JP4233989B2 - Electrostatic image developer - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、電子写真法、特に二成分現像方式の複写機やプリンタなどに好適に使用しうる静電荷像現像剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、トナーの帯電性が安定しており、現像装置内での飛散がなく、画像濃度が良好でカブリの無い画像の得られる静電荷像現像剤に関する。 The present invention relates to an electrostatic charge image developer that can be suitably used in electrophotographic methods, particularly two-component development type copying machines and printers. More specifically, the present invention relates to an electrostatic charge image developer in which the chargeability of a toner is stable, there is no scattering in the developing device, and an image having good image density and no fog is obtained.
電子写真法に用いられる乾式現像方式としては、一般に、キャリアとトナーとを混合して用いる二成分現像方式と、キャリアを用いない一成分現像方式とがある。このうち二成分現像方式は、キャリアに対して現像剤の攪拌、搬送、帯電などの機能を付与できるため、トナーとの機能分担が明確であり、このため現像剤性能の制御性が良いなどの利点がある。特に、コア粒子の表面に樹脂を被覆したキャリアを用いた現像剤は、帯電制御性に優れ、環境依存性、経時的安定性の点でも好ましいとされている。 In general, dry development methods used in electrophotography include a two-component development method in which a carrier and a toner are mixed and a one-component development method in which a carrier is not used. Of these, the two-component development method can impart functions such as stirring, transporting, and charging of the developer to the carrier, so that the function sharing with the toner is clear, so that the controllability of the developer performance is good. There are advantages. In particular, a developer using a carrier in which the surface of core particles is coated with a resin is considered to be excellent in charge controllability, and preferable in terms of environmental dependency and stability over time.
反面、二成分現像剤におけるキャリアは、現像に際して消費されずに永続的に使用されるため、長寿命化、高耐久性化を達成することが不可欠である。そこで、従来は、キャリアとして樹脂被覆を施したものを用いる場合には、その被覆率を高いものが好ましいとされ、樹脂被覆率90%以上のキャリアを用いた現像剤等が開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。
しかしながら、本発明者は、このような高い樹脂被覆率のキャリアを用いた場合に、新たな問題の生じることを確認した。通常、トナーは、キャリアとの接触によって一定の帯電を受けるが、トナーの粒径や円形度、外添剤の付着量等のバラツキによって、平均的なトナーの帯電量よりも高いトナー粒子が一部発生する場合がある。このような帯電量の高いトナー粒子はキャリアとの相互作用(吸引力)が強いため、キャリア表面に付着したまま離れない結果を生じ、この結果、本来の機能を果たすことの出来ないキャリアやトナーが発生するという問題のあることが判明した。 However, the present inventor has confirmed that a new problem arises when such a high resin coverage carrier is used. Normally, the toner receives a constant charge by contact with the carrier, but due to variations in the toner particle size, circularity, and the amount of external additive attached, the toner particles higher than the average toner charge amount are one. May occur. Such highly charged toner particles have a strong interaction (attraction force) with the carrier, resulting in the result that the toner particles remain attached to the carrier surface, and as a result, the carrier or toner that cannot perform its original function. It turns out that there is a problem that occurs.
また、樹脂被覆率の高いキャリアを用いる場合、被覆樹脂の剥離によってキャリア物性(抵抗値、帯電付与性等)が経時的に大きく変動するため、画像特性が安定しないといった問題も生じている。
さらにこうした樹脂被覆率の高いキャリアは、特に現像剤寿命を長くしようとする場合、帯電をリークする部分がないため長時間攪拌での帯電量上昇の原因になりやすく、帯電が高く現像性の悪いトナーの蓄積を起こしやすい。これによって、トナーのキャリアへの強固な付着による現像剤品質の低下、あるいは、補給トナーの帯電付与不十分による機内飛散の発生が起きやすいという問題があった。
In addition, when a carrier having a high resin coverage is used, the physical properties of the carrier (resistance value, charge imparting property, etc.) greatly vary with time due to the peeling of the coating resin, which causes a problem that the image characteristics are not stable.
Furthermore, such a carrier with a high resin coverage is likely to cause an increase in the charge amount when stirring for a long time because there is no portion that leaks the charge, especially when the life of the developer is to be extended, and the charge is high and the developability is poor. It tends to cause toner accumulation. As a result, there is a problem that the quality of the developer is deteriorated due to the strong adhesion of the toner to the carrier, or the in-machine scattering is likely to occur due to insufficient charging of the replenishment toner.
しかしながら、従来は、如何にすれば、過度に帯電されたトナーによるキャリア被覆がなく、現像装置内へのトナーの飛散がなく、画像濃度の高い画像を安定して得ることが出来るかは明らかでなかった。
さらに、近年、画質向上、特にムラのなく均一性の高い画像を得るために、従来より粒径の小さなキャリアを用いる傾向にあるが、例えば平均粒径75μm以下のキャリアを用いるような場合には、前記のような問題がより顕著に生じることが判明した。しかしながら、従来は、如何にすれば、比較的小さな粒径のキャリアを用いた二成分現像剤においても、過度に帯電されたトナーによるキャリア被覆がなく、現像装置内へのトナーの飛散が
なく、画像濃度の高い画像を安定して得ることが出来るかは明らかでなかった。
However, in the past, it was clear how the carrier with the excessively charged toner is not covered, the toner is not scattered into the developing device, and an image having a high image density can be stably obtained. There wasn't.
Furthermore, in recent years, there has been a tendency to use a carrier having a smaller particle diameter than before in order to improve image quality, in particular, to obtain a uniform image without unevenness. For example, when a carrier having an average particle diameter of 75 μm or less is used. It has been found that the above-described problems occur more remarkably. However, in the past, even in a two-component developer using a carrier having a relatively small particle size, there is no carrier coating with excessively charged toner, and there is no scattering of toner into the developing device, It was not clear whether an image with high image density could be obtained stably.
本発明は前述の従来技術に鑑みてなされたもので、従って、本発明は、現像装置内へのトナーの飛散がなく、画像濃度、ベタ均一性が安定しており、カブリもなく、しかも連続印刷した場合においてもこれら諸特性の経時的変化が小さいため安定した画像形成が可能である二成分現像用の静電荷像現像剤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described prior art. Therefore, the present invention has no toner scattering into the developing device, stable image density and solid uniformity, no fog, and continuous. It is an object of the present invention to provide an electrostatic charge image developer for two-component development, which is capable of forming a stable image since the change with time of these characteristics is small even when printed.
本発明者はかかる課題を解決するため鋭意検討した結果、二成分現像剤に用いるキャリアとして、従来一般に用いられてきたキャリアよりも小粒径、かつ特定割合で樹脂被覆されたものを用いることによって、意外にも前記課題を解決し得ることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
即ち、本発明の要旨は、バインダー樹脂及び着色剤を少なくとも含有するトナーおよびキャリアを有する静電荷像現像剤であって、該キャリアは、重量平均粒径が75μm以下であり、下記一般式(1)で表される化合物であるコア粒子と被覆樹脂とを少なくとも有し、かつ、コア粒子表面が被覆樹脂により80%以下の割合で被覆され、トナーが、数平均粒径20nm以上のシリカ微粒子を含むことを特徴とする静電荷像現像剤、に存する。
That is, the gist of the present invention is an electrostatic charge image developer having a toner and a carrier containing at least a binder resin and a colorant, and the carrier has a weight average particle diameter of 75 μm or less, and the following general formula (1 And at least the core particle surface is coated with the coating resin at a ratio of 80% or less, and the toner contains silica fine particles having a number average particle diameter of 20 nm or more. An electrostatic charge image developer characterized by comprising .
本発明によって、二成分現像用の現像剤として、現像装置内へのトナーの飛散がなく、画像濃度、ベタ均一性が安定しており、連続印刷した場合においてもこれら諸特性の経時的変化が小さいため安定した画像形成が可能である静電荷像現像剤が提供される。 According to the present invention, as a developer for two-component development, there is no scattering of toner into the developing device, image density and solid uniformity are stable, and these characteristics change over time even when continuously printed. There is provided an electrostatic charge image developer which is small and can form a stable image.
本発明の静電荷像現像剤は、バインダー樹脂及び着色剤を少なくとも含有するトナーおよびキャリアを有する。
本発明に用いるキャリアは、コア粒子と、コア粒子の表面に設けられた被覆樹脂とを少なくとも有する。
コア粒子の材質は、二成分現像剤のキャリアとして機能するものであれば限定されないが、複写機等の使用環境温度(0℃〜60℃付近)においてフェリ磁性あるいはフェロ磁性等を示す磁性物質であって、例えばマグネタイト(Fe3O4)、マグヘマタイト(γ−Fe2O3)、マグネタイトとマグヘマタイトの中間体、MXFe3-XO4;式中MはMn、
Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、Cd、Sr等或いはその混晶系等のスピネルフェライトやBaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3等の6方晶フェライト、Y3Fe5O12、Sm3Fe5O12、Gd3Fe5O12等のガーネット型酸化物、CrO2等のルチル型酸化
物、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、あるいはこれらの複合物、Fe、Mn、Ni、Co、Cr等の金属やその他の強磁性合金等のうち0℃〜60℃付近でフェロ磁性、フェリ磁性を示すもの等が挙げられ、単独で使用するに限らず、2種以上併用することもできる。中でも、鉄、コバルト、ニッケル、リチウム、マンガン等の強磁性金属、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物等が好ましい。
The electrostatic image developer of the present invention has a toner and a carrier containing at least a binder resin and a colorant.
The carrier used in the present invention has at least core particles and a coating resin provided on the surface of the core particles.
The material of the core particle is not limited as long as it functions as a carrier for the two-component developer. However, the core particle is a magnetic substance that exhibits ferrimagnetism or ferromagnetism at a use environment temperature of a copying machine or the like (around 0 ° C to 60 ° C). For example, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghematite (γ-Fe 2 O 3 ), an intermediate between magnetite and maghematite, M X Fe 3 -X O 4 ;
Spinel ferrite such as Fe, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, Cd, Sr or mixed crystals thereof, hexagonal ferrite such as BaO.6Fe 2 O 3 , SrO.6Fe 2 O 3 , Y 3 Fe 5 Garnet type oxides such as O 12 , Sm 3 Fe 5 O 12 , Gd 3 Fe 5 O 12 , rutile type oxides such as CrO 2 , iron neodymium oxide (NdFeO 3 ), iron lanthanum oxide (LaFeO 3 ), iron oxide Of lead (PbFe 12 O 19 ), iron barium oxide (BaFe 12 O 19 ), or composites thereof, metals such as Fe, Mn, Ni, Co, Cr, and other ferromagnetic alloys, etc., 0 ° C. to 60 ° C. Examples include ferromagnetism and ferrimagnetism in the vicinity, and are not limited to being used alone, but may be used in combination of two or more. Of these, ferromagnetic metals such as iron, cobalt, nickel, lithium and manganese, and alloys and compounds such as magnetite, hematite and ferrite are preferred.
コア粒子は、造粒された粒子をそのまま使用することも出来るが、小粒径の粒子を凝集させた凝集体をコア粒子として用いることもできる。また、磁性物質の粒子形状は特に制限されず、例えば、立方晶(6面体)、8面体、10面体以上の多面体であってもよく、さらには球状や針状、鱗片状、不定形のものであってもよい。
さらに好ましくは、コア粒子が下記一般式(1)で表される化合物であることが望ましい。この場合、粒子の電気抵抗が低くなって、トナーの過剰な電荷を適度にリークすることが出来る。また、キャリアの比重が低くなるため、トナー粒子にかかる負荷も軽減され
現像剤の寿命も向上させることができる。
As the core particles, granulated particles can be used as they are, but aggregates obtained by agglomerating particles having a small particle diameter can also be used as the core particles. The particle shape of the magnetic substance is not particularly limited, and may be, for example, a cubic (hexahedron), octahedron, or polyhedron of 10 or more planes, and may be spherical, acicular, scaly, or irregular. It may be.
More preferably, it is desirable that the core particle is a compound represented by the following general formula (1). In this case, the electric resistance of the particles is lowered, and excessive charge of the toner can be appropriately leaked. Further, since the specific gravity of the carrier is reduced, the load on the toner particles is reduced and the life of the developer can be improved.
(式中、x+y+z=100mol%であり、MnO、MgO及びFe2 O3 の一部がSrOで置換されている)
また、一般式(1)において、x、yおよびzは何れも、0.5mol%以上、好ましくは1mol%以上、より好ましくは3mol%以上であることが望ましい。特に、MnOを10〜40mol%、MgOを3〜25mol%、Fe2 O3 を40〜87mol%含有するものであることが望ましい。また、Fe2 O3 に対するMnOの組成は30〜75mol%が好ましく、Fe2 O3 に対するMgOの組成は4〜35mol%が好ましく、MnOに対するMgOの組成は、12〜50mol%が好ましい。
(In the formula, x + y + z = 100 mol%, and MnO, MgO and part of Fe 2 O 3 are substituted with SrO)
In general formula (1), x, y and z are all 0.5 mol% or more, preferably 1 mol% or more, more preferably 3 mol% or more. In particular, 10 to 40 mol% of MnO, MgO and 3~25mol%, it is desirable to Fe 2 O 3 are those containing 40~87mol%. Further, preferably 30~75Mol% composition of MnO with respect to Fe 2 O 3, preferably 4~35Mol% composition of MgO relative to Fe 2 O 3, the composition of MgO relative to MnO, preferably 12~50mol%.
更に、一般式(1)において置換するSrOの量、すなわち、MnO、MgO、Fe2 O3 およびSrOの合計量に対するSrOの比率は、好ましくは0.05mol%以上、より好ましくは0.1mol%以上、更に好ましくは0.3mol%以上であり、好ましくは5mol%以下、より好ましくは3mol以下であること望ましい。コア粒子中でのSrOの含有量が前記範囲である場合、キャリアに適正な磁気力を与えるという面で好ましい。 Furthermore, the amount of SrO substituted in the general formula (1), that is, the ratio of SrO to the total amount of MnO, MgO, Fe 2 O 3 and SrO is preferably 0.05 mol% or more, more preferably 0.1 mol%. More preferably, it is 0.3 mol% or more, preferably 5 mol% or less, more preferably 3 mol or less. When the content of SrO in the core particle is in the above range, it is preferable in terms of giving an appropriate magnetic force to the carrier.
なお、コア粒子が一般式(1)で表される化合物である場合においても、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の成分を含むものであってもよい。また、該その他成分の中には、コア粒子を製造する原料の不純物として含有され、コア粒子中に残留している成分をも意味するものとする。このような成分としては、例えば、Al2 O3 、Cr2 O3 、Ce2 O3 、NiO、CaO、SiO2 、TiO2 、Na2 O、K2 O、Cu、Sn、Zn、Pb、Cb、Mo、V2 O、P2 O、Clなどが挙げられ、通常、コア粒子の5重量%以下、好ましくは2重量%以下の範囲であればよい。 Even when the core particle is a compound represented by the general formula (1), it may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. In addition, the other components also mean components that are contained as impurities of the raw material for producing the core particles and remain in the core particles. Examples of such components include Al 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ce 2 O 3 , NiO, CaO, SiO 2 , TiO 2 , Na 2 O, K 2 O, Cu, Sn, Zn, Pb, Cb, Mo, V 2 O, P 2 O, Cl and the like can be mentioned, and it is usually 5% by weight or less, preferably 2% by weight or less of the core particles.
コア粒子の製造方法の一例を示せば、次の通りである。まず、目的とする組成に応じた元素組成を有する各酸化物を配合し、湿式または乾式で、ボールミル、サンドミル又は振動ミル等で微粉砕する。この際の微粉砕物の平均粒径は、通常15μm以下、好ましくは5μm以下、更に好ましくは2μm以下が望ましい。該粉砕物に、必要に応じて、分散剤、消泡剤、結着剤等を添加して造粒乾燥する。湿式造粒の場合は、通常、微粉砕物をスラリーとし、噴霧乾燥機等で加熱乾燥しながら造粒する。前記の分散剤、結着剤などは、後述する焼成工程で分解または燃焼して飛散し、コア粒子の生成に悪影響の生じない材料から選ばれるが、結着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリカルボン酸塩、ポリイソブチレン、アルキルナフタレンスルホン酸塩等が用いられる。なお、結着剤は、造粒した後に該造粒粒子に添加することによってもよい。造粒乾燥されたものは通常、球形で、一般に顆粒と呼ばれるが、該顆粒はアルミナ製の容器等に充填されて焼成される。顆粒の焼成には、通常、トンネル式電気炉等が用いられ、焼成温度は通常900〜1400℃、焼成時間は通常1〜30時間である。焼成過程の雰囲気は、酸素濃度が0.1体積%以下、好ましくは0.05体積%以下の不活性雰囲気下であることが好ましい。また、キャリアとしての電気抵抗の制御のため、焼成後の冷却過程も同様の不活性雰囲気下で行うと好ましい場合がある。なお、焼成温度を調整することによって、コア粒子表面の形状を制御することができ、温度が高いほど表面は平滑になり、低いほど表面の凹凸が多くなる。この焼成工程で固相化学反応が生じて、所望の組成のコア粒子が得られる。こうして得られた焼成物を解砕、分級して所望の粒径に調整する。さらに、コ
ア粒子を大気中若しくは酸素濃度の制御下で表面酸化処理することにより、飽和磁化および体積電気抵抗を調整することができる。
An example of a method for producing core particles is as follows. First, each oxide having an elemental composition corresponding to a target composition is blended and finely pulverized by a ball mill, a sand mill, a vibration mill or the like in a wet or dry manner. The average particle size of the finely pulverized product at this time is usually 15 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less. If necessary, a dispersant, an antifoaming agent, a binder or the like is added to the pulverized product and granulated and dried. In the case of wet granulation, usually, a finely pulverized product is made into a slurry and granulated while being heated and dried with a spray dryer or the like. The dispersant, binder, and the like are selected from materials that are decomposed or burned and scattered in a firing step described later and do not adversely affect the generation of core particles. Examples of the binder include polyvinyl alcohol, Polyacrylamide, polycarboxylate, polyisobutylene, alkylnaphthalene sulfonate and the like are used. Note that the binder may be added to the granulated particles after granulation. The granulated and dried product is usually spherical and generally called a granule, and the granule is filled in an alumina container or the like and fired. For the firing of the granules, a tunnel electric furnace or the like is usually used, the firing temperature is usually 900 to 1400 ° C., and the firing time is usually 1 to 30 hours. The atmosphere of the firing process is preferably an inert atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% by volume or less, preferably 0.05% by volume or less. In addition, in order to control electric resistance as a carrier, it may be preferable to perform the cooling process after firing in the same inert atmosphere. The shape of the surface of the core particles can be controlled by adjusting the firing temperature. The higher the temperature, the smoother the surface, and the lower the surface, the more uneven the surface. In this firing step, a solid phase chemical reaction occurs to obtain core particles having a desired composition. The fired product thus obtained is crushed and classified to adjust to a desired particle size. Furthermore, saturation magnetization and volume electrical resistance can be adjusted by subjecting the core particles to surface oxidation treatment in the air or under control of oxygen concentration.
また、コア粒子としては、磁性物質と樹脂との複合体である磁性体分散型樹脂を用いることもできる。磁性体分散型樹脂に用いる結着樹脂は限定されないが、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、およびこれらの混合物を挙げることができる。コア粒子として磁性体分散型樹脂を用いることにより、表面被覆樹脂との親和性が向上し、被覆樹脂の剥離を抑制できる場合がある。 Further, as the core particles, a magnetic material-dispersed resin that is a composite of a magnetic substance and a resin can also be used. The binder resin used for the magnetic material-dispersed resin is not limited. For example, vinyl resins, polyester resins, epoxy resins, phenol resins, urea resins, polyurethane resins, polyimide resins, cellulose resins, polyether resins, and these Mention may be made of mixtures. By using a magnetic material-dispersed resin as the core particles, the affinity with the surface coating resin may be improved, and peeling of the coating resin may be suppressed.
本発明において、コア粒子の表面を被覆する樹脂は限定されないが、所望の現像剤の帯電性に応じて公知のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ジメチルシリコーンなどのシリコーン樹脂又はその変性品、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等)、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート、不飽和ポリエステル系樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂、エポキシ系樹脂、等が挙げられ、中でもスチレン系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン樹脂又はその変性品、弗素樹脂が好適である。又、該被覆樹脂は、2種類以上を併用してもよい。 In the present invention, the resin for coating the surface of the core particles is not limited, but a known resin can be appropriately selected and used depending on the chargeability of a desired developer. For example, polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, (meth) acrylic resin, styrene resin, styrene- (meth) acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl Polyvinyl and polyvinylidene resins such as butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polybiliketones, silicone resins such as vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, dimethyl silicone or modified products thereof, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoro Fluorine resins such as propylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene, polyamide resins, polyester resins (polyethylene Talates, polycarbonates, etc.), polyurethane resins, polycarbonates, unsaturated polyester resins, urea-formaldehyde resins and other amino resins, epoxy resins, etc., among them styrene resins, styrene- (meth) acrylic resins, A silicone resin or a modified product thereof, or a fluorine resin is preferred. Two or more kinds of the coating resins may be used in combination.
これらの中でも、特に、20℃における表面張力γが、好ましくは30mN/m以下、より好ましくは10〜25mN/mに調整された樹脂で被覆されている場合、キャリア表面へのトナーの強固な付着を抑制することができ、現像剤の耐久性が向上する場合があるため望ましい。その点でジメチルシリコーンなどのシリコーン樹脂又はその変性品、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレンなどの弗素樹脂が好ましく、特にシリコーン樹脂又はその変性品が好ましい。なお、表面張力は、ウィルヘルミ法(プレート法)、ペンダントドロップ法、バブルプレッシャー法、接触角法等の一般的な測定法の中から、適宜選択して測定することが出来る。 Among these, particularly when the surface tension γ at 20 ° C. is coated with a resin adjusted to preferably 30 mN / m or less, more preferably 10 to 25 mN / m, the toner adheres firmly to the carrier surface. This is desirable because the durability of the developer may be improved. In this respect, silicone resins such as dimethyl silicone or modified products thereof, and fluorine resins such as polytetrafluoroethylene and polyhexafluoropropylene are preferable, and silicone resins or modified products thereof are particularly preferable. The surface tension can be measured by appropriately selecting from general measuring methods such as Wilhelmi method (plate method), pendant drop method, bubble pressure method, and contact angle method.
キャリアのコア粒子表面を被覆するシリコーン樹脂としては、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含むものであれば限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル、ブチル基等のアルキル基、フェニル基、フェノール基、スチリル基、ベンジル基等のアリール基などを側鎖に有する、オルガノポリシロキサン(ジメチルシリコーン)やオルガノポリメタロシロキサン、オルガノポリシラザン、オルガノポリシルメチレン、オルガノポリシルフェニレン等が挙げられる。また、これら化合物は、側鎖或いは分子末端が、たとえばアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アルコキシシリル基、カルビノール基、アルコキシ基、アルキル基、アラルキル基、ポリエーテルなどで変性されたものであってもよく、フッ素化、塩素化などハロゲン化変性されていてもよい。さらには、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含む連鎖と、ケイ素原子を分子の主鎖骨格に含まない連鎖とで構成されたブロック共重合体やグラフト共重合体であってもよい。これらの中でも、ジメチルポリシロキサン(ジメチルシリコーン)または変性ジメチルポリシロキサンが好ましい。また、直鎖構造のもののほか、環状や、網目状すなわち部分的に架橋構造のものであってもよい。 The silicone resin for coating the core particle surface of the carrier is not limited as long as it contains a silicon atom in the main chain skeleton of the molecule. For example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl, or a butyl group, a phenyl group And organopolysiloxane (dimethylsilicone), organopolymetallosiloxane, organopolysilazane, organopolysilmethylene, organopolysilphenylene and the like having an aryl group such as a phenol group, a styryl group and a benzyl group in the side chain. These compounds have side chains or molecular ends, for example, amino groups, epoxy groups, mercapto groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, alkoxysilyl groups, carbinol groups, alkoxy groups, alkyl groups, aralkyl groups, polyethers, etc. It may be modified, or may be halogenated and modified such as fluorinated or chlorinated. Furthermore, it may be a block copolymer or graft copolymer composed of a chain containing a silicon atom in the main chain skeleton of the molecule and a chain not containing a silicon atom in the main chain skeleton of the molecule. Among these, dimethylpolysiloxane (dimethylsilicone) or modified dimethylpolysiloxane is preferable. Further, in addition to the linear structure, it may be cyclic or network-like, that is, partially crosslinked.
また、本発明に用いるキャリアは、その体積固有抵抗を制御するために前記の被覆樹脂中に導電性付与材料が分散されていてもよい。分散される導電性付与材は従来より公知の物でよく、例えば鉄、金、銅等の金属、フェライト、マグネタイト等の酸化鉄、カーボンブラック等が挙げられる。
また、被覆樹脂中には、必要に応じて、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩等の、樹脂コートの特性を調整するための添加剤を含有させることもでき、さらに、コア粒子との接着性を向上させたり導電性付与剤の分散性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤が含有されていてもよい。
In the carrier used in the present invention, a conductivity imparting material may be dispersed in the coating resin in order to control the volume resistivity. The conductivity imparting material to be dispersed may be a conventionally known material, and examples thereof include metals such as iron, gold and copper, iron oxides such as ferrite and magnetite, and carbon black.
In addition, the coating resin can contain additives for adjusting the characteristics of the resin coat, such as silica, alumina, carbon black, and fatty acid metal salt, if necessary. A coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent may be contained for the purpose of improving adhesiveness or improving the dispersibility of the conductivity-imparting agent.
これらの中では、コア粒子として、下記一般式(1)で表される化合物を使用し、被覆樹脂としてシリコーン樹脂又はその変性品を用いることが、帯電安定性および耐久性の点で特に好ましい。 Among these, it is particularly preferable from the viewpoint of charging stability and durability that a compound represented by the following general formula (1) is used as the core particle and a silicone resin or a modified product thereof is used as the coating resin.
(式中、x+y+z=100mol%であり、MnO、MgO及びFe2 O3 の一部がSrOで置換されている)
本発明に用いるキャリアは、コア粒子表面が被覆樹脂により、80%以下、好ましくは78%以下、より好ましくは71%以下の割合で被覆されていることを特徴とするものである。また、該被覆率は、通常20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは40%以上であることが望ましい。コア粒子の表面が前記範囲で樹脂被覆されたキャリアを用いることにより、トナーに対する帯電付与性能が良好であるとともに、適度に帯電をリークすることにより過度に帯電したトナーの発生を防止できるため、キャリア表面へのトナーの強固な付着による現像剤の劣化、また補給トナー帯電不良による飛散を防止することができる。また、この結果、キャリアと接触するトナーは常に更新されるため、キャリアがトナーに対して適量かつ安定した帯電性を付与することができ、良好な画像形成を行うことが出来る。これは、キャリアにおけるコア粒子の表面を前記のように適量の樹脂被覆を施すことにより、帯電を保持する部位と過度の帯電をリークする部位を併せ持つことに起因するものと考えられる。
(In the formula, x + y + z = 100 mol%, and MnO, MgO and part of Fe 2 O 3 are substituted with SrO)
The carrier used in the present invention is characterized in that the core particle surface is coated with a coating resin at a ratio of 80% or less, preferably 78% or less, more preferably 71% or less. The coverage is usually 20% or more, preferably 30% or more, and more preferably 40% or more. By using a carrier in which the surface of the core particle is coated with a resin in the above range, the charge imparting performance to the toner is good, and generation of excessively charged toner by appropriately leaking the charge can be prevented. It is possible to prevent the deterioration of the developer due to the strong adhesion of the toner to the surface and the scattering due to the charging failure of the replenishing toner. As a result, since the toner in contact with the carrier is constantly updated, the carrier can impart an appropriate amount and stable chargeability to the toner, and good image formation can be performed. This is presumably because the surface of the core particles in the carrier is coated with an appropriate amount of the resin as described above, so that it has both a portion that retains charge and a portion that leaks excessive charge.
コア粒子表面の樹脂被覆率を前記範囲にする方法としては、例えば、後述する被覆条件を最適化することにより達成できる。
なお、コア粒子表面を被覆する樹脂の被覆率は、先ず、キャリア粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)の組成依存反射電子像(原子番号の大きい元素を含有している方が反射電子発生効率が高く明るく観察される)にて観察し、1画面にキャリアが10〜25個入る倍率で写真を撮影した後、得られた写真を画像解析装置、例えば三谷商事(株)社製WinR00Fを用いて以下のように分析することにより算出するものとする。キャリア粒子部分の画像を、256階調のコントラストに分割し、暗い方から70階調を境界として、コア粒子の露出部分と樹脂被覆部分のそれぞれの面積を求め、画像上のキャリアの全面積に対する被覆樹脂部分の面積の比率を被覆率(%)とした。1サンプルにつき、最低5点の平均値とした。
As a method for setting the resin coverage on the surface of the core particles in the above range, for example, it can be achieved by optimizing the coating conditions described later.
The coverage of the resin covering the surface of the core particle is determined by the following. First, the carrier particle is reflected by a scanning electron microscope (SEM). And is photographed at a magnification such that 10 to 25 carriers fit on one screen, and the obtained photograph is used with an image analyzer, for example, WinR00F manufactured by Mitani Corporation. It shall be calculated by analyzing as follows. The image of the carrier particle part is divided into 256 gradation contrasts, and the areas of the exposed part of the core particle and the resin-coated part are obtained with 70 gradations from the dark side as a boundary, and the total area of the carrier on the image is calculated. The ratio of the area of the coating resin portion was defined as the coverage (%). An average value of at least 5 points per sample was used.
コントラストの差により区分したコア粒子部と被覆樹脂部とは、例えば、顕微赤外分光(顕微IR)や顕微ラマン分光、X線光電子分光(XPS)等の測定により元素組成や分子構造を確認し、該当部位であることを同定することができる。なお、SEM観察の条件(絞り、加速電圧等)や写真撮影の条件(時間等)以外での、例えば画像取り込み装置や解析装置等での画像コントラスト調整は行わないものとする。 The core particle part and the coating resin part divided by the difference in contrast are confirmed by elemental composition and molecular structure by measuring, for example, micro infrared spectroscopy (micro IR), micro Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), etc. , It can be identified as a corresponding part. Note that image contrast adjustment is not performed in, for example, an image capturing device or an analysis device other than SEM observation conditions (diaphragm, acceleration voltage, etc.) and photography conditions (time, etc.).
被覆樹脂のコア粒子表面への被覆方法は、従来公知の方法、例えば、機械的混合法、噴霧法、浸漬法、流動層法、転動層法等の方法の中から適宜選択して採用することが出来る。
被覆用の樹脂は、溶融したものをコア粒子表面に直接融着させて被覆することや、熱硬化性のモノマーをコア粒子表面で直接重合させて被覆することもできるが、有機溶媒等に溶解または分散した被覆用樹脂溶液をコア粒子の表面に塗布し、溶媒を留去することによって被覆するのが一般的である。溶媒を留去することによって被覆する方法としては、特に、流動床被覆装置を用い、コア粒子を浮遊流動させながら樹脂溶液をスプレーして被覆する方法や、噴霧法(スプレードライ法)が好適である。この場合の溶媒としては、たとえばトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類等が挙げられる。
The coating method of the coating resin on the surface of the core particles is appropriately selected from conventionally known methods such as mechanical mixing method, spraying method, dipping method, fluidized bed method, rolling bed method and the like. I can do it.
The coating resin can be melted directly on the core particle surface for coating, or a thermosetting monomer can be directly polymerized on the core particle surface for coating, but it can be dissolved in an organic solvent. Or it is common to coat | cover by disperse | distributing the coating resin solution to the surface of the core particle, and distilling a solvent off. As a method of coating by distilling off the solvent, a method of coating by spraying a resin solution while using a fluidized bed coating apparatus while floating the core particles, and a spraying method (spray drying method) are particularly suitable. is there. Examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, cyclic ethers such as tetrahydrofuran, methanol, and ethanol. And alcohols such as isopropanol.
有機溶媒等に溶解または分散した被覆用樹脂をコア粒子の表面に塗布し、溶媒を留去する方法によって被覆率を前記範囲とする場合、用いる装置の種類や機構、溶媒の種類等によって最適な条件は各々異なるが、溶媒中の樹脂濃度、キャリアに対する樹脂量の比率、溶媒留去の温度および時間、溶媒留去の方式等を適宜設定、調整することにより達成することができる。 When the coating rate is adjusted to the above range by applying a coating resin dissolved or dispersed in an organic solvent or the like to the surface of the core particle and distilling off the solvent, the optimal condition depends on the type and mechanism of the device used, the type of solvent, etc. Although the conditions are different, it can be achieved by appropriately setting and adjusting the resin concentration in the solvent, the ratio of the resin amount to the carrier, the temperature and time of solvent evaporation, the method of solvent evaporation, and the like.
本発明に用いるキャリアは、樹脂の被覆量は限定されないが、キャリア中の通常0.05重量%以上、好ましくは0.1重量%以上であり、通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下であることが望ましい。なお、被覆樹脂の量は、全炭素濃度計(堀場製作所社製)を使用してキャリアを燃焼させたときの二酸化炭素の量等により確認することができる。コア粒子として磁性体分散型樹脂を用いる場合は、キャリアを有機溶媒等に溶解した後、樹脂の成分分析等で確認することができる。 The carrier used in the present invention is not limited in the coating amount of the resin, but is usually 0.05% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more in the carrier, usually 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less. It is desirable that The amount of the coating resin can be confirmed by the amount of carbon dioxide when the carrier is burned using a total carbon concentration meter (manufactured by Horiba, Ltd.). In the case of using a magnetic material-dispersed resin as the core particle, it can be confirmed by analyzing the resin component after dissolving the carrier in an organic solvent or the like.
本発明に用いるキャリアは、重量平均粒子径が75μm以下、好ましくは70μm以下、より好ましくは65μm以下、更に好ましくは60μm以下であることを特徴とする。また、通常、20μm以上、好ましくは25μm以上、より好ましくは30μm以上であることが望ましい。キャリアの重量平均粒子径を前記範囲とすることにより、画像の均一性を良好にすることができる。ここで、キャリアの重量平均粒子径は、レーザー回折法(例えば、シンパテックス社へロス&ロドス)により測定するものとする。 The carrier used in the present invention has a weight average particle diameter of 75 μm or less, preferably 70 μm or less, more preferably 65 μm or less, and further preferably 60 μm or less. Moreover, it is usually 20 μm or more, preferably 25 μm or more, more preferably 30 μm or more. By setting the weight average particle diameter of the carrier in the above range, the uniformity of the image can be improved. Here, the weight average particle diameter of the carrier is measured by a laser diffraction method (for example, Loss & Rhodes, Sympatex).
本発明の現像剤におけるキャリアの含有量は限定されないが、現像剤100重量部に対し、通常70量部以上、好ましくは80重量部以上、さらに好ましくは90重量部以上であり、通常99重量部以下、好ましくは97重量部以下である。
本発明に用いるキャリアは、23℃、7.96×104A/m(=1000Oe)の磁
場中における飽和磁化が、通常、30〜150Am2/kg、好ましくは50〜90Am2/kg、より好ましくは55〜70Am2/kgとすることにより、現像領域における現
像剤の現像スリーブへの磁気束縛力が大きくなるために、感光体上へのキャリアの現像が有効に防止され、良好な画像が得られる。
The carrier content in the developer of the present invention is not limited, but is usually 70 parts by weight or more, preferably 80 parts by weight or more, more preferably 90 parts by weight or more, and usually 99 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the developer. Hereinafter, it is preferably 97 parts by weight or less.
The carrier used in the present invention has a saturation magnetization in a magnetic field of 23 ° C. and 7.96 × 10 4 A / m (= 1000 Oe) usually 30 to 150 Am 2 / kg, preferably 50 to 90 Am 2 / kg. Preferably, the magnetic binding force of the developer to the developing sleeve in the developing region is increased by setting the speed to 55 to 70 Am 2 / kg, so that the development of the carrier on the photosensitive member is effectively prevented and a good image is obtained. can get.
また、本発明に用いるキャリアは、25℃における電気抵抗が、通常、105Ω以上、
好ましくは106Ω以上であり、通常、1011Ω以下、好ましくは1010Ω以下がよい。
キャリアの電気抵抗が前記範囲であることにより、画像均一性が向上し、現像剤の帯電も安定するため望ましい。なお、電気抵抗の測定は一般的な方法を用いることができるが、本発明においては以下の通りとした。即ち、25℃、60%RHの環境下で、内径2cmの円筒状測定セルに測定物質を5g入れ、電極面積3.14cm2の2枚の電極で測定物
質をはさんだ状態で重力方向に立て、上部電極の上から錘を用いて1kgの加重をかけた状態で直流電圧1000Vを印加し、それを絶縁抵抗計で抵抗値を測定して体積固有抵抗値に換算することにより、測定した。
Further, the carrier used in the present invention has an electric resistance at 25 ° C. of usually 10 5 Ω or more,
Preferably it is 10 6 Ω or more, usually 10 11 Ω or less, preferably 10 10 Ω or less.
It is desirable that the electric resistance of the carrier is in the above range because image uniformity is improved and charging of the developer is stabilized. In addition, although a general method can be used for the measurement of electrical resistance, it was as follows in this invention. That is, in an environment of 25 ° C. and 60% RH, 5 g of a measurement substance is placed in a cylindrical measurement cell having an inner diameter of 2 cm, and the measurement substance is sandwiched between two electrodes having an electrode area of 3.14 cm 2 and is placed in the direction of gravity. A DC voltage of 1000 V was applied from above the upper electrode using a weight with a weight of 1 kg, and the resistance value was measured with an insulation resistance meter and converted into a volume resistivity value.
本発明に用いるトナーは、少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有し、必要に応じて、ワックス、帯電制御剤、その他の添加剤等を含有するトナー母粒子に、必要に応じて外添微粒子が付着されたものである。
トナーを構成するバインダー樹脂としては、トナーに適した公知の種々のものが使用できる。例えば、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂並びにポリビニルブチラール樹脂等があるが、本発明に用いるのに好ましい樹脂としては、スチレン系樹脂、ポリエステル樹脂を挙げることができる。
The toner used in the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and if necessary, external additive fine particles adhere to toner base particles containing wax, a charge control agent, other additives, and the like. It has been done.
As the binder resin constituting the toner, various known resins suitable for the toner can be used. For example, styrene resin, polyester resin, epoxy resin, polyurethane resin, vinyl chloride resin, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, ionomer resin, silicone resin, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate There are a copolymer, a xylene resin, a polyvinyl butyral resin, and the like. Preferred resins for use in the present invention include styrene resins and polyester resins.
これら樹脂は単独で使用するに限らず、2種以上を併用することもできる。また、本発明におけるバインダー樹脂は、画像形成装置の定着方式に応じて、非架橋樹脂としても架橋樹脂としても或いはその混合物としても用いることができる。バインダー樹脂の製造方法としては、バルク重合、溶液重合、界面重合、懸濁重合、乳化重合等があるが、重合方法の如何によらず使用可能である。 These resins are not limited to being used alone, but two or more of them can be used in combination. Further, the binder resin in the present invention can be used as a non-crosslinked resin, a crosslinked resin, or a mixture thereof depending on the fixing method of the image forming apparatus. As a method for producing the binder resin, there are bulk polymerization, solution polymerization, interfacial polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like, but they can be used regardless of the polymerization method.
スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(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−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体(スチレン−アクリル酸メチル−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル−アクリル酸共重合体等)、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体(スチレン−アクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸エチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル−メタクリル酸共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(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−メタクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル−アクリル酸共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸オクチル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル−アクリル酸共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸オクチル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル−メタクリル酸共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレンまたはスチレン誘導体を含む単独重合体または共重合体が挙げられ、これらの混合物であってもよい。 Examples of styrene resins include polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene- Vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, Styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene-acrylic ester-acrylic acid copolymer (styrene-methyl acrylate-acrylic acid copolymer, styrene-ethyl acrylate- Acrylic acid copolymer, styrene-butyl acrylate Acrylic acid copolymer, styrene-octyl acrylate-acrylic acid copolymer, styrene-phenyl acrylate-acrylic acid copolymer, etc.), styrene-acrylic acid ester-methacrylic acid copolymer (styrene-methyl acrylate- Methacrylic acid copolymer, styrene-ethyl acrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-butyl acrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-octyl acrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-phenyl acrylate-methacrylic acid Copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-octyl methacrylate copolymer). , Styrene-phenyl methacrylate copolymer ), Styrene-methacrylic acid ester-acrylic acid copolymer (styrene-methyl methacrylate-acrylic acid copolymer, styrene-ethyl methacrylate-acrylic acid copolymer, styrene-butyl methacrylate-acrylic acid copolymer) Styrene-octyl methacrylate-acrylic acid copolymer, styrene-phenyl methacrylate-acrylic acid copolymer, etc.), styrene-methacrylic acid ester-methacrylic acid copolymer (styrene-methyl methacrylate-methacrylic acid copolymer) Styrene-ethyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-butyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-octyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, styrene-phenyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, etc.) , Styrene-α-Chloracryl Methyl methacrylate copolymer and styrene - acrylonitrile - homopolymers or copolymers containing styrene or styrene derivatives such as acrylic acid ester copolymer. These may be a mixture thereof.
中でも、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル−メタクリル酸共重合体の中から選ばれる少なくとも1種のバインダー樹脂であるのがトナーの定着性や耐久性の面で優れ、しかもトナーの帯電安定性(特に負帯電性)が向上するのでより好ましい。なお、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルにおけるエステル基は限定されないが、メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル、フェニルエステル等が挙げられる。 Among them, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester-acrylic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester-methacrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester- At least one binder resin selected from an acrylic acid copolymer and a styrene-methacrylic acid ester-methacrylic acid copolymer is excellent in terms of toner fixing property and durability, and also has toner charge stability. (Especially negative chargeability) is improved, which is more preferable. In addition, although the ester group in acrylic acid ester or methacrylic acid ester is not limited, methyl ester, ethyl ester, butyl ester, octyl ester, phenyl ester, etc. are mentioned.
ポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られるものが好ましい。多価アルコール成分のうち2価アルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他アルコール単量体が挙げられ、中でも、ビスフェノールAを含むものが好適に使用される。 As the polyester-based resin, those obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol component and a polyvalent carboxylic acid component are preferable. Among the polyhydric alcohol components, examples of the dihydric alcohol component include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1 , 4-Butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol and other diols, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, etherified bisphenols such as polyoxyethylenated bisphenol A and polyoxypropylenated bisphenol A, and other alcohol monomers, and those containing bisphenol A are preferred. It is use.
また、多価カルボン酸成分のうち2価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、およびこれらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられ、中でも、イソフタル酸を含むものが好適に使用される。 Among the polyvalent carboxylic acid components, examples of the divalent carboxylic acid component include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and diphenic acid. , Cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, isododecyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, isooctenyl succinic acid Examples include acids, n-octyl succinic acid, isooctyl succinic acid, and anhydrides or lower alkyl esters of these acids. Among them, those containing isophthalic acid are preferably used.
また、本発明におけるバインダー樹脂には、3価以上のアルコール成分および/または3価以上のカルボン酸成分を含んでいることが好ましい。3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。 Moreover, it is preferable that the binder resin in the present invention contains a trivalent or higher alcohol component and / or a trivalent or higher carboxylic acid component. Examples of the trivalent or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol. 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Is mentioned.
3価以上のカルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、ナフタレントリカルボン酸、ブタントリカルボン酸、ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンボール二量体酸、およびこれらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher carboxylic acid component include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, naphthalenetricarboxylic acid, butanetricarboxylic acid, hexanetricarboxylic acid, 1 , 3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, cyclohexanetricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, embol dimer acid, and anhydrides of these acids, And lower alkyl esters.
これら3価以上のアルコール成分および/または3価以上のカルボン酸成分を用いる場合は、ポリエステル樹脂を構成する全モノマー中、0.01〜30モル%含んでいることが好ましい。3価以上のアルコール成分および/または3価以上のカルボン酸成分を含むことにより、低エネルギー定着に必要な低温定着性と連続実写時の画像安定性に必要な耐久性が両立されるため好ましい場合がある。 When using these trihydric or higher alcohol components and / or trihydric or higher carboxylic acid components, it is preferably contained in an amount of 0.01 to 30 mol% in all monomers constituting the polyester resin. When a trivalent or higher valent alcohol component and / or a trivalent or higher carboxylic acid component is included, the low temperature fixability required for low energy fixing and the durability required for image stability during continuous shooting are both preferable. There is.
さらには、安息香酸、サリチル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の単官能アルコールや単官能カルボン酸を含むこともできる。また、ポリエステル樹脂の構造中にウレタン結合を有することもでき、ジイソシアネート化合物などを原料とすることによって得ることができる。ウレタン結合を有することにより、トナーの耐久性が向上する場合がある。 Furthermore, monofunctional alcohols and monofunctional carboxylic acids such as benzoic acid, salicylic acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid can also be included. Moreover, it can also have a urethane bond in the structure of a polyester resin, and can obtain it by using a diisocyanate compound etc. as a raw material. By having a urethane bond, the durability of the toner may be improved.
バインダー樹脂がポリエステル樹脂である場合、その酸価は、2〜50KOHmg/gが好ましく、3〜30KOHmg/gのものがより好ましい。酸価が前記範囲未満の場合は、着色剤、帯電制御剤等の分散性が低下する場合がある。また酸価が前記範囲超過の場合は、トナー帯電量の安定性が損なわれる場合がある。なお、ポリエステル樹脂の酸価は、樹脂試料をトルエン等の溶媒に溶解し、指示薬を用いて滴定した値から算出することができる。 When the binder resin is a polyester resin, the acid value thereof is preferably 2 to 50 KOHmg / g, more preferably 3 to 30 KOHmg / g. When the acid value is less than the above range, the dispersibility of the colorant, the charge control agent and the like may be lowered. When the acid value exceeds the above range, the toner charge amount stability may be impaired. The acid value of the polyester resin can be calculated from a value obtained by dissolving a resin sample in a solvent such as toluene and titrating it with an indicator.
バインダー樹脂の軟化点(以下Spと記載)は、通常150℃以下、好ましくは140℃以下であることが低エネルギー定着のためには好ましい。また、該Spは、80℃以上、好ましくは100℃以上であることが耐高温オフセット性、耐久性の点で好ましい。ここで該Spは、フローテスター(島津製作所社製CFT−500)において、試料1.0gをノズル1mm×10mm、荷重30kg、予熱時間50℃で5分、昇温速度3℃/分の条件下で測定を行ったときの、フロー開始から終了までのストランドの中間点での温度として求めることができる。 The softening point (hereinafter referred to as Sp) of the binder resin is usually 150 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or lower, for low energy fixing. The Sp is preferably 80 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher from the viewpoint of high temperature offset resistance and durability. Here, the Sp is a flow tester (CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation), in which 1.0 g of a sample is a nozzle 1 mm × 10 mm, a load of 30 kg, a preheating time of 50 ° C. for 5 minutes, and a heating rate of 3 ° C./minute. Can be obtained as the temperature at the midpoint of the strand from the start to the end of the flow.
また、バインダー樹脂のガラス転移点(以下Tgと記載)は、通常65℃以下、好ましくは60℃以下であることが低エネルギー定着のためには好ましい。また、該Tgは、35℃以上、好ましくは50℃以上であることが耐ブロッキング性の点で好ましい。ここで該Tgは、示差走査熱量計(島津製作所社製DTA−40)において、昇温速度10℃/分の条件で測定した曲線の転移(変曲)開始部に接線を引き、2つの接線の交点の温度として求めることができる。 The glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of the binder resin is usually 65 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower, for low energy fixing. The Tg is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher from the viewpoint of blocking resistance. Here, the Tg is obtained by drawing a tangent line at the start of transition (inflection) of a curve measured at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a differential scanning calorimeter (DTA-40 manufactured by Shimadzu Corporation). It can be determined as the temperature of the intersection of
本発明におけるバインダー樹脂のSp、Tgは、樹脂の種類および組成比、分子量等を調整することによって前記範囲とすることができ、また、市販の樹脂の中から前記範囲のものを適宜選択して使用することが出来る。
バインダー樹脂として前記のスチレン系樹脂を用いる場合、該バインダー樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPC)における数平均分子量が、好ましくは2千以上、より好ましくは2千5百以上、さらに好ましくは3千以上であり、好ましくは5万以下、より好ましくは4万以下、さらに好ましくは3.5万以下であることが望ましい。また、該バインダー樹脂は、同様にして求めた重量平均分子量が、好ましくは5万以上、より好ましくは10万以上、さらに好ましくは20万以上であり、好ましくは200万以下、より好ましくは100万以下、さらに好ましくは50万以下であることが望ましい。スチレン系樹脂の数平均分子量および重量平均分子量が前記範囲にある場合、トナーの耐久性、保存性、定着性が良好となるため望ましい。
The Sp and Tg of the binder resin in the present invention can be adjusted to the above range by adjusting the type and composition ratio of the resin, the molecular weight, and the like. Can be used.
When the styrenic resin is used as the binder resin, the binder resin has a number average molecular weight in gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) of preferably 2,000 or more, more preferably 2,500 or more, and even more preferably. Is 3,000 or more, preferably 50,000 or less, more preferably 40,000 or less, and further preferably 35,000 or less. Further, the binder resin has a weight average molecular weight obtained in the same manner of preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, further preferably 200,000 or more, preferably 2 million or less, more preferably 1 million. In the following, it is more desirable that it is 500,000 or less. When the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the styrenic resin are in the above ranges, the durability, storage stability, and fixability of the toner are improved.
また、該バインダー樹脂は低分子量体と高分子量体とからなるものが好ましく、GPCにおけるピーク分子量のうち、低分子量体の分子量が、好ましくは1万以下、より好ましくは3000〜7000に少なくとも1つのピークを有し、高分子量体の分子量が、好ましくは10万以上、より好ましくは20万〜100万に少なくとも1つの分子量ピークを有することが望ましい。スチレン系樹脂のGPCによるピーク分子量が前記範囲である場合、トナーの耐久性、保存性、定着性が良好となるため望ましい。ここで、前記ピーク分子量とは、ポリスチレン換算した値を用いるものとし、測定に際しては溶媒に不溶の成分を除くものとする。 The binder resin is preferably composed of a low molecular weight body and a high molecular weight body. Among the peak molecular weights in GPC, the molecular weight of the low molecular weight body is preferably 10,000 or less, more preferably at least one in 3000 to 7000. It has a peak, and the molecular weight of the high molecular weight body is preferably 100,000 or more, more preferably at least one molecular weight peak at 200,000 to 1,000,000. When the peak molecular weight by GPC of the styrene resin is in the above range, it is desirable because the durability, storage stability, and fixing property of the toner become good. Here, as the peak molecular weight, a value converted to polystyrene is used, and components insoluble in a solvent are excluded in measurement.
本発明に用いられる着色剤は特に限定されるものではなく、トナーの着色剤として一般に用いられている各種の無機系及び有機系の染料や顔料などが用いられ、具体的には、例えば、鉄粉、銅粉等の金属粉、ベンガラ等の金属酸化物、ファーネスブラック、ランプブラック等のカーボンブラックに代表されるカーボン類等の無機系顔料、ベンジジンイエロー、ベンジジンオレンジ等のアゾ系、キノリンイエロー、アシッドグリーン、アルカリブルー等の染料の沈殿剤による沈殿物やローダミン、マゼンタ、マカライトグリーン等の染料のタンニン酸、リンモリブデン酸等による沈殿物等の酸性染料や塩基性染料、ヒドロキシアントラキノン類の金属塩等の媒染染料、フタロシアニンブルー、スルホン酸銅フタロシアニン等のフタロシアニン系、キナクリドンレッド、キナクリドンバイオレット等のキナクリドン系やジオキサン系等の有機系顔料、アニリン黒、アゾ染料、ナフトキノン染料、インジゴ染料、ニグロシン染料、フタロシアニン染料、ポリメチン染料、ジ及びトリアリルメタン染料等の合成染料などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。 The colorant used in the present invention is not particularly limited, and various inorganic and organic dyes and pigments generally used as a toner colorant are used. Specifically, for example, iron Powder, metal powder such as copper powder, metal oxide such as bengara, inorganic pigment such as carbon represented by carbon black such as furnace black and lamp black, azo type such as benzidine yellow and benzidine orange, quinoline yellow, Acid dyes, basic dyes such as alkali blues, precipitates of rhodamine, magenta, macalite green, etc. dyes such as tannic acid, phosphomolybdic acid, etc. Acid dyes, basic dyes, metal salts of hydroxyanthraquinones Mordant dyes such as phthalocyanine blue, phthalocyanine series such as copper phthalocyanine sulfonate Organic pigments such as quinacridone red and quinacridone violet, organic pigments such as quinacridone and dioxane, aniline black, azo dyes, naphthoquinone dyes, indigo dyes, nigrosine dyes, phthalocyanine dyes, polymethine dyes, di- and triallylmethane dyes, etc. These can be used in combination.
フルカラートナーに用いる着色剤としては、イエロー用としてアゾ系顔料(不溶性モノアゾ系、不溶性ジスアゾ系、縮合アゾ系など)、多環式顔料(イソインドリン系、イソインドリノン系、スレン系、キノフタロン系など)等が挙げられ、マゼンタ用としてアゾ系顔料(アゾレーキ系、不溶性モノアゾ系、不溶性ジスアゾ系、縮合アゾ系など)、多環式顔料(キナクリドン顔料、ペリレン顔料など)等が挙げられ、シアン用としてフタロシアニン顔料、スレン系顔料等が挙げられる。着色剤の組合せは色相等を勘案して適宜選べばよいが、中でも、イエロー着色剤としてはC.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー155から選ばれる少なくとも1種が、マゼンタ着色剤としてはC.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド122から選ばれる少なくとも1種が、シアン着色剤としてはC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3から選ばれる少なくとも1種が、ブラック着色剤としてはファーネス法カーボンブラックが、それぞれ好適である。 Colorants used in full-color toners include yellow azo pigments (insoluble monoazo, insoluble disazo, condensed azo, etc.), polycyclic pigments (isoindoline, isoindolinone, slen, quinophthalone, etc.) Azo pigments (azo lakes, insoluble monoazos, insoluble disazos, condensed azos, etc.), polycyclic pigments (quinacridone pigments, perylene pigments, etc.) and the like for magenta Examples include phthalocyanine pigments and selenium pigments. The combination of the colorants may be appropriately selected in consideration of the hue and the like. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Yellow 155 is C.I. I. Pigment red 238, C.I. I. Pigment red 269, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 48: 2, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Red 122 is C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. At least one selected from CI Pigment Blue 15: 3 is preferable as furnace black carbon as the black colorant.
前記着色剤の含有割合は、前記バインダー樹脂100重量部に対して1〜20重量部であるのが好ましく、2〜15重量部であるのがより好ましく、特には3〜10重量部であるのがよい。2種以上の着色剤を併用する場合は、合計量で前記範囲であるのが好ましい。
また、前記着色剤は磁性を有していてもよく、磁性着色剤としては、複写機等の使用環境温度(0℃〜60℃付近)においてフェリ磁性あるいはフェロ磁性等を示す磁性物質であって、例えばマグネタイト(Fe3O4)、マグヘマタイト(γ−Fe2O3)、マグネタイトとマグヘマタイトの中間体、MXFe3-XO4;式中MはMn、Fe、Co、Ni、C
u、Mg、Zn、Cd等或いはその混晶系等のスピネルフェライトやBaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3等の6方晶フェライト、Y3Fe5O12、Sm3Fe5O12、Gd3F
e5O12等のガーネット型酸化物、CrO2等のルチル型酸化物、酸化鉄ネオジウム(NdFeO3)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、あるいはこれらの複合物、Fe、Mn、Ni、Co、Cr等の金属やその他の強磁性合金等のうち0℃〜60℃付近でフェロ磁性、フェリ磁性を示すもの等が挙げられ、単独で使用するに限らず、2種以上併用することもできる。中でもマグネタイト、マグへマタイト、マグネタイトとマグヘマタイトの中間体等が好ましい。
なお、磁性粒子の形状には制限はなく、例えば、立方晶(6面体)、8面体、10面体以上の多面体であってもよく、さらには球状や針状、鱗片状、不定形のものであってもよい。非磁性トナーとしての特性を持たせつつ、飛散防止や帯電制御等の観点で添加する場合は、その添加量は前記バインダー樹脂100重量部に対して通常0.5〜10重量部、好
ましくは0.5〜8重量部、より好ましくは1〜5重量部である。
The content of the colorant is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight, and particularly 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Is good. When two or more colorants are used in combination, the total amount is preferably within the above range.
The colorant may have magnetism, and the magnetic colorant is a magnetic substance that exhibits ferrimagnetism or ferromagnetism at a use environment temperature (around 0 ° C. to 60 ° C.) of a copying machine or the like. For example, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (γ-Fe 2 O 3 ), an intermediate between magnetite and maghematite, M X Fe 3 -X O 4 ; where M is Mn, Fe, Co, Ni, C
Spinel ferrite such as u, Mg, Zn, Cd, etc. or mixed crystals thereof, hexagonal ferrite such as BaO.6Fe 2 O 3 , SrO.6Fe 2 O 3 , Y 3 Fe 5 O 12 , Sm 3 Fe 5 O 12 , Gd 3 F
garnet-type oxides such as e 5 O 12, rutile-type oxide such as CrO 2, iron oxide neodymium (NdFeO 3), iron oxide, lanthanum (LaFeO 3), oxide Tetsunamari (PbFe 12 O 19), barium iron oxide ( BaFe 12 O 19 ) or composites thereof, metals such as Fe, Mn, Ni, Co, and Cr, and other ferromagnetic alloys, etc. exhibiting ferromagnetism and ferrimagnetism around 0 ° C. to 60 ° C. It is mentioned, It can also use together 2 or more types not only using alone. Among these, magnetite, maghematite, an intermediate between magnetite and maghematite, and the like are preferable.
The shape of the magnetic particles is not limited, and may be, for example, a cubic (hexahedron), octahedron, or polyhedron of 10 or more planes, and may be spherical, acicular, scaly, or irregular. There may be. When added from the viewpoint of preventing scattering and charging control while maintaining the characteristics as a non-magnetic toner, the addition amount is usually 0.5 to 10 parts by weight, preferably 0, relative to 100 parts by weight of the binder resin. 0.5 to 8 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight.
本発明におけるトナーに導電性を加える場合は、前記着色剤成分としての導電性カーボンブラックや、その他の導電性物質を添加すればよい。導電性物質の添加量は、通常、バインダー樹脂100重量部に対して0.05〜15部程度が好ましく、所望のトナー導電性にあわせて添加量を調節すればよい。
本発明に用いるトナーには、さらに所望ならばその他の成分を含有させることができる。例えば、トナーに帯電性を賦与したい場合は公知の正荷電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併用して使用してもよい。該帯電制御剤は限定されないが、正荷電性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、第4アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂など、負荷電性帯電制御剤としては、Cr,Co,Al,Fe等の金属含有アゾ染料、サリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物、アルキルサリチル酸金属化合物などが挙げられる。帯電制御剤の選択においても、揮発性不純物を極力含まないものを使用することが好ましい。
In order to add conductivity to the toner in the present invention, conductive carbon black as the colorant component and other conductive materials may be added. The addition amount of the conductive substance is usually preferably about 0.05 to 15 parts with respect to 100 parts by weight of the binder resin, and the addition amount may be adjusted in accordance with the desired toner conductivity.
The toner used in the present invention may further contain other components if desired. For example, when it is desired to impart chargeability to the toner, a known positively or negatively chargeable charge control agent may be used alone or in combination. The charge control agent is not limited. Examples of the positive charge control agent include negatively charged charge control agents such as nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, triaminotriphenylmethane compounds, imidazole compounds, and polyamine resins. Examples thereof include metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, curixarene compounds, and alkylsalicylic acid metal compounds. Also in the selection of the charge control agent, it is preferable to use one that does not contain volatile impurities as much as possible.
該帯電制御剤の使用量は目的とする帯電量により異なるが、バインダー樹脂100重量部に対し、通常0.05〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部である。帯電制御剤の含有率が前記範囲未満では帯電性の向上効果が期待できず、前記範囲超過であると、遊離の帯電制御剤が発生して逆にトナーの帯電性が低下し、かぶり等の原因となる場合がある。 The amount of the charge control agent used varies depending on the target charge amount, but is usually 0.05 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin. If the content of the charge control agent is less than the above range, an effect of improving the chargeability cannot be expected. If the content exceeds the above range, a free charge control agent is generated, and the chargeability of the toner is reduced, and fogging or the like is caused. It may be a cause.
本発明に用いるトナーには、耐オフセット性等の特性を向上させるためにワックスを含有させてもよい。このようなワックスとしてはポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、サゾールワックス、モンタン系エステルワックス、フィッシャートロプシュワックス、高級脂肪酸、脂肪酸アミド、金属石鹸等を挙げることができ、これらの2種以上を併用することもできる。 The toner used in the present invention may contain a wax in order to improve characteristics such as offset resistance. Examples of such wax include polyethylene wax, polypropylene wax, paraffin wax, carnauba wax, rice wax, sazol wax, montan ester wax, Fischer-Tropsch wax, higher fatty acid, fatty acid amide, metal soap, etc. Two or more of these can also be used in combination.
ワックスの含有量は、バインダー樹脂100重量部に対し、通常0.1〜30重量部、好ましくは0.5〜15重量部添加することが、フィルミング等の問題を生じることなく耐オフセット性を向上させることができるので好ましい。
また、該ワックスは、あらかじめバインダー樹脂中に含有させておくこともできる。ワックスをバインダー樹脂中に含有させておくことにより、トナー母粒子中でのワックスの分散性が良好となり、耐オフセット性が良好となる場合がある。
The content of the wax is usually 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.5 to 15 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Since it can improve, it is preferable.
The wax can also be contained in advance in the binder resin. By including the wax in the binder resin, the dispersibility of the wax in the toner base particles is improved, and the offset resistance may be improved.
本発明におけるトナーには、その他の添加剤を含有することもでき、例えば、シリコンオイル、フッ素系オイル、低分子量ポリオレフィンやパラフィン類等が挙げられ、これらを複数組み合わせて用いてもよい。
本発明に用いるトナーの母粒子を製造する方法は限定されず、粉砕法、懸濁重合法や乳化重合凝集法等の重合法、溶媒析出法などの何れの製造方法をも用いることができる。
The toner in the present invention may contain other additives. Examples thereof include silicon oil, fluorine-based oil, low molecular weight polyolefin, paraffins, and the like, and a plurality of these may be used in combination.
The method for producing the toner base particles used in the present invention is not limited, and any production method such as a pulverization method, a polymerization method such as a suspension polymerization method or an emulsion polymerization aggregation method, or a solvent precipitation method can be used.
本発明におけるトナー母粒子を粉砕法で製造する場合、従来公知の方法に従って行うことができる。すなわち、通常は、先ずバインダー樹脂、着色剤および、必要に応じて添加される帯電制御剤やワックス等のその他の成分を混合機で均一に分散混合し、次いで混合物を密閉式ニーダー又は一軸若しくは二軸の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハンマーミル等で粗粗砕し、ジェットミル、高速ローター回転式ミル等で細粉砕し、風力分級機(例えば、慣性分級方式のエルボジェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、DSセパレーターなど)等で分級する方法によりトナー母粒子を得る。 When the toner base particles in the present invention are produced by a pulverization method, it can be carried out according to a conventionally known method. That is, usually, first, a binder resin, a colorant, and other components such as a charge control agent and wax added as needed are uniformly dispersed and mixed by a mixer, and then the mixture is sealed in a kneader or uniaxial or biaxial. Melt and knead with a shaft extruder, etc., cool, coarsely pulverize with a crusher, hammer mill, etc., then finely pulverize with a jet mill, high-speed rotor rotary mill, etc., and wind classifier (for example, inertia class elbow jet The toner base particles are obtained by a method of classification using a centrifugal classification microplex, DS separator, or the like.
本発明におけるトナー母粒子を懸濁重合法で製造する場合、従来公知の方法に従って行うことができる。すなわち、通常は、水系媒体中に前記のバインダー樹脂を構成する重合
性単量体、重合開始剤、着色剤および、必要に応じて添加される帯電制御剤やワックス等のその他の成分をディスパーザー等の分散機を用いて適当な粒径に懸濁分散させた後、該重合性単量体を重合させてトナー母粒子を得る。
When the toner base particles in the present invention are produced by the suspension polymerization method, it can be carried out according to a conventionally known method. That is, the disperser usually contains a polymerizable monomer, a polymerization initiator, a colorant, and other components such as a charge control agent and a wax that are added as necessary in the aqueous medium. After dispersing and dispersing to an appropriate particle size using a dispersing machine such as the above, the polymerizable monomer is polymerized to obtain toner mother particles.
また、本発明におけるトナー母粒子を乳化重合凝集法で製造する場合、従来公知の方法に従って行うことができる。すなわち、通常は、重合開始剤、乳化剤、および必要によりワックス等のその他成分を含有する水性媒体中に前記のバインダー樹脂を構成する重合性単量体を乳化させ、攪拌下に重合性単量体を重合させて、先ず、重合体一次粒子エマルジョンを製造し、次いで、得られた重合体一次粒子エマルジョンに、着色剤および、必要に応じて添加される帯電制御剤やワックス等のその他の成分を添加して重合体一次粒子を凝集させて一次粒子の凝集体となし、更に一次粒子凝集体を加熱により熟成させてトナー母粒子を製造する。 Further, when the toner base particles in the present invention are produced by an emulsion polymerization aggregation method, it can be carried out according to a conventionally known method. That is, usually, the polymerizable monomer constituting the binder resin is emulsified in an aqueous medium containing a polymerization initiator, an emulsifier, and optionally other components such as wax, and the polymerizable monomer is stirred. First, a polymer primary particle emulsion is produced, and then, the resulting polymer primary particle emulsion is added with a colorant and other components such as a charge control agent and wax added as necessary. The polymer primary particles are added to aggregate to form primary particle aggregates, and the primary particle aggregates are aged by heating to produce toner base particles.
さらには、懸濁重合法や乳化重合凝集法によって得られたトナー母粒子をカプセルトナーとするために樹脂で被覆することもできる。
こうして得られたトナー母粒子の重量平均粒径は、好ましくは4〜15μm、より好ましくは6〜11μmである。ここで、粒径はマルチサイザー(コールター社製)等を用いて測定することが出来る。
Furthermore, the toner base particles obtained by the suspension polymerization method or the emulsion polymerization aggregation method can be coated with a resin to form a capsule toner.
The weight average particle diameter of the toner base particles thus obtained is preferably 4 to 15 μm, more preferably 6 to 11 μm. Here, the particle size can be measured using a multisizer (manufactured by Coulter).
こうした工程のあと、トナー母粒子には、流動性や帯電安定性、高温下での耐ブロッキング性などを向上するために外添微粒子を添加することが好ましい。トナー母粒子の表面に外添する外添微粒子としては、各種無機または有機微粒子の中から適宜選択して使用することができる。
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化珪素等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、 酸化アルミニウム、酸化
セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、前記の着色剤として用いることのできる磁性粒子等を用いることができる。有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。
After these steps, it is preferable to add externally added fine particles to the toner base particles in order to improve fluidity, charging stability, anti-blocking property at high temperature, and the like. The externally added fine particles to be externally added to the surface of the toner base particles can be appropriately selected from various inorganic or organic fine particles.
Examples of inorganic fine particles include silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, hafnium carbide, vanadium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, calcium carbide, and other carbides, boron nitride, titanium nitride. Various nitrides such as zirconium nitride and silicon nitride, various borides such as zirconium boride, various oxides such as titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, copper oxide, aluminum oxide, cerium oxide, silica and colloidal silica , Various titanate compounds such as calcium titanate, magnesium titanate, strontium titanate, phosphate compounds such as calcium phosphate, sulfides such as molybdenum disulfide, fluorides such as magnesium fluoride and fluorocarbon, aluminum stearate , Various metal soaps such as calcium stearate, zinc stearate, and magnesium stearate, talc, bentonite, various carbon blacks and conductive carbon blacks, magnetic particles that can be used as the colorant, and the like can be used. As the organic fine particles, fine particles such as styrene resin, acrylic resin, epoxy resin, and melamine resin can be used.
これら外添微粒子の中では、特にシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラックが好適に使用される。また、外添微粒子は、前記の無機または有機微粒子の表面を、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シリコーンワニス、フッ素系シランカップリング剤、フッ素系シリコーンオイル、アミノ基や第4級アンモニウム塩基を有するカップリング剤等の処理剤によって疎水化などの表面処理が施されているものを使用することもできる。該処理剤は2種以上を併用することもできる。 Among these externally added fine particles, silica, titanium oxide, alumina, zinc oxide, various carbon blacks and conductive carbon black are particularly preferably used. Further, the externally added fine particles are obtained by applying the surface of the inorganic or organic fine particles to a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a silicone oil, a modified silicone oil, a silicone varnish, a fluorine silane coupling agent, a fluorine silicone oil, What has been subjected to surface treatment such as hydrophobization with a treating agent such as a coupling agent having an amino group or a quaternary ammonium base can also be used. Two or more kinds of the treatment agents can be used in combination.
前記の無機または有機微粒子は、数平均粒径が通常0.001〜3μm、好ましくは0.005〜1μmであり、異なる粒径のものを複数配合することもできる。外添微粒子の平均粒径は電子顕微鏡観察により求めることができる。
また、前記の無機または有機微粒子は、異なる2種以上を併用することもでき、表面処理されたものと表面処理されていないものを併用することや、異なる表面処理がされたも
のを併用することもでき、正帯電性のものと負帯電性のものを適宜組み合わせて使用することもできる。
The inorganic or organic fine particles have a number average particle size of usually 0.001 to 3 μm, preferably 0.005 to 1 μm, and a plurality of particles having different particle sizes can be blended. The average particle diameter of the externally added fine particles can be determined by observation with an electron microscope.
In addition, the inorganic or organic fine particles may be used in combination of two or more different types, such as using a surface-treated and non-surface-treated one or a combination of different surface-treated ones. In addition, a positively chargeable one and a negatively chargeable one can be used in appropriate combination.
外添微粒子の合計量は、トナー母粒子100重量部に対し、通常0.1重量部以上、好ましくは0.3重量部以上、より好ましくは0.5重量部以上であり、通常10重量部以下、好ましくは6重量部以下、より好ましくは4重量部以下である。外添微粒子の合計量が前記範囲である場合、トナーの帯電安定性および流動性が良好となる場合があり好ましい。 The total amount of the externally added fine particles is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 0.3 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, and usually 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. Hereinafter, it is preferably 6 parts by weight or less, more preferably 4 parts by weight or less. When the total amount of the externally added fine particles is within the above range, the charging stability and fluidity of the toner may be improved, which is preferable.
本発明の現像剤に用いるトナーは、数平均粒径20nm以上の外添微粒子を有するときに、画像濃度や帯電安定性の面で最も好適に作用する。数平均粒径20nm以上の外添微粒子としては、前記の外添微粒子の中から目的に応じたものを適宜用いることができるが、中でもシリカが好適に用いられる。また外添微粒子の効果をより有効にするためには、数平均粒径20nm以上の外添微粒子の添加量がトナーに対して0.4重量%以上、好ましくは0.7重量%以上、さらに好ましくは0.9重量%以上であるのがよい。 The toner used in the developer of the present invention works most suitably in terms of image density and charging stability when it has externally added fine particles having a number average particle diameter of 20 nm or more. As the external additive fine particles having a number average particle diameter of 20 nm or more, those according to the purpose can be appropriately used from among the external additive fine particles, and silica is preferably used among them. In order to make the effect of the externally added fine particles more effective, the additive amount of the externally added fine particles having a number average particle diameter of 20 nm or more is 0.4% by weight or more, preferably 0.7% by weight or more based on the toner. Preferably it is 0.9 weight% or more.
外添微粒子をトナー母粒子に外添する方法としては、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ナウターミキサー、V型ミキサー、ダブルコーンミキサー、ドラム型ミキサーなどの混合機を用いて混合することによりなされる。中でもヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の高速攪拌型の混合機を用い、羽根形状、回転数、時間、駆動−停止の回数等を適宜設定して均一に攪拌、混合することによりなされることが好ましい。 As a method for externally adding the externally added fine particles to the toner base particles, for example, mixing is performed by using a mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, a nauter mixer, a V-type mixer, a double cone mixer, or a drum type mixer. The Among them, it is preferable to use a high-speed agitation type mixer such as a Henschel mixer or a super mixer, and appropriately stir and mix by appropriately setting the blade shape, the number of revolutions, the time, the number of times of driving and stopping, and the like.
また、圧縮剪断応力を加えることの出来る装置や、粒子表面を溶融処理することのできる装置によって固着することもできる。前記圧縮剪断処理装置は、一般に、間隔を保持しながら相対的に運動するヘッド面とヘッド面、ヘッド面と壁面、あるいは壁面と壁面によって構成される狭い間隙部を有し、被処理粒子が該間隙部を強制的に通過させられることによって、実質的に粉砕されることなく、粒子表面に対して圧縮応力及び剪断応力が加えられるように構成されている。使用される圧縮剪断処理装置としては、例えばホソカワミクロン社製のメカノフュージョン装置等が挙げられる。前記粒子表面溶融処理装置は、一般に、熱風気流等を利用し、母体微粒子と外添微粒子の混合物を母体微粒子の溶融開始温度以上に瞬時に加熱し外添微粒子を固着できるように構成される。使用される粒子表面溶融処理装置としては、例えば日本ニューマチック社製のサーフュージングシステム等が挙げられる。 It can also be fixed by a device that can apply compressive shear stress or a device that can melt the particle surface. The compression shearing apparatus generally has a narrow gap composed of a head surface and a head surface, a head surface and a wall surface, or a wall surface and a wall surface that move relative to each other while maintaining a gap. By forcibly passing through the gap portion, compressive stress and shear stress are applied to the particle surface without being substantially pulverized. Examples of the compression shearing apparatus used include a mechanofusion apparatus manufactured by Hosokawa Micron Corporation. In general, the particle surface melting apparatus is configured so that a mixture of base fine particles and externally added fine particles can be instantaneously heated to a melting start temperature of the base fine particles or higher by using a hot air stream or the like to fix the externally added fine particles. Examples of the particle surface melting apparatus used include a surfing system manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.
こうして得られた本発明に用いるトナーは、重量平均粒径が、好ましくは4〜15μm、より好ましくは6〜11μmである。
本発明に用いるトナーのSpは、通常150℃以下、好ましくは140℃以下であることが低エネルギー定着のためには好ましい。また、該Spは、80℃以上、好ましくは100℃以上であることが耐高温オフセット性、耐久性の点で好ましい。また、トナーのTgは、通常65℃以下、好ましくは60℃以下であることが低エネルギー定着のためには好ましい。また、該Tgは、35℃以上、好ましくは50℃以上であることが耐ブロッキング性の点で好ましい。
The toner used in the present invention thus obtained has a weight average particle diameter of preferably 4 to 15 μm, more preferably 6 to 11 μm.
The Sp used in the toner of the present invention is usually 150 ° C. or lower, preferably 140 ° C. or lower, for low energy fixing. Further, the Sp is preferably 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher from the viewpoint of high temperature offset resistance and durability. The Tg of the toner is usually 65 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower, for low energy fixing. The Tg is preferably 35 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher from the viewpoint of blocking resistance.
本発明で用いるトナーのSp、Tgは、バインダー樹脂の種類および組成比に大きく影響を受けるため、これを適宜最適化することにより調整することができるが、更には、バインダー樹脂の分子量、ゲル分、ワックス等の低融点成分の種類および配合量によっても調整することが出来る。また、本発明におけるトナーのSp、Tgを前記範囲とするために使用するバインダー樹脂は、市販の樹脂の中から適宜選択して使用することが出来る。 Since the Sp and Tg of the toner used in the present invention are greatly affected by the type and composition ratio of the binder resin, it can be adjusted by optimizing it appropriately. It can also be adjusted by the type and blending amount of low melting point components such as wax. In addition, the binder resin used for setting the Sp and Tg of the toner in the present invention in the above ranges can be appropriately selected from commercially available resins.
また、トナーの帯電特性は、負帯電性であっても正帯電性であっても良く、本発明の現
像剤を用いる画像形成装置の方式に応じて設定することができる。なお、トナーの帯電特性は、帯電制御剤などのトナー母粒子構成物の選択および組成比、外添微粒子の選択および組成比等により調整することができる。
本発明の静電荷像現像剤は、少なくとも前記のトナーおよびキャリアをV型混合機やボールミル等で混合することによって得られ、二成分現像方式の画像形成装置に用いた場合に良好な画像が得られる。
The charging characteristics of the toner may be negatively charged or positively charged, and can be set according to the system of the image forming apparatus using the developer of the present invention. The charging characteristics of the toner can be adjusted by the selection and composition ratio of toner base particle components such as a charge control agent, the selection and composition ratio of externally added fine particles, and the like.
The electrostatic charge image developer of the present invention is obtained by mixing at least the toner and the carrier with a V-type mixer, a ball mill, or the like, and a good image is obtained when used in an image forming apparatus of a two-component development system. It is done.
本発明の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法において、現像方法には制限は無く、接触現像であっても非接触現像であっても良いが、接触現像方式であることが好ましい。感光体の構造には制限は無く、ベルト式であってもドラム式であっても良い。また、感光体の材質にも制限は無く、無機化合物であっても有機化合物であっても良いが、有機感光体であることが好ましい。 In the image forming method using the electrostatic image developer of the present invention, the developing method is not limited, and may be contact development or non-contact development, but the contact development method is preferable. The structure of the photoreceptor is not limited, and may be a belt type or a drum type. Also, the material of the photoreceptor is not limited and may be an inorganic compound or an organic compound, but an organic photoreceptor is preferred.
本発明の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法において、転写方法および定着方法には制限は無いが、熱圧着方式の定着が好ましい。
また、本発明の静電荷像現像剤は、黒色トナー、カラートナー、フルカラートナーを用いる何れの現像にも好適に用いることができる。
前記のとおり、本発明の静電荷像現像剤は、トナー帯電量の安定性が良好であるので、二成分現像用の現像剤として、現像装置内へのトナーの飛散がなく、画像濃度、ベタ均一性が安定しており、連続印刷した場合においても安定した画像形成が可能であるという優れた性能を有するものである。
In the image forming method using the electrostatic charge image developer of the present invention, there is no limitation on the transfer method and the fixing method, but thermocompression fixing is preferable.
The electrostatic image developer of the present invention can be suitably used for any development using black toner, color toner, and full color toner.
As described above, since the electrostatic charge image developer of the present invention has good toner charge amount stability, there is no scattering of toner into the developing device as a developer for two-component development, and image density and solidity. Uniformity is stable, and it has excellent performance that stable image formation is possible even when continuous printing is performed.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。なお「部」は特記する場合以外は「重量部」を表す。
〔キャリアの製造〕
<キャリア1>
重量平均粒径70μm、MnO23mol%、MgO3.5mol%、SrO0.5mol%、Fe2O373mol%の組成からなるコア粒子に対して、ジメチルシリコーン樹脂をトルエン溶剤に溶解させた樹脂溶液を、流動床用いて上記コア材にコーティングした後、250℃で約3時間焼き付けを行い、樹脂の被覆率が77.9%のキャリア1を得た。該キャリア1の飽和磁化は66Am2/kg、25℃における電気抵抗は1×108Ωであった。該キャリア1の電子顕微鏡の観察例を図1に示す。
<キャリア2>
コア粒子に対する樹脂溶液の量を変更し、樹脂の被覆率が70.2%である以外はキャリア1と同様の組成でキャリア2を得た。該キャリア2の飽和磁化は66Am2/kg、
25℃における電気抵抗は8×107Ωであった。
<キャリア3>
コア粒子に対する樹脂溶液の量を変更し、樹脂の被覆率が82.8%である以外はキャリア1と同様の組成のキャリア3を得た。該キャリア3の飽和磁化は63Am2/kg、
25℃における電気抵抗は4×108Ωであった。
<キャリア4>
重量平均粒径が60μmである以外はキャリア1と同様の製造方法でキャリア4を得た。該キャリア4の樹脂の被覆率は75.4%、飽和磁化は66Am2/kg、25℃にお
ける電気抵抗は2×108Ωであった。
<キャリア5>
重量平均粒径が80μmである以外はキャリア1と同様の製造方法でキャリア5を得た。該キャリア5の樹脂の被覆率は85.1%、飽和磁化は65Am2/kg、25℃にお
ける電気抵抗は3×108Ωであった。
<キャリア6>
MnO35mol%、MgO14.5mol%、SrO0.5mol%、Fe2O350mol%の組成からなるコア粒子を用いた以外はキャリア1と同様の製造方法でキャリア6を得た。該キャリア4の樹脂の被覆率は77.0%であった。
<実施例1>
下記に示す、バインダー樹脂100.0部、着色剤を10部、ワックスを1部、帯電制御剤を2部を、ヘンシェルミキサー混合機を用いて混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製PCM−30)で混練し、ジェットミルで粉砕、分級して平均粒径8.0μmのトナー母粒子を得た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. “Parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[Manufacture of carriers]
<Carrier 1>
A resin solution in which a dimethyl silicone resin is dissolved in a toluene solvent is flowed with respect to core particles having a composition of a weight average particle size of 70 μm, MnO 23 mol%, MgO 3.5 mol%, SrO 0.5 mol%, Fe 2 O 3 73 mol%. The core material was coated on the floor and then baked at 250 ° C. for about 3 hours to obtain a carrier 1 having a resin coverage of 77.9%. The saturation magnetization of the carrier 1 was 66 Am 2 / kg, and the electric resistance at 25 ° C. was 1 × 10 8 Ω. An observation example of the carrier 1 with an electron microscope is shown in FIG.
<Carrier 2>
Carrier 2 was obtained with the same composition as carrier 1 except that the amount of the resin solution relative to the core particles was changed and the resin coverage was 70.2%. The saturation magnetization of the carrier 2 is 66 Am 2 / kg,
The electric resistance at 25 ° C. was 8 × 10 7 Ω.
<Carrier 3>
Carrier 3 having the same composition as that of carrier 1 was obtained except that the amount of the resin solution relative to the core particles was changed and the resin coverage was 82.8%. The saturation magnetization of the carrier 3 is 63 Am 2 / kg,
The electric resistance at 25 ° C. was 4 × 10 8 Ω.
<Carrier 4>
Carrier 4 was obtained by the same production method as carrier 1 except that the weight average particle size was 60 μm. The resin 4 coverage of the carrier 4 was 75.4%, the saturation magnetization was 66 Am 2 / kg, and the electric resistance at 25 ° C. was 2 × 10 8 Ω.
<Carrier 5>
Carrier 5 was obtained by the same production method as carrier 1 except that the weight average particle size was 80 μm. The resin coverage of the carrier 5 was 85.1%, the saturation magnetization was 65 Am 2 / kg, and the electric resistance at 25 ° C. was 3 × 10 8 Ω.
<Carrier 6>
Carrier 6 was obtained by the same production method as carrier 1 except that core particles having a composition of MnO 35 mol%, MgO 14.5 mol%, SrO 0.5 mol%, and Fe 2 O 3 50 mol% were used. The resin coverage of the carrier 4 was 77.0%.
<Example 1>
After mixing 100.0 parts of binder resin, 10 parts of colorant, 1 part of wax, and 2 parts of charge control agent using a Henschel mixer, as shown below, a twin-screw kneader (manufactured by Ikegai Co., Ltd.) PCM-30), and pulverized and classified with a jet mill to obtain toner base particles having an average particle size of 8.0 μm.
・バインダー樹脂: テレフタル酸、イソフタル酸、ビスフェノールA(プロピレン
オキサイド付加物とエチレンオキサイド付加物の混合)、から
なるポリエステル樹脂
(非架橋、重量平均分子量1.4万、数平均分子量2600、
GPCピーク:8000、Sp=110℃、Tg=64℃)
・着色剤 : ピグメントブルーPB15:3の40%マスターバッチ処理品
・ワックス : ポリエチレンワックス(ヘキスト社製、PE130)
・帯電制御剤 : サリチル酸の金属錯体(負荷電性)
得られたトナー母粒子100.0部に対し、下記に示す外添微粒子1を0.5部、外添微粒子2を0.3部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナーを得た。トナーにおける粒径20nm以上の外添微粒子の量は0.57重量%であり、トナーのSpは110℃、Tgは65℃であった。
Binder resin: terephthalic acid, isophthalic acid, bisphenol A (propylene
Oxide adduct and ethylene oxide adduct)
Polyester resin
(Non-crosslinked, weight average molecular weight 14,000, number average molecular weight 2600,
(GPC peak: 8000, Sp = 110 ° C., Tg = 64 ° C.)
Colorant: Pigment Blue PB15: 3 40% master batch processed product Wax: Polyethylene wax (Hoechst PE130)
・ Charge control agent: metal complex of salicylic acid (negative charge)
To 100.0 parts of the obtained toner base particles, 0.5 part of the external additive fine particles 1 and 0.3 part of the external additive fine particles 2 shown below were mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. The amount of externally added fine particles having a particle diameter of 20 nm or more in the toner was 0.57% by weight, and the toner had a Sp of 110 ° C. and a Tg of 65 ° C.
・外添微粒子1 : シリカ(日本アエロジル社製、R972D、
数平均粒径16nm、ジメチルジクロロシラン処理シリカ)
・外添微粒子2 : シリカ(日本アエロジル社製、NAX50、
数平均粒径40nm、ヘキサメチレンジシラザン処理シリカ)
上記で得られたトナーを95部と、キャリア1を5部とを、V型混合機を用いて混合し、二成分現像剤とした。
External fine particle 1: Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972D,
Number average particle size 16 nm, dimethyldichlorosilane-treated silica)
Externally added fine particles 2: Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., NAX50,
Number average particle size 40 nm, hexamethylene disilazane-treated silica)
95 parts of the toner obtained above and 5 parts of carrier 1 were mixed using a V-type mixer to obtain a two-component developer.
該現像剤を用い、下記の方法により画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性の評価を行い、表1の結果を得た。
<実施例2>
外添微粒子として、外添微粒子2を1.0部とした以外は実施例1と同様にして、二成分現像剤を得た。なお、トナーにおける粒径20nm以上の外添微粒子の量は1.3重量%であり、トナーのSpは110℃、Tgは65℃であった。該現像剤を用い、下記の方法により画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性の評価を行い、表1の結果を得た。
<実施例3〜5、比較例1〜2>
キャリア1を表1に示すキャリアに代えた以外は実施例1と同様にして、二成分現像剤を得た。該現像剤を用い、下記の方法により画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性の評価を行い、表1の結果を得た。
〔画像濃度(ID)の評価〕
画像形成装置として二成分接触現像方式の画像形成装置(感光体はドラム式の有機感光体であり、定着方式は熱圧着ロールによる)を使用し、ベタソリッド部のある画像パターンを白色のA4普通紙上に印刷し、ベタ印刷部をマクベス濃度計で測定し、5箇所の平均値を以下の基準で判断した。画像濃度は、印刷初期および20000枚印刷時の画像を、それぞれ測定した。
Using this developer, the image density, solid uniformity, toner leakage and fogging were evaluated by the following methods, and the results shown in Table 1 were obtained.
<Example 2>
A two-component developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.0 part of the external additive fine particle 2 was used as the external additive fine particle. The amount of externally added fine particles having a particle diameter of 20 nm or more in the toner was 1.3% by weight, and the toner had a Sp of 110 ° C. and a Tg of 65 ° C. Using this developer, the image density, solid uniformity, toner leakage and fogging were evaluated by the following methods, and the results shown in Table 1 were obtained.
<Examples 3-5, Comparative Examples 1-2>
A two-component developer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the carrier 1 was replaced with the carrier shown in Table 1. Using this developer, the image density, solid uniformity, toner leakage and fogging were evaluated by the following methods, and the results shown in Table 1 were obtained.
[Evaluation of image density (ID)]
As an image forming apparatus, an image forming apparatus of a two-component contact development type (photosensitive member is a drum type organic photosensitive member, and a fixing method is by a thermocompression roll), and an image pattern with a solid solid portion is white A4 normal It printed on paper, the solid printing part was measured with the Macbeth densitometer, and the average value of five places was judged on the following references | standards. The image density was measured at the initial stage of printing and at the time of printing 20000 sheets.
○:1.35以上 : ソリッド部が十分に濃いことを意味する。
△:1.21〜1.34: 若干ソリッド部が薄いことを意味する。
×:1.20以下 : 薄すぎて使用に耐えないことを意味する。
〔ベタ均一性〕
画像濃度の評価と同様にして、白色のA4普通紙上に、25cm×19cmの長方形のベタ画像を印刷した。印字されたベタ画像の均一性を目視で確認し、以下の基準で判断した。なお、ベタ均一性は、印刷初期の画像を用いて評価した。
○: 1.35 or more: It means that the solid part is sufficiently dark.
Δ: 1.21 to 1.34: It means that the solid part is slightly thin.
X: 1.20 or less: It means that it is too thin to endure use.
[Solid uniformity]
Similar to the evaluation of the image density, a rectangular solid image of 25 cm × 19 cm was printed on white A4 plain paper. The uniformity of the printed solid image was visually confirmed and judged according to the following criteria. The solid uniformity was evaluated using an image at the initial printing stage.
○:ベタの全範囲にわたって均一である。
△:ややムラがある。
×:ムラが顕著であり、使用に耐えない。
〔トナー漏れ〕
画像濃度の評価と同様にして、A4普通紙上に20000枚印刷した後の装置内を目視観察し、以下の基準で評価した。
○: Uniform over the entire solid range.
Δ: Slightly uneven.
X: Unevenness is remarkable and cannot be used.
[Toner leakage]
In the same manner as the evaluation of the image density, the inside of the apparatus after printing 20000 sheets on A4 plain paper was visually observed and evaluated according to the following criteria.
○:機内にほとんどトナー漏れなし。(使用に全く支障なし)
△:トナー漏れが僅かにあり。(使用可能なレベル)
×:トナー漏れが顕著に発生。(使用不可)
〔カブリ性〕
画像濃度の評価と同様にして、白色のA4普通紙上に白地パターンを出力した。白地画像に印字されたカブリについて、ハンター白度計(日本電色社製)を用いて、実写前後の白度の差を測定した。なお、カブリ性は、印刷初期の画像を用いて測定した。
○: There is almost no toner leakage in the machine. (No hindrance to use)
Δ: Slight toner leakage. (Available level)
X: Toner leakage occurred remarkably. (Usage prohibited)
[Fog]
In the same manner as the image density evaluation, a white background pattern was output on white A4 plain paper. For the fog printed on the white background image, the difference in whiteness before and after the actual shooting was measured using a Hunter whiteness meter (manufactured by Nippon Denshoku). The fog property was measured using an image at the initial stage of printing.
○:0.5以下 : 目視では印字画像上の汚れがほとんど確認できない。
△:0.6〜1.1 : 僅かな汚れが確認されるが、実用上問題ない。
×:1.2以上 : 一目で汚れが判断できる。
○: 0.5 or less: Almost no stain on the printed image can be visually confirmed.
(Triangle | delta): 0.6-1.1: Although slight dirt is confirmed, it is satisfactory practically.
X: 1.2 or more: Dirt can be judged at a glance.
表1の通り、実施例1〜5については、画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性の何れも問題無く良好であった。樹脂被覆率の高いキャリアを用いた比較例1では、画像濃度、ベタ均一性は問題無かったが、トナー漏れが顕著に発生し、使用に耐えないことが確認された。粒径の大きなキャリアを用いた比較例2では、画像濃度は問題無かったが、ベタ均一性が低下し、トナー漏れ、カブリが顕著であり、使用に耐えないことが確認された。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 5, image density, solid uniformity, toner leakage, and fogging were all good without problems. In Comparative Example 1 using a carrier having a high resin coverage, there was no problem in image density and solid uniformity, but it was confirmed that toner leakage occurred remarkably and could not be used. In Comparative Example 2 using a carrier having a large particle size, there was no problem in image density, but solid uniformity was lowered, toner leakage and fogging were remarkable, and it was confirmed that the image could not be used.
なお、実施例1における着色剤をマゼンタ、イエロー、黒(カーボンブラック)と変えて、それぞれ実施例1と同様にして現像剤を作成し、実施例1と同様に評価したが、何れも、画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性に問題の無い良好な画像が得られた。さらに、実施例1のシアントナーを含めた4色のトナーを用いてフルカラー現像剤を作成
し、実施例1と同様に評価したが、画像濃度、ベタ均一性、トナー漏れ、カブリ性に問題の無い良好な画像が得られた。
A developer was prepared in the same manner as in Example 1 except that the colorant in Example 1 was changed to magenta, yellow, and black (carbon black) and evaluated in the same manner as in Example 1. A good image having no problems with density, solid uniformity, toner leakage and fogging was obtained. Further, a full-color developer was prepared using four color toners including the cyan toner of Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. However, there were problems with image density, solid uniformity, toner leakage, and fogging. A good image was obtained.
高速で大量の静電現像を行いかつ長期間の使用にわたって均一な高画質が要求されるような印刷機や複写機に用いることのできる静電荷像現像剤として有用である。 It is useful as an electrostatic charge image developer that can be used in printing machines and copying machines that perform large-scale electrostatic development at high speed and require uniform high image quality over a long period of use.
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