyrene samples. An RI (refractive index) detector is used as the detector.
[0035]
The THF insoluble matter is measured as follows.
About 1.0 g of binder resin is weighed, about 50 g of THF is added thereto, and the mixture is allowed to stand at 20 ° C. for 24 hours. This is first separated by centrifugation and filtered at room temperature using JIS standard (P3801) type 5 C quantitative filter paper. Subsequently, the amount of filter paper residue (insoluble content) is measured, and the ratio (% by weight) between the toner used and the filter paper residue is calculated. When measuring the THF-insoluble content in the binder resin when it is used as a toner, about 1.0 g of toner is weighed out in the same manner as the binder resin. Therefore, it is obtained separately by thermal analysis.
The Tg of the binder resin is measured with a Rigaku THRMOFLEX TG8110 manufactured by Rigaku Corporation at a temperature increase rate of 10 ° C./min.
The softening point of the binder resin is an elevated flow tester CFT-500 (manufactured by Shimadzu Corporation), with a die diameter of 1 mm and a pressure of 20 kg / cm. 2 1 cm under the condition of a heating rate of 6 ° C./min 2 Measured at a temperature corresponding to ½ from the outflow start point to the outflow end point when the sample was melted out.
[0036]
Next, materials used for the toner of the present invention will be described in detail.
Examples of the binder resin used in the present invention include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers 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 Polymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene -Vinyl methyl ether copolymer, styrene-bi Ruethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic Examples thereof include styrenic copolymers such as acid ester copolymers.
[0037]
Moreover, the following resin can also be mixed and used.
Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic Or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be mentioned.
[0038]
In addition, examples of the binder resin particularly suitable for pressure fixing include the following, which can be used in combination.
Polyolefin (low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyethylene oxide polytetrafluoroethylene, etc.), epoxy resin, polyester resin, styrene-butadiene copolymer (monomer ratio 5-30: 95-70), olefin copolymer (ethylene -Acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer Resin), polyvinylpyrrolidone, methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer, maleic acid-modified phenol resin, phenol-modified terpene resin, and the like.
[0039]
The method for producing these resins is not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used. Further, the glass transition temperature Tg of the resin is preferably 55 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, from the viewpoint of heat storage stability.
[0040]
Furthermore, the magnetic material contained in the magnetic toner of the present invention includes iron oxides such as magnetite, hematite and ferrite, metals such as iron, cobalt and nickel, or aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium and tin of these metals. And alloys of metals such as zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
In particular, magnetite is preferable in terms of magnetic properties. In the present invention, those obtained by coating the surfaces of these magnetic materials with a colorant are used. Here, the surface treatment with the colorant is a method of fixing the colorant on the surface of the magnetic material by a method using a mixer or the like for a magnetic material, a high-speed impact method, a dry mechanochemical method, or a polysiloxane as a paste. However, the method is not limited to these. The amount of carbon treated on the surface of the magnetic material is 5 to 20 wt%, more preferably 8 to 15 wt%, based on the weight of the magnetic material. In particular, the magnetic material used is more preferably spherical. In addition, the average particle diameter was calculated | required by the average value of 50 measured at random from the scanning electron micrograph.
[0041]
As the colorant used for coating the surface of the magnetic material of the present invention, for example, black dyes such as carbon black, lamp black, iron black, aniline black, graphite, fullerene, etc. A dye / pigment / compound that causes the appearance of the colorant and any conventionally known black dye / pigment can be used singly or in combination. Carbon black is most advantageous in terms of blackness. In consideration of the color of the magnetic material, a coloring agent that blackens the redness by a complementary color, for example, a blue dyeing pigment such as aniline blue or phthalocyanine blue may be used.
Regarding the blackness of the toner using the blackened magnetic material of the present invention, the color space L * Expressed as ab value, but L * The upper limit of the value is 24.0, preferably 23.0 or less, more preferably 21.0 or less, and the a value and the b value are each ± 1.5 or less, more preferably ± 1.0 or less. It is good to be. L * When the value exceeds 24.0, the brightness increases and the blackness decreases. About a value and b value, when it becomes larger than +/- 1.5, it will become the direction away from black in color space, and blackness will fall. Where L * The ab value was determined by measuring a solid image formed on paper with X-Rite 938 manufactured by X-Rite.
[0042]
Examples of the colorant used in the toner of the present invention include carbon black, lamp black, iron black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6C lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, Any conventionally known dyes such as rose bengal and triallylmethane dyes can be used alone or in combination, and can be used as a black toner or a full color toner. The amount of these colorants to be used is usually 1 to 30% by weight, preferably 3 to 20% by weight, based on the toner resin component.
[0043]
In the present invention, all known release agents for use in the toner can be used, and in particular, de-free fatty acid type carnauba wax, montan wax and oxidized rice wax can be used alone or in combination.
[0044]
As the carnauba wax, those having fine crystallinity, an acid value of 5 or less, and a particle diameter of 1 μm or less when dispersed in a toner binder are preferable. The montan wax generally refers to a montan wax refined from minerals, and like a carnauba wax, it is microcrystalline and preferably has an acid value of 5 to 14. The oxidized rice wax is obtained by air-oxidizing rice bran wax, and the acid value is preferably 10-30. As other mold release agents, any conventionally known mold release agents such as solid silicone varnish, higher fatty acid higher alcohol, montan ester wax, and low molecular weight polypropylene wax can be mixed and used. The amount of these release agents used is 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, based on the toner resin component.
[0045]
The toner of the present invention can be blended with a charge control agent, a fluidity improving agent, and the like as required.
In addition, as the charge control agent contained in the toner of the present invention, all conventionally known charge control agents can be used. Examples of positive charge control agents include nigrosine, basic dyes, lake dyes of basic dyes, quaternary ammonium salt compounds, etc., and examples of negative charge control agents include metal salts of monoazo dyes, salicylic acid, naphthoic acid, dyes, and the like. Examples include carboxylic acid metal complexes and the like.
[0046]
Moreover, as the hydrophobic inorganic fine powder used in the present invention, all known ones can be used, but hydrophobic silica fine powder, hydrophobic titanium fine powder and the like are preferable. Moreover, all the known hydrophobic silica particles used in the present invention can be used. Examples of hydrophobizing agents such as silane coupling agents, silicone varnishes, silicone oils, organosilicon compounds, and those having functional groups include hexamethyldisilazane, hexamethylenedisilazane, trimethylsilane, and trimethylchlorosilane. , Trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, dichlorodimethylsilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, Diphenyldiethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, dipropylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropy Trimethoxysilane, dibutyl aminopropyl dimethoxysilane, there is trimethoxysilyl -γ- propylphenyl amine. Examples of the silicone oil include methyl silicone oil, dimethyl silicone oil, phenylmethyl silicone oil, chlorophenyl methyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fatty acid-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and polyoxyalkyl-modified silicone oil. These may be used alone or as a mixture of two or more. In the processes as described above, a single process or various processes may be used in combination.
[0047]
Moreover, all the well-known thing can be used for the hydrophobic titanium particle used by this invention. Surface treatment agents include various silicone oils such as methyl hydrogen polysiloxane, dimethyl polysiloxane, and methylphenyl polysiloxane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, and decyltrimethoxy. Various alkylsilanes such as silane, octadecyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, octyltriethoxysilane, n-octadecyldimethyl (3- (trimethoxysilyl) propyl) ammonium chloride, trifluoromethylethyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyl Various fluoroalkyl silanes such as trimethoxysilane, in particular, silane couplers such as vinyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltrimethoxysilane. Silane-titanium-based, aluminum-based, alumina represented by a coupling agent - it can be either of the processing agent of each metal based coupling agent zirconia such use, and these in combination of two or more.
[0048]
Further, the toner of the present invention may be mixed with additives as necessary. Examples of additives include lubricants such as Teflon and zinc stearate, abrasives such as cerium oxide and silicon carbide, fluidity imparting agents such as colloidal silica and aluminum oxide, anti-caking agents, or carbon black and tin oxide. And a fixing aid such as a low molecular weight polyolefin.
[0049]
The toner of the present invention can be used as a one-component toner or a two-component toner, and can also be used as a mono-black toner or a full-color black toner.
[0050]
The carrier core particles used when the toner of the present invention is used as a two-component developer include magnetic core particles consisting essentially of a magnetic material such as magnetic ferrite, and a large number of magnetic fine particles in the resin. It is divided into the case of dispersed magnetic substance dispersed resin core particles.
In the case of magnetic core particles, the magnetic material forming the core particles includes magnetic metals such as iron, nickel, cobalt and alloys thereof, or alloys containing rare earths; hematite, magnetite, manganese-zinc ferrite , Nickel-zinc ferrites, manganese-magnesium ferrites, soft ferrites such as lithium ferrites, iron-based oxides such as copper-zinc ferrites, and mixtures thereof.
[0051]
Furthermore, other iron-based alloys such as iron-silicon-based alloys, iron-aluminum-based alloys, iron-silicon-aluminum-based alloys, permalloy alloys, and the like can be used. Preferably, in the present invention, magnetic ferrite core particles, wherein the ferrite particles belong to periodic table IA, IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIIIB Magnetic particles containing at least one element selected from the above and containing other elements of less than 1% by weight can be used.
[0052]
The magnetic core particles used in the present invention can be manufactured by a manufacturing method such as a sintering method or an atomizing method, and if necessary, granulate with a sharp particle size distribution of the magnetic material or a sintering temperature. By controlling the heating rate and the heating and holding time, magnetic core particles having predetermined magnetic properties can be produced.
[0053]
The specific resistance of the magnetic core particles used in the present invention can be used as long as it satisfies the desired magnetic properties. Five Ω · cm to 10 Ten Ferrite particles or magnetite particles having a specific resistance of Ω · cm are preferably used.
[0054]
In the case of magnetic material-dispersed resin core particles, examples of the magnetic material constituting the magnetic fine particles dispersed in the resin include alloys or compounds of ferromagnetic metals such as iron, cobalt, and nickel.
[0055]
Resin powders that can be coated on carrier core particles used when the toner of the present invention is used as a two-component developer include styrene-acrylic copolymer, silicone resin, maleic acid resin, fluorine resin, polyester resin, epoxy There are resins. In the case of a styrene-acrylic copolymer, those having a styrene content of 30 to 90% by weight are preferred. In this case, if the styrene content is less than 30% by weight, the development characteristics are low, and if it exceeds 90% by weight, the coating film becomes hard and easily peeled, and the life of the carrier is shortened.
[0056]
Moreover, the resin coating of the carrier in the present invention may contain an adhesion-imparting agent, a curing agent, a lubricant, a conductive material, a charge control agent and the like in addition to the resin.
[0057]
When the toner of the present invention is used as either a one-component developer or a two-component developer, the toner is filled in a container, and the container filled with the toner is distributed separately from the image forming apparatus, and the user can It is common to form an image by mounting it on an image forming apparatus.
What is used as the container is not limited, and is not limited to the conventional bottle type or cartridge type.
[0058]
The image forming apparatus is not limited as long as it is an apparatus for forming an image by electrophotography, and includes, for example, a copying machine or a printer.
[0059]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. The developing device used was a MF-250 manufactured by Ricoh Co., Ltd. and a modified MF-200 equipped with the apparatus shown in FIGS. All parts are parts by weight. Table 1 shows the results obtained based on the evaluation shown below, which is the average of the evaluation results at the start of each example and after 140,000 sheets.
[0060]
(Ground cover)
A white document was output in A3 size, and the image density at arbitrary six positions of the image was measured with a Macbeth reflection densitometer, and the ID was determined in five stages according to the following criteria. The state where there is no ground cover is a value equivalent to the reflection density of paper, and the larger the value, the worse the ground cover.
Good ◎: Very good, ○: Good, □: Normal, △: Bad, ×: Very bad Evil
[0061]
(Image density unevenness)
The degree of occurrence of image density unevenness (history of the immediately preceding image) after continuous output of 15 sheets of A4 size using a full-surface halftone chart was performed in five stages according to the following criteria.
Good ◎: Very good, ○: Good, □: Normal, △: Bad, ×: Very bad Evil
[0062]
(Solid uniformity (image density))
Using an A3 size chart with 6 points of solid parts in the front, back, left, and right, an image is output in A3 size, and the image density at the position of the 6 solid parts of the image is measured with a Macbeth reflection densitometer. The ID deviation was determined in five stages according to the following criteria.
Good ◎: Very good, ○: Good, □: Normal, △: Bad, ×: Very bad Evil
[0063]
(Fine line reproducibility)
Each developer was subjected to an image evaluation test, and the fine line reproducibility was evaluated in five stages according to the following criteria.
Excellent: ◎, Good: ○, □: Normal, △: Bad, ×: Worst
[0064]
(Fixability evaluation)
Ricoh Co., Ltd. Copier with a Teflon Roller as the Fixing Roller Using an apparatus with a modified MF-200 fixing unit, Ricoh type 6200 paper was set on this and a copy test was performed. The cold offset temperature (fixing lower limit temperature) and the hot offset temperature (hot offset resistant temperature) were determined by changing the fixing temperature. The minimum fixing temperature of the conventional low-temperature fixing toner is about 140 to 150 ° C. The evaluation conditions for low-temperature fixing are as follows: the paper feed linear velocity is 120 to 150 mm / sec, and the surface pressure is 1.2 kgf / cm. 2 The evaluation conditions for the nip width 3 mm and the high temperature offset are as follows: the linear speed of paper feed is 50 mm / sec, and the surface pressure is 2.0 kgf / cm. 2 The nip width was set to 4.5 mm.
The cold offset occurrence temperature and the high temperature offset occurrence temperature were determined as follows.
(Low temperature fixability)
Good ◎: Less than 130 ° C, ○: 130-140 ° C, □: 140-150 ° C,
Δ: 150-160 ° C., x: 160 ° C. or higher
(Hot offset)
Good ◎: 201 ° C or higher, ○: 200-191 ° C, □: 190-181 ° C,
Δ: 180-171 ° C., x: 170 ° C. or less
The five steps were performed.
[0065]
[Table 1]
Figure 0004204203
[0066]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a developing device of an image forming apparatus employing an embodiment of the developing device of the present invention. In an actual embodiment, this developing apparatus was incorporated into a modified machine obtained by modifying the Ricoh copier MF-200 for evaluation. The details will be described below.
The developing device (13) disposed on the side of the photosensitive drum (1) as a latent image carrier includes a support case (14), a developer sleeve (15) as a developer carrier, and a developer containing member ( 16) mainly composed of a first doctor blade (17) as a developer regulating member.
[0067]
The support case (14) having an opening on the side of the photosensitive drum (1) forms a toner hopper (19) as a toner storage portion for storing the toner (18) therein. A developer that forms a developer accommodating portion (16a) that accommodates a developer (22) composed of toner (18) and a carrier that is magnetic particles, near the photosensitive drum (1) side of the toner hopper (19). The housing member (16) is provided integrally with the support case (14). The support case (14) positioned below the developer accommodating member (16) is formed with a protrusion (14a) having a facing surface (14b), and a lower portion of the developer accommodating member (16). A toner supply opening (20) for supplying toner (18) is formed by the space between the opposing surface (14b).
[0068]
Inside the toner hopper (19), a toner agitator (21) is disposed as a toner supply means rotated by a drive means (not shown). The toner agitator (21) sends the toner (18) in the toner hopper (19) toward the toner supply opening (20) while stirring. Further, on the side of the toner hopper (19) facing the photosensitive drum (1), a toner end detecting means (for detecting when the amount of the toner (18) in the toner hopper (19) decreases) 14c) is arranged.
[0069]
A developing sleeve (15) is disposed in the space between the photosensitive drum (1) and the toner hopper (19). A developing sleeve (15) that is rotationally driven by a driving means (not shown) in the direction of the arrow in the figure is disposed therein so as not to change relative position with respect to the developing device (13). have.
A first doctor blade (17) is integrally attached to the developer accommodating member (16) on the side facing the side attached to the support case (14). The first doctor blade (17) is disposed in a state where a certain gap is maintained between its tip and the outer peripheral surface of the developing sleeve (15).
[0070]
A second doctor blade (23) as a restricting member is disposed in a portion of the developer accommodating member (16) located in the vicinity of the toner supply opening (20). The second doctor blade (23) is a layer of a developer (22) formed on the surface of the developing sleeve (15) so that the free end thereof maintains a certain gap with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve (15). A direction in which the flow is hindered, that is, the free end is directed to the center of the developing sleeve (15), and the base end is integrally attached to the developer containing member (16).
The developer accommodating portion (16a) is configured to have a sufficient space to circulate and move the developer (22) as long as the magnetic force of the developing sleeve (15) reaches.
[0071]
The opposing surface (14b) is formed over a predetermined length so as to incline downward from the toner hopper (19) side toward the developing sleeve (15) side. As a result, when vibration, uneven magnetic distribution of a magnet (not shown) provided in the developing sleeve (15), a partial increase in toner concentration in the developer (22), or the like occurs, the second doctor blade ( 23) and the peripheral surface of the developing sleeve (15), even if the carrier in the developer accommodating portion (16a) falls, the dropped carrier is received by the opposing surface (14b) and is on the developing sleeve (15) side. And is magnetically attached to the developing sleeve (15) by a magnetic force and is supplied again into the developer accommodating portion (16a). As a result, it is possible to prevent a decrease in the amount of carrier in the developer accommodating portion (16a), and it is possible to prevent the occurrence of uneven image density in the axial direction of the developing sleeve (15) during image formation. The inclination angle (α) of the opposing surface (14b) is about 5 °, and the predetermined length (l) is preferably about 2 to 20 mm, more preferably about 3 to 10 mm.
[0072]
With the above configuration, the toner (18) sent out from the inside of the toner hopper (19) by the toner agitator (21) passes through the toner supply opening (20), and the developer (22) carried on the developing sleeve (15). ) And is carried to the developer accommodating portion (16a). The developer (22) in the developer accommodating portion (16a) is carried on the developing sleeve (15) and conveyed to a position facing the outer peripheral surface of the photosensitive drum (1), and only the toner (18) is transferred. A toner image is formed on the photosensitive drum (1) by electrostatically coupling with the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum (1).
[0073]
Here, the behavior of the developer (22) during the toner image formation will be described. When a starting agent consisting only of a magnetic carrier (22a) is set in the developing device (13), as shown in FIG. 2, the magnetic carrier (22a) is magnetically attached to the surface of the developing sleeve (15) and contains the developer. It is divided into what is accommodated in a part (16a). The magnetic carrier (22a) accommodated in the developer accommodating portion (16a) is moved by the magnetic force from the developing sleeve (15) as the developing sleeve (15) rotates in the arrow (a) direction. Cycle in the direction. An interface (X) is present at the boundary between the surface of the magnetic carrier (22a) magnetically attached to the surface of the developing sleeve (15) and the surface of the magnetic carrier (22a) moving in the developer accommodating portion (16a). It is formed.
[0074]
Next, when the toner (18) is set in the toner hopper (19), the toner (18) is supplied from the toner supply opening (20) to the magnetic carrier (22a) carried on the developing sleeve (15). . Therefore, the developing sleeve (15) carries the developer (22) which is a mixture of the toner (18) and the magnetic carrier (22a).
[0075]
In the developer accommodating portion (16a), a force for stopping the conveyance of the developer (22) conveyed by the developing sleeve (15) due to the presence of the accommodated developer (22). Is working. When the toner (18) existing on the surface of the developer (22) carried on the developing sleeve (15) is conveyed to the interface (X), the friction between the developers (22) in the vicinity of the interface (X). The force decreases and the transport force of the developer (22) in the vicinity of the interface (X) decreases, thereby reducing the transport amount of the developer (22) in the vicinity of the interface (X).
[0076]
On the other hand, the developer (22) upstream of the developing sleeve (15) in the rotation direction from the junction (Y) is conveyed by the developing sleeve (15) as in the developer accommodating portion (16a). Since the developer (22) does not have a force to stop the conveyance, the developer (22) conveyed to the junction (Y) and the developer (22) conveyed through the interface (X). ) Is unbalanced and the developer (22) is struck, the junction (Y) is raised, and the layer thickness of the developer (22) including the interface (X) is increased. To do. Further, the layer thickness of the developer (22) that has passed through the first doctor blade (17) gradually increases, and the increased developer (22) is scraped off by the second doctor blade (23).
[0077]
Then, when the developer (22) that has passed through the first doctor blade (17) reaches a predetermined toner concentration, as shown in FIG. 2, it is scraped off by the second doctor blade (23) and increases in layers. Minute developer (22) closes the toner supply opening (20), and in this state, the toner (18) is completely taken up. At this time, in the developer accommodating portion (16a), the toner density is increased, so that the bulk of the developer (22) is increased, and the space in the developer accommodating portion (16a) is thereby narrowed. The moving speed at which the agent (22) circulates in the direction of the arrow (b) in the figure also decreases.
[0078]
In the developer (22) layer formed so as to close the toner supply opening (20), the developer (22) scraped off by the second doctor blade (23) moves to the opposite surface (14b). However, since the opposing surface (14b) is inclined downward at an angle (α) toward the developing sleeve (15) and has a predetermined length (l), the developer (22) ) To prevent the developer (22) from dropping into the toner hopper (19) due to the movement of the layer, and the amount of the developer (22) can be kept constant, so that the toner supply is always constant. It becomes possible to self-control.
[0079]
【Example】
Next, an example of producing a carbon-treated magnetic material used in this example and the like is shown. This can be obtained by known surface treatment means, but is not limited thereto.
[0080]
(Blackened magnetic material production example 1)
Carbon black was fixed to the magnetite particles MTS-305 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. on the surface of the magnetite particles using 8 wt% Mechano Mill (Okada Seiko Co., Ltd.) or Mechano Fusion System (Hosokawa Micron Co., Ltd.) to obtain a black magnetic body 1.
[0081]
(Blackened magnetic material production example 2)
The black magnetic body 2 was obtained by fixing aniline black to the magnetite particle MTS-305 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd. on the surface of the magnetite particle using 8 wt% Mechano Mill (Okada Seiko Co., Ltd.) or Mechano Fusion System (Hosokawa Micron Co., Ltd.).
[0082]
Next, the manufacture example of the carrier which has the silicone resin used for a present Example etc. in a coating layer is shown. This can be done by known means.
(Carrier production example 1)
Composition of coating layer forming solution
100 parts of silicone resin solution (SR2411 manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.)
Carbon black (# 44 manufactured by Mitsubishi Chemical Industries) 4 parts
100 parts of toluene
The above formulation was dispersed with a homomixer for 30 minutes to prepare a coating layer forming solution. Carrier A in which the coating layer was formed on the surface of 1000 parts by weight of spherical ferrite having an average particle size of 80 μm by using a fluidized bed coating apparatus was obtained from this coating layer forming liquid.
[0083]
Figure 0004204203
The mixture having the above composition is sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and the obtained kneaded product is jet mill or mechanical pulverizer, By pulverizing and classifying with an air classifier, a toner base having a volume average diameter of 9.0 μm was obtained. The final toner was prepared by adding 0.7 wt% of predetermined hydrophobic silica to the obtained toner base. To 4.0 parts of the toner, 96.0 parts of the carrier A were mixed with a ball mill to obtain a developer. A copying experiment was conducted using MF-250 as the developer.
At this time, the saturation magnetization of the toner was 15.2 emu / g, the main peak of the molecular weight distribution was 10,000, the half width of the toner molecular weight distribution was 300000, and the THF insoluble content was 0%.
[0084]
(Example 2)
A toner similar to that of Example 1 was obtained except that the toner volume average diameter was 12.0 μm and the amount of hydrophobic silica added was 0.5 wt%.
[0085]
(Example 3)
A toner similar to that of Example 1 was obtained except that the toner volume average diameter was 7.0 μm and the amount of hydrophobic silica added was 0.9 wt%.
[0086]
(Comparative Example 1)
The same test as in Example 1 was performed except that the carbon-treated magnetic body 1 in Example 1 was changed to a carbon-untreated product.
[0087]
(Comparative Example 2)
A test similar to that of Example 1 was performed, except that 5 wt% of the carbon-treated magnetic material 1 and 10 wt% of carbon black in Example 1 were contained. At this time, the saturation magnetization of the toner was 5.8 emu / g.
[0088]
(Comparative Example 3)
The same test as in Example 1 was performed except that 50 wt% of the carbon-treated magnetic material 1 in Example 1 was contained. At this time, the saturation magnetization of the toner was 41.8 emu / g.
[0089]
(Example 4)
The same test as in Example 1 was performed except that the amount of magnetic material in Example 1 was increased to 36 wt%. At this time, the saturation magnetization of the toner was 31.2 emu / g.
[0090]
(Example 5)
A test similar to that of Example 1 was performed except that the particle diameter of the magnetic material in Example 1 was changed to 0.13 μm. The saturation magnetization of the toner at this time was 16.2 emu / g.
[0091]
(Example 6)
A test similar to that of Example 1 was performed, except that the magnetic particle diameter of Example 1 was changed to that of 0.35 μm. The saturation magnetization of the toner at this time was 15.0 emu / g.
[0092]
Figure 0004204203
The mixture having the above composition is sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and the obtained kneaded product is jet mill or mechanical pulverizer, By pulverizing and classifying with an air classifier, a toner base having a volume average particle size of about 9 μm was obtained. The final toner was prepared by adding 0.7 wt% of predetermined hydrophobic silica to the obtained toner base. To 4.0 parts of the toner, 96.0 parts of the carrier A were mixed with a ball mill to obtain a developer. Using this developer, the same test as in Example 1 was performed.
At this time, the saturation magnetization of the toner was 13.6 emu / g, the main peak of the molecular weight distribution was 7900, the full width at half maximum of the toner molecular weight distribution was 13000, and the THF insoluble content was 18%.
[0093]
(Example 8)
A developer was obtained by mixing 13.0 parts of the toner similar to Example 1 with 87.0 parts of the carrier A by a ball mill. A copying experiment was conducted on this developer using a modified MF-200 equipped with the apparatus shown in FIGS.
[0094]
(Comparative Example 4)
A test similar to that in Example 8 was performed except that the black magnetic body 1 in Example 8 was changed to a carbon-untreated product.
[0095]
( Comparative Example 5 )
The same test as in Example 8 was performed except that the carbon black in Example 8 was increased to 8 wt%.
At this time, the saturation magnetization of the toner was 12.3 emu / g.
[0096]
( Comparative Example 6 )
A test was performed in the same manner as in Example 8 except that 5 wt% of the black magnetic material 1 and 10 wt% of carbon black in Example 8 were contained. At this time, the saturation magnetization of the toner was 5.4 emu / g.
[0097]
( Comparative Example 7 )
The same test as in Example 8 was performed, except that 50 wt% of the black magnetic material 1 in Example 8 was included. At this time, the saturation magnetization of the toner was 41.8 emu / g.
[0098]
(Example 9 )
A test similar to that in Example 8 was performed, except that the toner excluding carbon black was used in Example 8. At this time, the saturation magnetization of the toner was 21.9 emu / g.
[0099]
(Example 10 )
The same test as in Example 8 was performed except that the amount of magnetic material in Example 8 was increased to 38 wt%. At this time, the saturation magnetization of the toner was 31.3 emu / g.
[0100]
(Example 11 )
A test similar to that of Example 8 was performed except that the particle diameter of the magnetic material in Example 8 was changed to 0.13 μm. At this time, the saturation magnetization of the toner was 13.8 emu / g.
[0101]
(Example 12 )
A test similar to that of Example 8 was performed, except that the magnetic substance particle size of Example 8 was changed to 0.35 μm. At this time, the saturation magnetization of the toner was 13.2 emu / g.
[0102]
(Example 13 )
A test similar to that of Example 8 was performed, except that the toner of Example 8 was changed to the following configuration.
50 parts of polyester resin (A)
(Weight average molecular weight 5,100, Tg 63 ° C., THF insoluble content 0%,
(Softening point 145 ° C, molecular weight peak 4,100)
50 parts of polyester resin (B)
(Weight average molecular weight 6,200, Tg 61 ° C., THF insoluble content 30%,
(Softening point 100 ° C, molecular weight peak 3,800)
5 parts of oxidized rice wax
Black magnetic material 2 (average diameter 0.25 μm) 30 parts
(22.1wt%)
Metal-containing azo compound 1 part
The mixture having the above composition is sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 to 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, and the obtained kneaded product is jet mill or mechanical pulverizer, By pulverizing and classifying with an air classifier, a toner base having a volume average particle size of about 6.8 μm was obtained. The final toner was prepared by adding 0.7 wt% of predetermined hydrophobic silica to the obtained toner base. To 4.0 parts of the toner, 96.0 parts of the carrier A were mixed with a ball mill to obtain a developer. A test similar to that of Example 6 was performed using this developer.
At this time, the saturation magnetization of the toner was 17.3 emu / g, the main peak of the molecular weight distribution was 6100, the full width at half maximum of the toner molecular weight distribution was 10,000, and the THF insoluble content was 13%.
[0103]
(Example 14 )
Example 13 Black colorant 2 The black colorant 1 A test similar to that of Example 8 was performed except that is replaced with. At this time, the saturation magnetization of the toner was 17.1 emu / g.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, as is clear from the detailed and specific description, the ground cover has been improved by including in the toner a magnetic body whose magnetic surface has been blackened by a coating treatment with a colorant within a predetermined range. In a toner used in a specific developing system that can easily adjust toner density with a simple configuration that can provide toner and that can always self-control toner supply constantly, the surface of the magnetic material is By including a magnetic material that has been blackened by coating with a colorant, it is possible to provide an image forming method and an image forming apparatus in which density unevenness and ground fog are improved over time. Is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an example showing the behavior of a developer during toner image formation in an example of the image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Latent image carrier (photosensitive drum)
13 Development device
14 Support case
14a Support case protrusion
14b Support case facing surface
14c Toner end sensor
15 Developer carrier (developing sleeve)
16 Developer accommodating member
16a Developer container
17 First restriction member (first doctor blade)
18 Toner
19 Toner container (toner hopper)
20 Toner supply opening
21 Toner supply means (toner agitator)
22 Developer
22a Magnetic carrier
23 Second regulating member (second doctor blade)
X interface (interface)
Y Developer confluence
a Development sleeve rotation direction
b Carrier circulation direction
α Opposite surface inclination angle
l Opposite surface length

Claims (12)

トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置を用いる画像形成方法であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂と、表面が着色剤により被覆され黒色化された磁性体を10〜40wt%含有し、該磁性体表面カーボンブラックの処理量は、磁性体の重量に対して5〜20wt%であり、前記磁性体表面カーボンブラックの他にカーボンブラックを3/140wt%以下含有してもよいことを特徴とする画像形成方法。
Using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, the contact state between the developer and the toner is changed by changing the toner density of the developer on the developer carrier, and the developer carrier An image forming method using a developing device that changes the toner intake state of the developer of
The toner contains 10 to 40 wt% of at least a binder resin and a blackened magnetic material whose surface is coated with a colorant , and the amount of the magnetic surface carbon black treated is 5 with respect to the weight of the magnetic material. The image forming method according to claim 1, further comprising: 3/140 wt% or less of carbon black in addition to the magnetic surface carbon black.
前記カーボンブラックにより被覆された磁性体を10〜30wt%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 image forming method according to claim 1, characterized by containing 10 to 30 wt% of a magnetic material coated with the carbon black. 前記磁性体粒子の平均粒径が0.20〜0.40μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法 The image forming method according to claim 1 or 2 average particle size of the magnetic particles are characterized by a 0.20~0.40Myuemu. 前記結着樹脂が主にポリエステル樹脂であり、前記トナーのTHF可溶分により求められたGPCによる分子量分布の値が1000〜10000の間に少なくとも一つのピークを有し、該分布の半値幅が分子量15,000以下で、該トナーがTHF不溶分を2〜40%含有することを特徴とする請求項1乃至の何れか1に記載の画像形成方法 Wherein a binder resin is mainly a polyester resin, the values of molecular weight distribution by GPC determined by THF-soluble matter of the toner has at least one peak between 1,000 to 10,000, the half value width of該分cloth a molecular weight of 15,000 or less, the image forming method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the toner contains a THF-insoluble matter 2-40%. 前記トナー体積平均粒径が2.5〜10μmであることを特徴とする請求項1乃至の何れか1に記載の静電画像形成用トナー。 The toner electrostatic image forming toner according to any one of claims 1 to 4, wherein the volume average particle diameter of 2.5~10Myuemu. トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置を用いる画像形成装置であって、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂と、表面が着色剤により被覆され黒色化された磁性を10〜40wt%含有し、該磁性体表面カーボンブラックの処理量は、磁性体の重量に対して5〜20wt%であり、前記磁性体表面カーボンブラックの他にカーボンブラックを3/140wt%以下含有してもよいことを特徴とする画像形成装置。
Using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier, the contact state between the developer and the toner is changed by changing the toner density of the developer on the developer carrier, and the developer carrier An image forming apparatus using a developing device that changes the toner intake state of the developer of
The toner contains 10 to 40 wt% of at least a binder resin and a blackened magnetic material whose surface is coated with a colorant , and the amount of the magnetic surface carbon black treated is 5 with respect to the weight of the magnetic material. An image forming apparatus, characterized in that it is ˜20 wt% and may contain 3/140 wt% or less of carbon black in addition to the magnetic surface carbon black.
前記カーボンブラックにより被覆された磁性体を10〜30wt%含有していることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6, characterized by containing 10 to 30 wt% of a magnetic material coated with the carbon black. 前記磁性体粒子平均粒径が0.20〜0.30μmであることを特徴とする請求項6または7に記載の静電画像形成装置。The electrostatic image forming apparatus according to claim 6, wherein the magnetic particles have an average particle diameter of 0.20 to 0.30 μm. 前記結着樹脂が主にポリエステル樹脂であり、前記トナーのTHF可溶分により求められたGPCによる分子量分布の値が1000〜10000の間に少なくとも一つのピークを有し、該分布の半値幅が分子量15,000以下で、該トナーがTHF不溶分を2〜40%含有することを特徴とする請求項6乃至8の何れか1に記載の画像形成装置。 Wherein a binder resin is mainly a polyester resin, the values of molecular weight distribution by GPC determined by THF-soluble matter of the toner has at least one peak between 1,000 to 10,000, the half value width of該分cloth 9. The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the toner has a molecular weight of 15,000 or less and the toner contains 2 to 40% of a THF-insoluble matter. 前記トナー体積平均粒径が2.5〜10μmであることを特徴とする請求項6乃至9の何れか1に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 6, wherein the toner has a volume average particle diameter of 2.5 to 10 μm. 請求項1乃至10の何れか1に記載の画像形成方法または画像形成装置用トナーが充填されたトナー容器。 The image forming method or toner container for an image forming apparatus toner is filled according to any of claims 1 to 10. 請求項11に記載のトナー容器が装着された画像形成装置。An image forming apparatus to which the toner container according to claim 11 is mounted.
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