JP4434177B2 - Non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method, image forming method, image forming apparatus and toner used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる非磁性一成分静電潜像現像方法、画像形成方法及び画像形成装置とそれに用られるトナーに関するものである。 The present invention relates to a non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method, an image forming method, an image forming apparatus, and a toner used for the same.
非磁性一成分現像方式としては、例えば特開昭63−212946号公報、同63−271374号公報及び特許2774534号公報等に記載される方式等が知られている。この方式はトナー搬送部材、トナー層規制部材及びトナー補給補助部材を備え、且つトナー補給補助部材とトナー搬送部材、及びトナー層規制部材とトナー搬送部材がそれぞれ当接している現像装置を用いて薄層化させた非磁性トナーを静電潜像形成体表面に供給して潜像を現像する方式である。この方式では非磁性トナーとトナー搬送部材やトナー層規制部材との摩擦帯電によって非磁性トナーを帯電させている。 As non-magnetic one-component development systems, for example, systems described in JP-A-62-212946, JP-A-63-271374, JP-A-2774534, and the like are known. This system includes a toner conveying member, a toner layer regulating member, and a toner replenishing auxiliary member, and is thinned using a developing device in which the toner replenishing auxiliary member and the toner conveying member are in contact with each other. In this system, layered nonmagnetic toner is supplied to the surface of the electrostatic latent image forming body to develop the latent image. In this method, the nonmagnetic toner is charged by frictional charging between the nonmagnetic toner and the toner conveying member or the toner layer regulating member.
しかしながら、この方式を用いる場合、大きな問題点として長時間使用するとカブリ等の発生がみられ、この解決策が求められている。この現象が発生する大きな理由としては、トナーを搬送するための部材やトナー層を規制するための部材に対してトナーが融着を起こしやすく、結果として摩擦帯電性が低下するために、非磁性トナーの帯電量が低下するためであると考えられている。 However, when this method is used, fogging or the like is observed when used for a long time as a major problem, and this solution is required. The main reason for this phenomenon is that the toner is likely to be fused to the member for conveying the toner and the member for regulating the toner layer, and as a result, the triboelectric charging property is lowered, so that the nonmagnetic property is reduced. This is considered to be due to a decrease in the charge amount of the toner.
さらに、従来の粉砕系トナーでは粉砕時にトナーの微粉が発生し、それを分級で除去することが困難であり最終的なトナー中に残存する。この様な微粉を含有したトナーを使用すると、微粉自体が付着性が強いため、トナー搬送部材表面に付着したまま移動せず繰り返しトナー層規制部材等でストレスを受け、結果としてトナー搬送部材表面に融着し、搬送部材の帯電付与能を低下させてしまう。その結果、非磁性トナーの帯電量の低下や帯電量分布の増大(弱帯電性トナー量の増加など)により、カブリなどを引き起こしやすくなる。 Further, in the conventional pulverized toner, toner fine powder is generated during pulverization, and it is difficult to remove it by classification, and it remains in the final toner. When toner containing such fine powder is used, the fine powder itself has strong adhesion, so it does not move while adhering to the surface of the toner conveying member, and is repeatedly stressed by the toner layer regulating member, etc. It fuse | melts and will reduce the charge provision capability of a conveyance member. As a result, fogging or the like is likely to occur due to a decrease in the charge amount of the nonmagnetic toner and an increase in the charge amount distribution (such as an increase in the weakly chargeable toner amount).
更に、上記の微粉トナーの問題を解決するものとして、特開昭60−31147号、同60−107656号及び同60−117255号の各公報において、真球状で且つ粒度分布が小さい懸濁重合トナーが提案されている。しかしながら、該懸濁重合トナーは真球状のものであるため、トナー層規制部材から搬送過多となりやすく、帯電性の付与が充分になされない場合がある。さらに、真球状のものでは感光体に対する付着性が強いために、クリーニングしにくい問題点もある。 Further, as a solution to the above-mentioned problem of fine powder toner, in JP-A-60-31147, JP-A-60-107656 and JP-A-60-117255, a suspension polymerization toner having a spherical shape and a small particle size distribution is disclosed. Has been proposed. However, since the suspension-polymerized toner is spherical, it tends to be excessively conveyed from the toner layer regulating member, and the charging property may not be sufficiently provided. Furthermore, since the spherical shape has strong adhesion to the photoconductor, there is a problem that it is difficult to clean.
このため、トナー形状について、上記問題を解決するために真球状よりもトナー表面に凹凸を有したものへ異形化しようとする提案がなされている。例えば特開平7−36207号公報では、トナーの異形化のレベルを形状係数で規定した画像形成方法がこれらの問題を解決するものとして提案されている。 For this reason, in order to solve the above problems, there has been a proposal to change the shape of the toner to one having irregularities on the toner surface rather than a true spherical shape. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-36207 proposes an image forming method in which the level of toner deforming is defined by a shape factor to solve these problems.
しかし、この中で開示されているトナーの異形化手段は、従来の懸濁重合トナー表面に樹脂粒子を付着させて異形化する方法か、懸濁重合トナーを溶媒浸漬して膨潤させ、その後減圧乾燥させ異形化する方法である。懸濁重合トナー表面の樹脂粒子付着による異形化では、表面に付着した樹脂粒子がトナー搬送部材及びトナー層規制部材との摩擦ストレスによってトナー表面から離散したり、表面の樹脂粒子に帯電電荷が集中し帯電量分布がブロードになりやすく、文字の解像性を劣化させる。又、懸濁重合トナーを溶媒浸漬して膨潤させ表面を異形化したトナーは、製造ロットの違いによるトナー特性が不安定となりやすく、画像が安定しない等の問題がある。この結果、簡便で有用な技術である非磁性一成分現像方式ではあるが、長期に渡って安定した画像を形成することが達成できていない。 However, the toner deforming means disclosed in this document is a conventional method in which the resin particles are attached to the surface of the suspension polymerization toner, or the suspension polymerization toner is immersed in a solvent to swell, and then the pressure is reduced. It is a method of drying and deforming. When the suspension polymerization toner surface is deformed by attaching resin particles, the resin particles adhering to the surface are separated from the toner surface due to frictional stress between the toner conveying member and the toner layer regulating member, or charged charges are concentrated on the resin particles on the surface. However, the charge amount distribution tends to be broad, and the resolution of characters is deteriorated. Further, a toner in which a suspension-polymerized toner is swollen by immersing it in a solvent so as to have a deformed surface has problems that the toner characteristics are likely to be unstable due to differences in production lots and the image is not stable. As a result, although it is a non-magnetic one-component development system that is a simple and useful technique, it has not been possible to achieve stable image formation over a long period of time.
一方、近年、電子写真方式は種々の分野で利用されている。例えばモノクロ複写機のみならず、コンピュータの出力端末であるプリンタや、カラー複写機、カラープリンタ等の分野でも利用されている。これらの利用が進むにつれ、画像の品質に対する要求はますます高まっているが、コンパクト化、機構の簡易化を併せてその何れをも達成する必要がある。現像方式としてトナーのみからなる現像剤を用いる一成分現像方式はその簡便さから種々に利用範囲が広がっている。特に、非磁性のトナーを使用する非磁性一成分現像方式では磁性粉をトナー中に含有しないため、環境特性にも良好であり、さらにカラー化も可能である点で注目を集めている技術である。 On the other hand, in recent years, the electrophotographic system is used in various fields. For example, it is used not only in monochrome copying machines but also in the fields of printers as computer output terminals, color copying machines, color printers, and the like. As the use of these advances, the demand for image quality is increasing, but it is necessary to achieve both compactness and simplified mechanism. The one-component development method using a developer composed only of toner as a development method has various applications due to its simplicity. In particular, the non-magnetic one-component development method using non-magnetic toner does not contain magnetic powder in the toner, so it has good environmental characteristics and can be colorized. is there.
しかし、上記した如く、この現像方式では、弾性体より構成される現像剤搬送部材と感光体とを接触させた状態で、現像剤搬送部材表面にトナー層を薄層で形成させ、接触現像を行うのが一般的である。そのためトナー層は薄層で均一に形成することが必要となり、また、帯電性に関しても二成分現像剤とは異なり、電付与部材としてのキャリアがないことから、現像剤搬送部材との摩擦帯電で均一な帯電を素早く立ち上げる必要がある。 However, as described above, in this development method, a toner layer is formed as a thin layer on the surface of the developer conveying member in a state where the developer conveying member made of an elastic body and the photosensitive member are in contact with each other, and contact development is performed. It is common to do it. Therefore, it is necessary to form the toner layer uniformly in a thin layer, and also in terms of chargeability, unlike the two-component developer, since there is no carrier as an electricity applying member, friction charging with the developer conveying member is required. It is necessary to quickly start up uniform charging.
このため、非磁性一成分現像方式として種々のトナー面からの改善や、現像方式での改善が提案されている(例えば、特許文献1)。しかし、今までの検討では改善が不十分であり、上記した問題点がある程度改善されてくると、今まであまり問題視されていなかった問題も明らかになってきた。例えば、いわゆる現像ゴーストと呼ばれる、一旦現像に供されたトナー層が吸着していた現像スリーブ部分に対してトナーの再補給が充分行われない現象がある。このためトナーが不足して起こる現像濃度不足の現象が発生したり、長期に亘る使用により、帯電性の異なるトナーが現像剤搬送部材に蓄積しカブリなどの問題が発生する。さらには環境変動の影響を受けやすく、高温高湿環境での帯電のリークによるカブリなどの問題が発生することがある。
本発明の目的は、環境変動の影響を受けず、長期に亘って安定した高画質高濃度、低カブリ濃度であり、ハーフトーン画像ムラのない画像を形成することのできる非磁性一成分静電潜像現像方法、画像形成方法及び画像形成装置とそれに用いられるトナーを提供することにある。 An object of the present invention is a non-magnetic one-component electrostatic that can form an image without high-quality high density and low fog density, which is stable over a long period of time, and without halftone image unevenness, without being affected by environmental fluctuations. It is an object to provide a latent image developing method, an image forming method, an image forming apparatus, and a toner used therefor.
本発明者等は、非磁性一成分現像での帯電性の劣化現象を鋭意検討及び解析し、その結果、本発明を完成することができたものである。本発明者等は、磁性一成分現像での帯電付与能の低下に関して、特定のトナーの形状及びその分布、さらには粒径や特定の角の存在の有無等が大きく関連していることを突き止めた。その問題の解決方法を見いだし、本発明を完成するに至ったものである。 The inventors of the present invention have intensively studied and analyzed the charging deterioration phenomenon in the non-magnetic one-component development, and as a result, the present invention has been completed. The inventors of the present invention have found out that the shape and distribution of a specific toner, as well as the presence or absence of a specific angle, etc. are greatly related to the decrease in charge imparting ability in magnetic one-component development. It was. A solution to the problem has been found and the present invention has been completed.
即ち、本発明の目的は、下記の構成の何れかを採ることにより達成される。 That is, the object of the present invention is achieved by adopting one of the following configurations.
(1)
トナー搬送部材、トナー層規制部材及びトナー補給補助部材を備え、且つトナー補給補助部材とトナー搬送部材、及びトナー層規制部材とトナー搬送部材がそれぞれ当接している現像装置を用いて薄層化させた非磁性トナーを静電潜像形成体表面に供給して潜像を現像する非磁性一成分静電潜像現像方法において、該トナーが、少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せして得られる樹脂粒子を水系媒体中で会合させてなる、下記測定法において角がないトナー粒子が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とする非磁性一成分静電潜像現像方法。
(測定法)
トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
角がないトナーの測定は、先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行う。
(1)
The developing device is provided with a toner conveying member, a toner layer regulating member, and a toner replenishing auxiliary member, and is thinned using a developing device in which the toner replenishing auxiliary member and the toner conveying member are in contact with each other. In the non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method in which the non-magnetic toner is supplied to the surface of the electrostatic latent image forming body to develop the latent image, the toner polymerizes at least a polymerizable monomer in an aqueous medium. and made by associating the resulting resin particles in an aqueous medium, it is no angular toner particles 50% by number or more in the following measurement method, and wherein the number variation coefficient in the number particle size distribution is not more than 27% A non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method.
(Measurement method)
When the inner diameter of the toner particle is a circle having a major axis L and L / 10 is a radius R, and the inner side of the toner particle is in contact with the inner circumference of the toner particle at one point, the circle is substantially outside the toner. The case where it does not start is called toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
To measure the toner having no corners, first, a photograph in which the toner particles are enlarged is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement is performed on 100 toner particles.
(2)
(1)記載の非磁性一成分静電潜像現像方法を用い、潜像形成、現像、転写、定着の工程を経ることを特徴とする画像形成方法。
(2)
An image forming method comprising the steps of latent image formation, development, transfer, and fixing using the nonmagnetic one-component electrostatic latent image developing method described in (1).
(3)
使用されるトナーが、形状係数1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子を65個数%以上含有することを特徴とする(2)に記載の画像形成方法。
(3)
The image forming method according to (2), wherein the toner used contains 65% by number or more of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6.
(4)
使用されるトナーが、形状係数1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子を65個数%以上含有することを特徴とする(2)に記載の画像形成方法。
(4)
The image forming method as described in (2 ), wherein the toner used contains 65% by number or more of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6.
(5)
使用されるトナーの個数平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする(2)、(3)又は(4)に記載の画像形成方法。
(5)
The image forming method according to (2), (3) or (4), wherein the toner used has a number average particle diameter of 3 to 8 μm.
(6)
使用されるトナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおける、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることを特徴とする(2)又は(3)に記載の画像形成方法。
(6)
When the particle size of the toner particles used is D (μm), a natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the horizontal axis is a histogram showing the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. The sum (M) of the relative frequency (m1) of toner particles contained in the most frequent class and the relative frequency (m2) of toner particles contained in the next most frequent class after the most frequent class is 70% or more. The image forming method as described in (2) or (3) above.
(7)
(1)に記載の非磁性一成分静電潜像現像方法を用い、潜像形成、現像、転写、定着の工程を有することを特徴とする画像形成装置。
( 7 )
An image forming apparatus comprising the steps of forming a latent image, developing, transferring, and fixing using the non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method described in (1).
(8)
トナー搬送部材、トナー層規制部材及びトナー補給補助部材を備え、且つトナー補給補助部材とトナー搬送部材、及びトナー層規制部材とトナー搬送部材がそれぞれ当接している現像装置を用いて薄層化させた非磁性トナーを静電潜像形成体表面に供給して潜像を現像する非磁性一成分静電潜像現像方法に用いられるトナーにおいて、該トナーが、少なくとも重合性単量体を水系媒体中で重合せして得られる樹脂粒子を水系媒体中で会合させてなる、下記測定法において角がないトナー粒子が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であることを特徴とするトナー。
(測定法)
トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
角がないトナーの測定は、先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行う。
( 8 )
The developing device is provided with a toner conveying member, a toner layer regulating member, and a toner replenishing auxiliary member, and is thinned using a developing device in which the toner replenishing auxiliary member and the toner conveying member are in contact with each other. In the toner used in the nonmagnetic one-component electrostatic latent image developing method for developing the latent image by supplying the nonmagnetic toner to the surface of the electrostatic latent image forming body, the toner contains at least a polymerizable monomer in an aqueous medium. The number of toner particles having no corners in the following measurement method is 50% by number or more, and the number variation coefficient in the number particle size distribution is 27% or less. Toner characterized by the above.
(Measurement method)
When the inner diameter of the toner particle is a circle having a major axis L and L / 10 is a radius R, and the inner side of the toner particle is in contact with the inner circumference of the toner particle at one point, the circle is substantially outside the toner. The case where it does not start is called toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
To measure the toner having no corners, first, a photograph in which the toner particles are enlarged is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement is performed on 100 toner particles.
上記各構成により、本発明の目的が達成される理由については、詳しく解明がなされていない部分もあるが、以下の如く考えられる。 The reason why the object of the present invention is achieved by the above-described configurations is not fully understood, but is considered as follows.
非磁性一成分現像は、キャリアを使用しないためにトナー自体が現像剤搬送部材などと摩擦帯電し、トナーが帯電される。このため、トナー自体の表面性に分布が存在すると、摩擦帯電性に差が発生し、帯電量分布が広がる問題がある。現像自体は接触現像であることが多く、そのラチチュードの広さはかなり大きいが、現像ゴースト等の現象が発生しやすくなる。すなわち、帯電量の高いトナーは現像剤搬送部材表面に対する付着性が強いことから、入れ替わりが起こりにくく、結果として現像剤の交換が少ないことに起因する現像ゴーストが発生する問題を引き起こしやすい。さらに、環境が変動した場合には帯電量の差異が拡大し、高温高湿環境下での帯電性のリークが起こりやすくなり、カブリを引き起こしやすい。 In the non-magnetic one-component development, since the carrier is not used, the toner itself is frictionally charged with the developer conveying member and the toner is charged. For this reason, if there is a distribution in the surface properties of the toner itself, there is a problem that a difference occurs in the tribocharging property and the charge amount distribution is widened. Development itself is often contact development, and the latitude is quite large, but a phenomenon such as development ghost is likely to occur. That is, toner having a high charge amount has strong adhesion to the surface of the developer conveying member, so that it is difficult for replacement to occur, and as a result, a problem of developing ghosts due to less replacement of the developer tends to occur. Furthermore, when the environment fluctuates, the difference in charge amount increases, and charge leakage in a high-temperature and high-humidity environment tends to occur and fogging is likely to occur.
本発明者等は、鋭意検討した結果、角がないトナー粒子ではその表面の平滑性により、現像剤搬送部材などのトナーが接触する部位に対するストレスにより発生する微細な粒子の発生を抑制することができることと、その平滑な表面性により、摩擦帯電での過度な帯電性の蓄積が無いことから、現像ゴースト等の問題を発生しにくくなり、形状のバラツキが多少大きくても、同様の効果を発揮することを見出した。すなわち、角がないトナー粒子が50個数%以上であり、個数粒度分布における個数変動係数が27%以下であるトナーを使用することで本発明の課題を解決することができることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have suppressed the generation of fine particles generated due to stress on a portion where the toner contacts, such as a developer conveying member, due to the smoothness of the surface of toner particles having no corners. Because there is no accumulation of excessive chargeability due to triboelectric charging due to its smooth surface properties, problems such as development ghosts are less likely to occur, and the same effect is exhibited even if the shape variation is somewhat large I found out. That is, it has been found that the problem of the present invention can be solved by using a toner having 50% by number or more of toner particles having no corners and a number variation coefficient of 27% or less in the number particle size distribution.
本発明者等は、現像剤搬送部材や帯電付与部材を汚染しやすいトナー粒子について検討を行った結果、画像形成工程を繰り返した場合には、形が不揃いなトナー粒子、および角となる部分を有するトナー粒子が汚染しやすい傾向となった。この理由については明確ではないが、トナー粒子の形が不揃いである場合には、現像装置内部での攪拌等による機械的ストレスを受けやすく、過大なストレスが加わる部分が発生することによってトナー組成物が被汚染物質に移行して付着し、トナーの帯電性を変化させると推定した。 As a result of studying toner particles that easily contaminate the developer conveying member and the charge imparting member, the present inventors have found that toner particles having irregular shapes and corner portions are not formed when the image forming process is repeated. The toner particles contained tend to be easily contaminated. Although the reason for this is not clear, when the toner particles are irregularly shaped, the toner composition is susceptible to mechanical stress due to stirring or the like inside the developing device, and a portion to which excessive stress is applied is generated. Was transferred to the contaminated material and adhered, and the chargeability of the toner was estimated to change.
又、このようなストレスの加わり方の違いは、トナー粒子の粒径によっても異なり、粒子径の小さいものの方が付着力が高いために、ストレスを受けた場合に汚染しやすい結果となった。トナー粒子径が大きいものでは、このような汚染は発生しにくくなるが、解像度等の画質が低下する問題が発生する。 Further, the difference in how stress is applied varies depending on the particle size of the toner particles, and the smaller particle size has a higher adhesive force, so that it is likely to be contaminated when subjected to stress. When the toner particle size is large, such contamination is less likely to occur, but there is a problem that the image quality such as resolution is lowered.
さらに、このような汚染に対しては、初期のトナーの帯電量分布も重要である。帯電量分布が広い場合には、画像形成工程においていわゆる選択現像が発生し、現像されにくいトナー粒子が現像装置内部に蓄積して現像性が低下する問題や、蓄積したトナーが長期間に亘ってストレスを受けることにより、汚染を発生させたり、その表面性が変化して帯電性が変化し、弱帯電性あるいは逆極性のトナーとなって画質が低下する問題が発生する。 Furthermore, the initial toner charge amount distribution is also important for such contamination. When the charge amount distribution is wide, so-called selective development occurs in the image forming process, and toner particles that are difficult to develop accumulate in the developing device and developability deteriorates. Due to the stress, there is a problem that contamination occurs or the surface property of the toner changes to change the chargeability, resulting in a weakly charged toner or a toner having a reverse polarity, resulting in a deterioration in image quality.
このトナーの帯電量分布について検討した結果、トナーの帯電量分布をきわめてシャープなものとするためには、トナー粒子の粒径のバラツキを小さく制御すると共に、形状のバラツキも小さく制御する必要があることが判明した。トナーの帯電量分布をきわめてシャープにすることで、トナー帯電量を低く設定した場合にも、長期にわたって安定した帯電性を得ることが可能となる。 As a result of examining the toner charge amount distribution, in order to make the toner charge amount distribution extremely sharp, it is necessary to control the variation in the particle size of the toner particles to be small and the shape variation to be small. It has been found. By making the toner charge amount distribution extremely sharp, even when the toner charge amount is set low, it is possible to obtain stable chargeability over a long period of time.
又、本発明者等は、個々のトナー粒子の微小な形状に着目して検討を行った結果、現像装置内部において、トナー粒子の角部分の形状が変化して丸くなり、その部分が汚染を発生させていることが判明した。この理由については明確ではないが、角部分にはストレスが加わりやすく、この部分の摩耗、破断によってトナー組成物が被汚染物質に移行して付着し、トナーの帯電性を変化させると推定した。更に、摩擦帯電によってトナー粒子に電荷を付与する場合には、特に角となる部分では電荷が集中しやすくなり、トナー粒子の帯電が不均一になりやすいと推定される。 In addition, as a result of investigations by paying attention to the minute shape of each toner particle, the present inventors have changed the shape of the corner portion of the toner particle to become round inside the developing device, and the portion is contaminated. It was found that it was generated. Although the reason for this is not clear, it is presumed that stress is easily applied to the corner portion, and the toner composition moves to and adheres to the contaminated substance due to wear and fracture of this portion, thereby changing the chargeability of the toner. Further, when charge is applied to the toner particles by frictional charging, it is presumed that the charge tends to concentrate particularly at the corners and the toner particles are likely to be non-uniformly charged.
即ち、角がないトナー粒子を50個数%以上とし、個数粒度分布における個数変動係数を27%以下に制御することによっても、現像性、細線再現性に優れ、高画質な画像を長期にわたって形成することができることを見出し、本発明の完成に至ったものである。 In other words, by controlling the number of toner particles having no corners to 50% by number or more and controlling the number variation coefficient in the number particle size distribution to 27% or less, a high-quality image can be formed over a long period of time with excellent developability and fine line reproducibility. As a result, the present invention has been completed.
本発明のトナーの形状係数は、下記式により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。 The shape factor of the toner of the present invention is represented by the following formula and indicates the degree of roundness of the toner particles.
形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。
Shape factor = ((maximum diameter / 2) 2 × π) / projection area Here, the maximum diameter is the distance between the parallel lines when the projected image of toner particles on a plane is sandwiched between two parallel lines. The maximum particle width. The projected area refers to the area of the projected image of the toner particles on the plane.
本発明では、この形状係数は、走査型電子顕微鏡により2000倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「SCANNING IMAGE ANALYZER」(日本電子社製)を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。この際、100個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。 In the present invention, this shape factor is obtained by taking a photograph in which the toner particles are magnified 2000 times with a scanning electron microscope, and then using “SCANNING IMAGE ANALYZER” (manufactured by JEOL Ltd.) based on this photograph. It was measured by performing analysis. At this time, the shape factor of the present invention was measured by the above formula using 100 toner particles.
前記構成においては、この形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上とすることが好ましく、より好ましくは、70個数%以上である。さらに好ましくは、この形状係数が1.2〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上とすることであり、より好ましくは、70個数%以上である。 In the above configuration, the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is preferably 65% by number or more, and more preferably 70% by number or more. More preferably, the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.2 to 1.6 is 65% by number or more, and more preferably 70% by number or more.
この形状係数が1.0〜1.6の範囲にあるトナー粒子が65個数%以上であることにより、現像剤搬送部材などでの摩擦帯電性がより均一となり、過度に帯電したトナーの蓄積が無く、現像剤搬送部材表面よりトナーがより交換しやすくなるために、現像ゴースト等の問題も発生しにくくなる。さらに、トナー粒子が破砕しにくくなって帯電付与部材の汚染が減少し、トナーの帯電性が安定する。 When the number of toner particles having a shape factor in the range of 1.0 to 1.6 is 65% by number or more, the triboelectric chargeability on the developer conveying member and the like becomes more uniform, and excessively charged toner is accumulated. In addition, since it becomes easier to replace the toner from the surface of the developer conveying member, problems such as development ghost are less likely to occur. Further, the toner particles are less likely to be crushed, the contamination of the charging member is reduced, and the chargeability of the toner is stabilized.
この形状係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えばトナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し旋回流を付与する方法等により、形状係数を1.0〜1.6、または1.2〜1.6にしたトナーを調製し、これを通常のトナー中へ本発明の範囲内になるように添加して調整する方法がある。また、いわゆる重合法トナーを調整する段階で全体の形状を制御し、形状係数を1.0〜1.6、または1.2〜1.6に調整したトナーを調製する方法がある。 The method for controlling the shape factor is not particularly limited. For example, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy due to impact force in a gas phase, or a method in which a toner is not dissolved in a solvent and a swirl flow is applied. To prepare a toner having a shape factor of 1.0 to 1.6, or 1.2 to 1.6, and adding the toner into a normal toner so as to be within the range of the present invention. There is. In addition, there is a method of preparing a toner having a shape factor adjusted to 1.0 to 1.6 or 1.2 to 1.6 by controlling the overall shape at the stage of adjusting a so-called polymerization method toner.
上記方法の中では重合法トナーが製造方法として簡便である点と、粉砕トナーに比較して表面の均一性に優れる点等で好ましい。 Among the above methods, the polymerization toner is preferable because it is simple as a production method and has excellent surface uniformity as compared with the pulverized toner.
本発明により、環境変動の影響を受けず、長期に亘って安定した高画質高濃度、低カブリ濃度であり、ハーフトーン画像ムラのない画像を形成することのできる非磁性一成分静電潜像現像方法、画像形成方法及び画像形成装置とそれに用いられるトナーを提供することができる。 According to the present invention, a non-magnetic one-component electrostatic latent image capable of forming an image free from the influence of environmental fluctuations and capable of forming a high-quality, high-density , low-fogging density that is stable over a long period of time and has no halftone image unevenness. A developing method, an image forming method, an image forming apparatus, and a toner used therefor can be provided.
本発明のトナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することをいう。 The toner of the present invention is produced by subjecting a monomer to emulsion polymerization in a suspension polymerization method or a liquid obtained by adding an emulsified liquid of necessary additives to produce fine polymer particles. It can manufacture by the method of adding and associating. A method of preparing by mixing with a dispersion liquid such as a release agent and a colorant necessary for the composition of the toner at the time of association, and a toner component such as a release agent and a colorant dispersed in the monomer And a method of emulsion polymerization. Here, the association means that a plurality of resin particles and colorant particles are fused.
尚、本発明でいうところの水系媒体とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものを示す。 In addition, the aqueous medium as used in the field of this invention shows what contained 50 mass% or more of water at least.
即ち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が後述の攪拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発明のトナーを調製する。 That is, various constituent materials such as a colorant and, if necessary, a release agent, a charge control agent, and a polymerization initiator are added to the polymerizable monomer, and a homogenizer, a sand mill, a sand grinder, an ultrasonic disperser, etc. Various constituent materials are dissolved or dispersed in the polymerizable monomer. The polymerizable monomer in which these various constituent materials are dissolved or dispersed is dispersed in oil droplets having a desired size as a toner in an aqueous medium containing a dispersion stabilizer using a homomixer or a homogenizer. Thereafter, the stirring mechanism is transferred to a reaction apparatus which is a stirring blade described later, and the polymerization reaction is advanced by heating. After completion of the reaction, the dispersion stabilizer is removed, filtered, washed, and dried to prepare the toner of the present invention.
本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製する方法も挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平5−265252号公報や同6−329947号公報、同9−15904号公報に示す方法を挙げることができる。 As a method for producing the toner of the present invention, a method of preparing the resin particles by associating or fusing them in an aqueous medium can also be mentioned. This method is not particularly limited, and examples thereof include methods described in JP-A Nos. 5-265252, 6-329947, and 9-15904.
樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本発明のトナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。 A method of associating a plurality of dispersed particles of constituent materials such as resin particles and a colorant, or a plurality of fine particles composed of a resin and a colorant, in particular, after dispersing them in water using an emulsifier, At the same time as adding a flocculant and salting out, the particle size was gradually grown while forming the fused particles by heating and fusing above the glass transition temperature of the polymer itself, and the desired particle size was achieved. By the way, the particle size growth is stopped by adding a large amount of water, and the shape is controlled by smoothing the particle surface while heating and stirring, and the particles are heated and dried in a fluid state while containing water. Toner can be formed. Here, an organic solvent that is infinitely soluble in water may be added simultaneously with the flocculant.
樹脂を構成する重合性単量体として使用されるものは、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレンあるいはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル誘導体、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することができる。 As the polymerizable monomer constituting the resin, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decyl Styrene, styrene such as pn-dodecylstyrene or styrene derivatives, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, Methacrylic acid ester derivatives such as lauryl tacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic Isobutyl acid, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, acrylic acid ester derivatives such as phenyl acrylate, olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, odor Halogenated vinyls such as vinyl fluoride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether Vinyl ethers such as vinyl, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl hexyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone, vinyl naphthalene, vinyl pyridine, etc. There are acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as vinyl compounds, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide and the like. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
又、樹脂を構成する重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさらに好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有するもので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。 Further, it is more preferable to use a combination of monomers having an ionic dissociation group as the polymerizable monomer constituting the resin. For example, it has a substituent such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group as a constituent group of the monomer, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, fumar Acid, maleic acid monoalkyl ester, itaconic acid monoalkyl ester, styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acid phosphooxyethyl methacrylate, 3-chloro-2-acid phosphooxy And propyl methacrylate.
更に、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。 Furthermore, multifunctional such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. It is also possible to use a crosslinkable resin by using a functional vinyl.
これら重合性単量体はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。この場合、懸濁重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。 These polymerizable monomers can be polymerized using a radical polymerization initiator. In this case, an oil-soluble polymerization initiator can be used in the suspension polymerization method. Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carboxyl). Nitriles), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azo- or diazo-based polymerization initiators such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate , Cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide, 2,2-bis- (4,4- t-butylperoxycyclohexyl) propane, tris The (t-butylperoxy) triazine peroxide polymerization initiator or a peroxide, such as and the like polymeric initiator having a side chain.
乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等を挙げることができる。 In the case of using an emulsion polymerization method, a water-soluble radical polymerization initiator can be used. Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate, azobisaminodipropane acetate, azobiscyanovaleric acid and its salts, hydrogen peroxide and the like.
分散安定剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等を挙げることができる。さらに、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等の界面活性剤として一般的に使用されているものを分散安定剤として使用することができる。 Dispersion stabilizers include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, zinc phosphate, aluminum phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate , Bentonite, silica, alumina and the like. Furthermore, those generally used as surfactants such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, sodium dodecylbenzenesulfonate, ethylene oxide adduct, and higher alcohol sodium sulfate can be used as the dispersion stabilizer.
本発明において優れた樹脂としては、ガラス転移点が20〜90℃のものが好ましく、軟化点が80〜220℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フローテスターで測定することができる。さらに、これら樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量が数平均分子量(Mn)で1000〜100000、質量平均分子量(Mw)で2000〜1000000のものが好ましい。さらに、分子量分布として、Mw/Mnが1.5〜100、特に1.8〜70のものが好ましい。 As the resin excellent in the present invention, those having a glass transition point of 20 to 90 ° C. are preferred, and those having a softening point of 80 to 220 ° C. are preferred. The glass transition point is measured by a differential calorimetric analysis method, and the softening point can be measured by a Koka flow tester. Further, these resins preferably have a molecular weight measured by gel permeation chromatography of 1,000 to 100,000 in terms of number average molecular weight (Mn) and 2000 to 1,000,000 in terms of mass average molecular weight (Mw). Further, the molecular weight distribution is preferably such that Mw / Mn is 1.5 to 100, particularly 1.8 to 70.
使用される凝集剤としては特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等が挙げられ、具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。これらは組み合わせて使用してもよい。 The flocculant used is not particularly limited, but those selected from metal salts are preferably used. Specifically, as a monovalent metal, for example, an alkali metal salt such as sodium, potassium or lithium, as a divalent metal, for example, an alkaline earth metal salt such as calcium or magnesium, or a divalent metal such as manganese or copper. And salts of trivalent metals such as iron and aluminum, and specific salts include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, calcium chloride, zinc chloride, copper sulfate, magnesium sulfate, manganese sulfate, etc. Can be mentioned. These may be used in combination.
これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加することが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、乳化された成分および分散剤自体によって大きく変化するものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学 17、601(1960)日本高分子学会編」等に記述されており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の塩を濃度を変えて添加し、その分散液のζ(ゼータ)電位を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度として求めることもできる。
These flocculants are preferably added in an amount equal to or higher than the critical aggregation concentration. The critical flocculation concentration is an index relating to the stability of the aqueous dispersion, and indicates a concentration at which flocculation occurs when a flocculant is added. This critical aggregation concentration varies greatly depending on the emulsified components and the dispersant itself. For example, it is described in Seizo Okamura et al., “
本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の1.2倍以上、さらに好ましくは、1.5倍以上添加することがよい。 The addition amount of the flocculant of the present invention may be not less than the critical aggregation concentration, but is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more the critical aggregation concentration.
無限溶解する溶媒とは、すなわち水に対して無限溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明においては形成された樹脂を溶解させないものが選択される。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノール、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類を挙げることができる。特に、エタノール、プロパノール、イソプロパノールが好ましい。 The solvent that dissolves infinitely means a solvent that dissolves infinitely in water, and in the present invention, a solvent that does not dissolve the formed resin is selected. Specific examples include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, t-butanol, methoxyethanol, and butoxyethanol, nitriles such as acetonitrile, and ethers such as dioxane. In particular, ethanol, propanol, and isopropanol are preferable.
この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤を添加した重合体含有分散液に対して1〜100体積%が好ましい。 The addition amount of the infinitely soluble solvent is preferably 1 to 100% by volume with respect to the polymer-containing dispersion to which the flocculant is added.
尚、形状を均一化させるためには、着色粒子を調製し、濾過した後に粒子に対して10質量%以上の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好ましいが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが好ましい。この理由としては、極性基が存在している重合体に対して、存在している水が多少膨潤する効果を発揮するために、形状の均一化が特に図られやすいものと考えられる。 In order to make the shape uniform, it is preferable to fluidly dry a slurry containing 10% by mass or more of water based on the particles after preparing and filtering colored particles. Those having a polar group are preferred. The reason for this is considered to be that it is particularly easy to make the shape uniform, in order to exhibit the effect that the water present is somewhat swollen with respect to the polymer in which the polar group is present.
本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。さらに、上記樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒子に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤を添加したものであってもよい。 The toner of the present invention contains at least a resin and a colorant, but may contain a release agent, a charge control agent, or the like, which is a fixability improving agent, if necessary. Further, an external additive composed of inorganic fine particles or organic fine particles may be added to the toner particles containing the resin and the colorant as main components.
本発明のトナーに使用する着色剤としてはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等が使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができる。 As the colorant used in the toner of the present invention, carbon black, a magnetic material, a dye, a pigment, and the like can be arbitrarily used. Examples of the carbon black include channel black, furnace black, acetylene black, thermal black, and lamp black. used. Magnetic materials include ferromagnetic metals such as iron, nickel and cobalt, alloys containing these metals, compounds of ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite, alloys that do not contain ferromagnetic metals but exhibit ferromagnetism by heat treatment, For example, a kind of alloy called Heusler alloy such as manganese-copper-aluminum, manganese-copper-tin, chromium dioxide, or the like can be used.
染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事ができる。顔料としてはC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同93、同94、同138、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60等を用いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。数平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200nm程度が好ましい。
As the dye, C.I. I.
着色剤の添加方法としては、乳化重合法で調製した重合体粒子を、凝集剤を添加することで凝集させる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量体を重合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色粒子とする方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合体を調製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用することが好ましい。 As a method for adding the colorant, the polymer particles prepared by the emulsion polymerization method are added at the stage of agglomerating by adding an aggregating agent, and the polymer is colored, or at the stage of polymerizing the monomer. The method of adding, polymerizing, and making it a colored particle etc. can be used. In addition, when adding a coloring agent in the step which prepares a polymer, it is preferable to use it, treating the surface with a coupling agent etc. so that radical polymerization property may not be inhibited.
さらに、定着性改良剤としての低分子量ポリプロピレン(数平均分子量=1500〜9000)や低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。 Further, a low molecular weight polypropylene (number average molecular weight = 1500 to 9000), a low molecular weight polyethylene, or the like as a fixing property improving agent may be added.
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。これら荷電制御剤や定着性改良剤の粒子は、分散した状態で数平均一次粒子径が10〜500nm程度とすることが好ましい。 Similarly, various known charge control agents and those that can be dispersed in water can be used. Specific examples include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof. These charge control agent and fixability improving agent particles preferably have a number average primary particle size of about 10 to 500 nm in a dispersed state.
いわゆる重合性単量体中に着色剤などのトナー構成成分を分散あるいは溶解したものを水系媒体中に懸濁し、ついで重合せしめてトナーを得る懸濁重合法トナーでは、重合反応を行う反応容器中での媒体の流れを制御することによりトナー粒子の形状を制御することができる。すなわち、形状係数が1.2以上の形状を有するトナー粒子を多く形成させる場合には、反応容器中での媒体の流れを乱流とし、重合が進行して懸濁状態で水系媒体中に存在している油滴が次第に高分子化することで油滴が柔らかい粒子となった時点で、粒子の衝突を行うことで粒子の合一を促進させ、形状が不定形となった粒子が得られる。また、形状係数が1.2より小さい球形のトナー粒子を形成させる場合には、反応容器中での媒体の流れを層流として、粒子の衝突を避けることにより球形の粒子が得られる。この方法により、トナー形状の分布を本発明の範囲内に制御できるものである。 In a suspension polymerization method toner in which a toner component obtained by dispersing or dissolving a toner component such as a colorant in a so-called polymerizable monomer is suspended in an aqueous medium and then polymerized. The shape of the toner particles can be controlled by controlling the flow of the medium. That is, when a large amount of toner particles having a shape factor of 1.2 or more are formed, the flow of the medium in the reaction vessel is turbulent and the polymerization proceeds to exist in an aqueous medium in a suspended state. When the oil droplets gradually become polymerized, the oil droplets become soft particles. By colliding the particles, particle coalescence is promoted, and particles with an irregular shape are obtained. . When spherical toner particles having a shape factor smaller than 1.2 are formed, spherical particles can be obtained by using a laminar flow of the medium in the reaction vessel to avoid particle collision. By this method, the toner shape distribution can be controlled within the scope of the present invention.
懸濁重合法においては、特定の攪拌翼を使用することで、乱流を形成することができ、形状を容易に制御することができる。この理由としては明確では無いが一般的に使用されている図1に示される様な回転軸に取り付けられた攪拌翼の構成が一段の場合には、攪拌槽内に形成される媒体の流れが攪拌槽の下部より上部への壁面を伝って動く流れのみになる。そのため、従来では一般的に攪拌槽の壁面などの邪魔板を配置することで乱流を形成し、攪拌の効率を増加することがなされている。しかし、この様な装置構成では、乱流が一部に形成されるものの、むしろ乱流の存在によって流体の流れが停滞する方向に作用し、結果として粒子に対するズリ応力が少なくなるために、形状を制御することができない。 In the suspension polymerization method, a turbulent flow can be formed by using a specific stirring blade, and the shape can be easily controlled. Although the reason for this is not clear, when the configuration of the stirring blade attached to the rotary shaft as shown in FIG. 1 is used in a single stage, the flow of the medium formed in the stirring tank is Only the flow moves along the wall surface from the lower part to the upper part of the stirring tank. Therefore, conventionally, a baffle plate such as a wall surface of a stirring tank is generally arranged to form a turbulent flow and increase the efficiency of stirring. However, in such an apparatus configuration, although the turbulent flow is partially formed, the fluid flow acts rather in the direction of stagnation due to the presence of the turbulent flow, resulting in less shear stress on the particles. Can not control.
好ましく使用することのできる撹拌翼を備えた撹拌槽について図を用いて説明する。図2は撹拌翼を備えた撹拌槽の一例である。撹拌槽の外周部に熱交換用のジャケット1を装着した縦型円筒状の撹拌槽2内の中心部に回転軸3を垂設し、該回転軸3に撹拌槽2の底面に近接させて配設された下段の撹拌翼4と、より上段に配設された撹拌翼5がある。上段の撹拌翼5は、下段に位置する撹拌翼4に対して回転方向に先行した交差角αをもって配設されている。本発明においては交差角αは90度(°)未満であることが好ましい。この交差角の下限は特に限定されるものでは無いが、5度程度以上、好ましくは10度以上あれば特によい。これを上面断面図で示したのが図3である。もし3段以上の場合は、それぞれ隣接している撹拌翼間で交差角αが90度未満であればよいことになる。
A stirring tank provided with a stirring blade that can be preferably used will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an example of a stirring tank provided with a stirring blade. A
この構成とすることで、上段に配設されている攪拌翼によりまず媒体が攪拌され、下側への流れが形成される。ついで、下段に配設された攪拌翼により、上段の攪拌翼で形成された流れがさらに下方へ加速されるとともにこの攪拌翼自体でも下方への流れが別途形成され、全体として流れが加速されて進行するものと推定される。この結果、乱流として形成された大きなズリ応力を有する流域が形成されるために、トナーの形状を制御できるものと推定される。 With this configuration, the medium is first stirred by the stirring blade disposed in the upper stage, and a downward flow is formed. Next, the flow formed by the upper stirring blade is further accelerated downward by the stirring blade disposed in the lower stage, and the downward flow is also separately formed in the stirring blade itself, and the flow is accelerated as a whole. Presumed to progress. As a result, a flow area having a large shear stress formed as a turbulent flow is formed, and it is estimated that the shape of the toner can be controlled.
尚、図2、3中、矢印は回転方向を、7は上部材料投入口を8は下部材料投入口を表す。又、9は撹拌を有効にするための乱流形成部材である。
2 and 3, the arrows indicate the rotation direction, 7 indicates the upper material input port, and 8 indicates the lower material input port.
ここにおいて撹拌翼の形状については、特に限定はないが、方形板状のもの、翼の一部に切り欠きのあるもの、中央部に一つ以上の中孔部分、いわゆるスリットがあるものなどを使用することができる。これらの例を図4に記載する。図4中(a)は撹拌翼に中孔部のないもの、(b)は中央に大きな中孔部6があるもの、(c)は横長の中孔部6があるもの、(d)は縦長の中孔部6があるものである。又、これらは上段と下段で中孔部6が異なるものを用いても、同一のものを用いても良い。
Here, the shape of the stirring blade is not particularly limited, but it may be a square plate, a notch in a part of the blade, one or more holes in the center, and a so-called slit. Can be used. Examples of these are described in FIG. In FIG. 4, (a) is a stirring blade without a hole, (b) is a
また、この攪拌翼の構成として使用することができる好ましい構成の例を図5〜8に示す。図5は攪拌翼の端部に突起及び又は端部に折り曲げ部を有する構成、図6は下段の攪拌翼にスリットを有すると共に端部に折り曲げと突起を有する構成であり、図7は下段の攪拌翼の端部に突起と折り曲げを有する構成、図8は上段の攪拌翼に空隙があり下段の攪拌翼の端部に折り曲げと突起を有する構成、なお、図7は攪拌翼の構成が3段である構成をそれぞれ示したものである。なお、攪拌翼の端部に於ける折り曲げ部の角度は5〜45°程度が好ましい。 Moreover, the example of the preferable structure which can be used as a structure of this stirring blade is shown to FIGS. FIG. 5 shows a configuration having a protrusion and / or a bent portion at the end of the stirring blade, FIG. 6 shows a configuration having a slit in the lower stirring blade and a bent portion and a projection at the end, and FIG. FIG. 8 shows a configuration in which the upper stirring blade has a gap and a lower stirring blade has a bent portion and a projection in the end of the stirring blade. FIG. 7 shows the configuration of the stirring blade in 3 Each of the stages is shown. The angle of the bent portion at the end of the stirring blade is preferably about 5 to 45 °.
これら折り曲げ部や上部あるいは下部への突起を有する構成を持つ攪拌翼は、乱流を効果的に発生するものである。 A stirring blade having a structure having a bent portion or a protrusion on the upper or lower portion effectively generates turbulent flow.
尚、上記の構成を有する上段と下段の攪拌翼の間隙は特に限定されるものでは無いが、少なくとも攪拌翼の間に間隙を有していることが好ましい。この理由としては明確では無いが、その間隙を通じて媒体の流れが形成されるため、攪拌効率が向上するものと考えられる。但し、間隙としては、静置状態での液面高さに対して0.5〜50%の幅、好ましくは1〜30%の幅であることが好ましい。 The gap between the upper and lower stirring blades having the above-described configuration is not particularly limited, but it is preferable to have at least a gap between the stirring blades. Although the reason for this is not clear, it is considered that the stirring efficiency is improved because a medium flow is formed through the gap. However, the gap is preferably 0.5 to 50% width, more preferably 1 to 30% width with respect to the liquid surface height in the stationary state.
さらに、攪拌翼の大きさは特に限定されるものでは無いが、全攪拌翼の高さの総和が静置状態での液面高さの50%〜100%、好ましくは60%〜95%である。 Further, the size of the stirring blade is not particularly limited, but the total height of all the stirring blades is 50% to 100%, preferably 60% to 95% of the liquid surface height in the stationary state. is there.
又、懸濁重合法において層流を形成させる場合に使用される攪拌翼および攪拌槽の一例を図9に示す。攪拌槽内には乱流を形成させるような邪魔板等の障害物を設けないことが特徴である。攪拌翼の構成については、前述の乱流を形成させる場合に使用される攪拌翼と同様に、上段の攪拌翼が、下段の攪拌翼に対して回転方向に先行した交差角αを持って配設された、多段の構成とすることが好ましい。 FIG. 9 shows an example of a stirring blade and a stirring tank used when a laminar flow is formed in the suspension polymerization method. The stirring tank is characterized in that no obstacle such as a baffle plate that forms a turbulent flow is provided. Regarding the configuration of the stirring blade, similar to the stirring blade used when forming the turbulent flow described above, the upper stirring blade is arranged with an intersecting angle α preceding the lower stirring blade in the rotational direction. It is preferable to have a multi-stage configuration.
この攪拌翼の形状については、乱流を形成させないものであれば特に限定されないが、図4(a)の方形板状のもの等、連続した面により形成されるものが好ましく、曲面を有していてもよい。 The shape of the stirring blade is not particularly limited as long as it does not form a turbulent flow, but is preferably formed by a continuous surface such as the rectangular plate in FIG. 4A, and has a curved surface. It may be.
一方、樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させる重合法トナーでは、融着段階での反応容器内の媒体の流れおよび温度分布を制御することで、さらには融着後の形状制御工程において加熱温度、攪拌回転数、時間を制御することで、トナー全体の形状分布および形状を任意に変化させることができる。 On the other hand, in a polymerization method toner that associates or fuses resin particles in an aqueous medium, by controlling the flow and temperature distribution of the medium in the reaction vessel at the fusing stage, and further in the shape control step after fusing. By controlling the heating temperature, the number of rotations of stirring, and the time, the shape distribution and shape of the entire toner can be arbitrarily changed.
樹脂粒子を会合あるいは融着させる重合法トナーでは、反応装置内の流れを層流とし、内部の温度分布を均一化することができる攪拌翼および攪拌槽を使用して、融着工程および形状制御工程での温度、回転数、時間を制御することにより、本発明の形状係数および均一な形状分布を有するトナーを形成することができる。この理由は、層流を形成させた場で融着させると、凝集および融着が進行している粒子(会合あるいは凝集粒子)に強いストレスが加わらず、かつ流れが加速された層流においては攪拌槽内の温度分布が均一である結果、融着粒子の形状分布が均一になると推定される。さらに、その後の形状制御工程での加熱、攪拌により融着粒子は徐々に球形化し、トナー粒子の形状を任意に制御できる。 For polymerized toner that associates or fuses resin particles, the flow in the reactor is laminar, and the mixing process and shape control are performed using a stirring blade and a stirring tank that can make the internal temperature distribution uniform. By controlling the temperature, rotation speed, and time in the process, the toner having the shape factor and uniform shape distribution of the present invention can be formed. The reason for this is that if the laminar flow is fused in a place where the laminar flow is formed, strong stress is not applied to the particles (aggregation or agglomerated particles) in which aggregation and fusion proceed, and in laminar flow where the flow is accelerated As a result of the uniform temperature distribution in the stirring tank, the shape distribution of the fused particles is estimated to be uniform. Further, the fused particles gradually become spherical by heating and stirring in the subsequent shape control step, and the shape of the toner particles can be arbitrarily controlled.
樹脂粒子を会合あるいは融着させる重合法トナーに使用される攪拌翼および攪拌槽としては、前述の懸濁重合法において層流を形成させる場合と同様のものが使用でき、例えば図9に示すものが使用できる。攪拌槽内には乱流を形成させるような邪魔板等の障害物を設けないことが特徴である。攪拌翼の構成については、前述の懸濁重合法に使用される攪拌翼と同様に、上段の攪拌翼が、下段の攪拌翼に対して回転方向に先行した交差角αを持って配設された、多段の構成とすることが好ましい。 As the stirring blade and the stirring tank used in the polymerization method toner for associating or fusing the resin particles, the same one as in the case of forming a laminar flow in the suspension polymerization method described above can be used, for example, as shown in FIG. Can be used. The stirring tank is characterized in that no obstacle such as a baffle plate that forms a turbulent flow is provided. Regarding the configuration of the stirring blade, similar to the stirring blade used in the suspension polymerization method described above, the upper stirring blade is disposed with a crossing angle α preceding the lower stirring blade in the rotational direction. In addition, a multistage configuration is preferable.
この攪拌翼の形状についても、前述の懸濁重合法において層流を形成させる場合と同様のものが使用でき、乱流を形成させないものであれば特に限定されないが、図4(a)の方形板状のもの等、連続した面により形成されるものが好ましく、曲面を有していてもよい。 The shape of the stirring blade is not particularly limited as long as it does not form a turbulent flow as long as it can use the same laminar flow as that in the suspension polymerization method described above, but the rectangular shape in FIG. What is formed by the continuous surface, such as a plate-shaped thing, is preferable, and may have a curved surface.
本発明のトナーの形状係数の変動係数は下記式から算出される。 The variation coefficient of the shape factor of the toner of the present invention is calculated from the following equation.
変動係数=〔S/K〕×100(%)
式中、Sは100個のトナー粒子の形状係数の標準偏差を示し、Kは形状係数の平均値を示す。
Coefficient of variation = [S / K] x 100 (%)
In the formula, S represents the standard deviation of the shape factor of 100 toner particles, and K represents the average value of the shape factor.
この形状係数の変動係数は16%以下であり、好ましくは14%以下である。形状係数の変動係数が16%以下であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、画質が向上する。 The variation coefficient of the shape factor is 16% or less, preferably 14% or less. When the variation coefficient of the shape factor is 16% or less, voids in the transferred toner layer are reduced, fixing property is improved, and offset is less likely to occur. In addition, the charge amount distribution becomes sharp and the image quality is improved.
このトナーの形状係数および形状係数の変動係数を、極めてロットのバラツキなく均一に制御するために、樹脂粒子(重合体粒子)を重合、融着、形状制御させる工程において、形成されつつあるトナー粒子(着色粒子)の特性をモニタリングしながら適正な工程終了時期を決めてもよい。 Toner particles that are being formed in the process of polymerizing, fusing, and controlling the shape of resin particles (polymer particles) in order to uniformly control the shape factor of the toner and the coefficient of variation of the shape factor without variation in lots. An appropriate process end time may be determined while monitoring the characteristics of the (colored particles).
モニタリングするとは、インラインに測定装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件の制御をするという意味である。すなわち、形状などの測定をインラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーでは、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しながら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反応を停止する。 Monitoring means that a measuring device is incorporated in-line, and process conditions are controlled based on the measurement result. In other words, in the case of a polymerization method toner that is formed by incorporating measurement such as shape in-line, for example, by associating or fusing resin particles in an aqueous medium, the shape and particle size are measured while performing sequential sampling in the fusing step. The reaction is stopped when the desired shape is obtained.
モニタリング方法としては、特に限定されるものではないが、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子社製)を使用することができる。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適である。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形状などになった時点で反応を停止するものである。 Although it does not specifically limit as a monitoring method, The flow type particle image analyzer FPIA-2000 (made by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) can be used. This apparatus is suitable because the shape can be monitored by performing image processing in real time while passing the sample liquid. That is, a pump or the like is used from the reaction field and is constantly monitored to measure the shape and the like, and the reaction is stopped when the desired shape is obtained.
本発明のトナーの個数粒度分布および個数変動係数はコールターカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)で測定されるものである。本発明においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するインターフェース(日科機社製)、パーソナルコンピューターを接続して使用した。前記コールターマルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては100μmのものを用いて、2μm以上のトナーの体積、個数を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。個数粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個数平均粒径とは、個数粒度分布におけるメジアン径を表すものである。 The number particle size distribution and the number variation coefficient of the toner of the present invention are measured by a Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.). In the present invention, a Coulter Multisizer is used, and an interface (manufactured by Nikka Kisha Co., Ltd.) for outputting the particle size distribution and a personal computer are connected. The aperture used in the Coulter Multisizer was 100 μm, and the volume and number of toners of 2 μm or more were measured to calculate the particle size distribution and average particle size. The number particle size distribution represents the relative frequency of the toner particles with respect to the particle size, and the number average particle size represents the median diameter in the number particle size distribution.
トナーの個数粒度分布における個数変動係数は下記式から算出される。 The number variation coefficient in the toner number particle size distribution is calculated from the following equation.
個数変動係数=(S/Dn)×100(%)
式中、Sは個数粒度分布における標準偏差を示し、Dnは個数平均粒径(μm)を示す。
Number variation coefficient = (S / Dn) × 100 (%)
In the formula, S represents the standard deviation in the number particle size distribution, and Dn represents the number average particle size (μm).
本発明のトナーの個数変動係数は27%以下であり、好ましくは25%以下である。個数変動係数が27%以下であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少して定着性が向上し、オフセットが発生しにくくなる。また、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くなって画質が向上する。 The number variation coefficient of the toner of the present invention is 27% or less, preferably 25% or less. When the number variation coefficient is 27% or less, voids in the transferred toner layer are reduced, fixing properties are improved, and offset is less likely to occur. In addition, the charge amount distribution becomes sharp, the transfer efficiency is increased, and the image quality is improved.
本発明の個数変動係数を制御する方法は特に限定されるものではない。例えば、トナー粒子を風力により分級する方法も使用できるが、個数変動係数をより小さくするためには液中での分級が効果的である。この液中で分級する方法としては、遠心分離機を用い、回転数を制御してトナー粒子径の違いにより生じる沈降速度差に応じてトナー粒子を分別回収し調製する方法がある。 The method for controlling the number variation coefficient of the present invention is not particularly limited. For example, a method of classifying toner particles by wind force can be used, but classification in a liquid is effective for reducing the number variation coefficient. As a method of classifying in this liquid, there is a method of separating and collecting toner particles according to a difference in sedimentation speed caused by a difference in toner particle diameter by using a centrifuge and controlling the rotation speed.
特に懸濁重合法によりトナーを製造する場合、個数粒度分布における個数変動係数を27%以下とするためには分級操作が必須である。懸濁重合法では、重合前に重合性単量体を水系媒体中にトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させることが必要である。すなわち、重合性単量体の大きな油滴に対して、ホモミキサーやホモジナイザーなどによる機械的な剪断を繰り返して、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくすることとなるが、このような機械的な剪断による方法では、得られる油滴の個数粒度分布は広いものとなり、従って、これを重合してなるトナーの粒度分布も広いものとなる。このために分級操作が必須となる。 In particular, when a toner is produced by a suspension polymerization method, a classification operation is indispensable in order to make the number variation coefficient in the number particle size distribution 27% or less. In the suspension polymerization method, it is necessary to disperse a polymerizable monomer in an oil droplet having a desired size as a toner in an aqueous medium before polymerization. That is, mechanical shearing with a homomixer or homogenizer is repeated for large oil droplets of a polymerizable monomer to reduce the oil droplets to the size of toner particles. In the method using shearing, the number particle size distribution of the obtained oil droplets is wide, and therefore the particle size distribution of the toner obtained by polymerizing the oil droplets is also wide. For this reason, classification operation is essential.
本発明の角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、具体的には以下のトナー粒子を角がないトナー粒子という。すなわち、図10(a)、(b)、(c)に示すように、トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。 The toner particles having no corners of the present invention refer to toner particles that substantially do not have projections that concentrate electric charges or projections that easily wear due to stress. Toner particles without toner. That is, as shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, a circle having a major axis of the toner particle L and a radius R of L / 10 is in contact with the toner particle peripheral line at one point. On the other hand, when the inside is rolled, the case where the circle does not substantially protrude outside the toner is referred to as toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
角がないトナーの測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行った。 The measurement of toner without corners was performed as follows. First, an enlarged photograph of the toner particles is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement was performed on 100 toner particles.
本発明のトナーにおいて、角がないトナー粒子の割合は50個数%以上であり、好ましくは70個数%以上である。角がないトナー粒子の割合が50個数%以上であることにより、現像剤搬送部材などとのストレスにより微細な粒子の発生などがおこりにくくなり、いわゆる現像剤搬送部材表面に対する付着性の過度なトナーの存在を防止することができるとともに、現像剤搬送部材に対する汚染を抑制することができ、帯電量もシャープにすることができる。また、摩耗、破断しやすいトナー粒子および電荷の集中する部分を有するトナー粒子が減少することとなり、帯電量分布がシャープとなって、帯電性も安定し、良好な画質を長期にわたって形成できる。 In the toner of the present invention, the proportion of toner particles having no corners is 50% by number or more, preferably 70% by number or more. When the ratio of toner particles having no corners is 50% by number or more, generation of fine particles is less likely to occur due to stress with the developer conveying member, and the toner having excessive adhesion to the surface of the developer conveying member. In addition, the contamination of the developer conveying member can be suppressed, and the charge amount can be sharpened. In addition, toner particles that easily wear and break and toner particles having a portion where charges are concentrated are reduced, the charge amount distribution becomes sharp, the chargeability is stable, and good image quality can be formed over a long period of time.
角がないトナーを得る方法は特に限定されるものではない。例えば、形状係数を制御する方法として前述したように、トナー粒子を熱気流中に噴霧する方法、またはトナー粒子を気相中において衝撃力による機械的エネルギーを繰り返して付与する方法、あるいはトナーを溶解しない溶媒中に添加し、旋回流を付与することによって得ることができる。 A method for obtaining toner having no corners is not particularly limited. For example, as described above as a method for controlling the shape factor, a method in which toner particles are sprayed into a hot air stream, a method in which toner particles are repeatedly applied with mechanical energy by impact force in a gas phase, or a toner is dissolved. It can be obtained by adding in a solvent that does not, and applying a swirling flow.
又、樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角がないトナーが得られる。これらの条件は、樹脂粒子の物性により変わるものであるが、例えば、樹脂粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成できる。 Further, in the polymerization toner formed by associating or fusing the resin particles, the fusing particle surface has many irregularities at the fusing stop stage, and the surface is not smooth, but the temperature in the shape control step, By making the conditions such as the number of revolutions of the stirring blade and the stirring time appropriate, a toner having no corners can be obtained. These conditions vary depending on the physical properties of the resin particles. For example, by setting the rotational speed to be higher than the glass transition temperature of the resin particles, the toner can be formed with a smooth surface and no corners.
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜8μmのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。 The toner of the present invention preferably has a number average particle diameter of 3 to 8 μm. When the toner particles are formed by a polymerization method, the particle size can be controlled by the concentration of the aggregating agent, the amount of the organic solvent added, the fusing time, and further the composition of the polymer itself.
個数平均粒径が3〜8μmであることにより、定着工程において、現像剤搬送部材に対する付着性の過度なトナーや付着力の低いトナー等の存在を少なくすることができ、現像性を長期に渡って安定化することができるとともに、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。 When the number average particle diameter is 3 to 8 μm, it is possible to reduce the presence of toner having excessive adhesion to the developer conveying member or toner having low adhesion force in the fixing process, and developability over a long period of time. And the transfer efficiency is increased, the image quality of halftone is improved, and the image quality of fine lines and dots is improved.
本発明のトナーとしては、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m1)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m2)との和(M)が70%以上であるトナーであることが好ましい。相対度数(m1)と相対度数(m2)との和(M)が70%以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制することができる。 As the toner of the present invention, when the particle size of the toner particle is D (μm), the natural logarithm lnD is taken on the horizontal axis, and the number-based particle size distribution is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. In the histogram shown, the sum (M) of the relative frequency (m1) of the toner particles included in the most frequent class and the relative frequency (m2) of the toner particles included in the next most frequent class after the most frequent class is 70. % Of the toner is preferable. When the sum (M) of the relative frequency (m1) and the relative frequency (m2) is 70% or more, the dispersion of the particle size distribution of the toner particles becomes narrow. Therefore, selective development can be performed by using the toner in the image forming process. Can be reliably suppressed.
本発明において、前記の個数基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数lnD(D:個々のトナー粒子の粒径)を0.23間隔で複数の階級(0〜0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜1.38:1.38〜1.61:1.61〜1.84:1.84〜2.07:2.07〜2.30:2.30〜2.53:2.53〜2.76・・・)に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作成されたものである。 In the present invention, the histogram showing the particle size distribution based on the number is a natural logarithm lnD (D: particle size of individual toner particles) having a plurality of classes (0 to 0.23: 0.23) at intervals of 0.23. 0.46: 0.46-0.69: 0.69-0.92: 0.92-1.15: 1.15-1.38: 1.38-1.61: 1.61-1. 84: 1.84 to 2.07: 2.07 to 2.30: 2.30 to 2.53: 2.53 to 2.76, and so on). This histogram was created by transferring the particle size data of the sample measured by the Coulter Multisizer to the computer via the I / O unit according to the following conditions and using the particle size distribution analysis program in the computer. is there.
測定条件
(1)アパーチャー:100μm
(2)サンプル調製法:電解液〔ISOTON R−11(コールターサイエンティフィックジャパン社製)〕50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加えて攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。
Measurement conditions (1) Aperture: 100 μm
(2) Sample preparation method: Electrolyte [ISOTON R-11 (manufactured by Coulter Scientific Japan)] 50-100 ml, an appropriate amount of a surfactant (neutral detergent) is added and stirred, and 10-20 mg of a measurement sample is added thereto. Add This system is prepared by dispersing for 1 minute with an ultrasonic disperser.
又、本発明のトナーでは、外添剤として無機微粒子や有機微粒子などの微粒子を添加して使用することでより効果を発揮することができる。この理由としては、外添剤の埋没や脱離を効果的に抑制することができるため、その効果が顕著にでるものと推定される。 In addition, the toner of the present invention can be more effective by adding and using fine particles such as inorganic fine particles and organic fine particles as external additives. The reason for this is presumed that the effect can be conspicuous because the burying and detachment of the external additive can be effectively suppressed.
この無機微粒子としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の無機酸化物粒子の使用が好ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理の程度としては特に限定されるものでは無いが、メタノールウェッタビリティーとして40〜95のものが好ましい。メタノールウェッタビリティーとは、メタノールに対する濡れ性を評価するものである。この方法は、内容量200mlのビーカー中に入れた蒸留水50mlに、測定対象の無機微粒子を0.2g秤量し添加する。メタノールを先端が液体中に浸せきされているビュレットから、ゆっくり撹拌した状態で無機微粒子の全体が濡れるまでゆっくり滴下する。この無機微粒子を完全に濡らすために必要なメタノールの量をa(ml)とした場合に、下記式により疎水化度が算出される。 As the inorganic fine particles, inorganic oxide particles such as silica, titania, and alumina are preferably used, and these inorganic fine particles are preferably hydrophobized with a silane coupling agent or a titanium coupling agent. The degree of the hydrophobizing treatment is not particularly limited, but a methanol wettability of 40 to 95 is preferable. Methanol wettability is an evaluation of wettability to methanol. In this method, 0.2 g of inorganic fine particles to be measured is weighed and added to 50 ml of distilled water in a 200 ml beaker. Methanol is slowly dropped from a burette whose tip is immersed in a liquid, with slow stirring until the entire inorganic fine particles are wet. When the amount of methanol necessary to completely wet the inorganic fine particles is a (ml), the degree of hydrophobicity is calculated by the following formula.
疎水化度=(a/(a+50))×100
この外添剤の添加量としては、トナー中に0.1〜5.0質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
Hydrophobicity = (a / (a + 50)) × 100
The addition amount of the external additive is 0.1 to 5.0% by mass, preferably 0.5 to 4.0% by mass in the toner. In addition, various external additives may be used in combination.
次に、本発明に係わる数値について、従来知られているトナーの数値を説明する。この数値は製造方法により異なるものである。 Next, as for numerical values according to the present invention, conventionally known numerical values of toner will be described. This value varies depending on the manufacturing method.
粉砕法トナーの場合、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合は60個数%程度である。このものの形状係数の変動係数は20%程度である。また、粉砕法では破砕を繰り返しながら粒径を小さくするために、トナー粒子に角部分が多くなり、角がないトナー粒子の割合は30個数%以下である。従って、形状を揃えて、角部分がなく、丸みのあるトナーを得ようとする場合には、形状係数を制御する方法として前記した様に熱等により球形化する処理が必要となる。また、個数粒度分布における個数変動係数は、粉砕後の分級操作が1回である場合には、30%程度であり、個数変動係数を27%以下とするためには、さらに分級操作を繰り返す必要がある。 In the case of pulverized toner, the proportion of toner particles having a shape factor of 1.2 to 1.6 is about 60% by number. The variation coefficient of the shape factor of this is about 20%. Further, in the pulverization method, in order to reduce the particle size while repeating the crushing, the toner particles have more corners, and the proportion of toner particles without corners is 30% by number or less. Therefore, in order to obtain a rounded toner with uniform shapes and no corners, a process for spheroidizing with heat or the like as described above is required as a method for controlling the shape factor. In addition, the number variation coefficient in the number particle size distribution is about 30% when the classification operation after pulverization is one time, and in order to make the number variation coefficient 27% or less, it is necessary to repeat the classification operation. There is.
懸濁重合法によるトナーの場合、従来は層流中において重合されるため、ほぼ真球状のトナー粒子が得られ、例えば特開昭56−130762号公報に記載されたトナーでは、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合が20個数%程度となり、また形状係数の変動係数も18%程度となり、更に角がないトナー粒子の割合も85個数%程度となる。また、個数粒度分布における個数変動係数を制御する方法に前記した様に、重合性単量体の大きな油滴に対して、機械的な剪断を繰り返して、トナー粒子程度の大きさまで油滴を小さくするため、油滴径の分布は広くなり、従って得られるトナーの粒度分布は広く、個数変動係数は32%程度と大きいものであり、個数変動係数を小さくするためには上記公報記載の技術に基づいてトナーを作製するのであれば分級操作が必要である。 In the case of a toner by suspension polymerization, since it is conventionally polymerized in a laminar flow, substantially spherical toner particles are obtained. For example, in the toner described in JP-A-56-130762, the shape factor is 1 The ratio of toner particles having a diameter of 2 to 1.6 is about 20% by number, the coefficient of variation of the shape factor is about 18%, and the ratio of toner particles without corners is about 85% by number. In addition, as described above in the method for controlling the number variation coefficient in the number particle size distribution, mechanical shearing is repeatedly performed on large oil droplets of the polymerizable monomer to reduce the oil droplets to the size of toner particles. Therefore, the distribution of the oil droplet diameter is widened, and therefore, the particle size distribution of the obtained toner is wide and the number variation coefficient is as large as about 32%. To reduce the number variation coefficient, the technique described in the above publication is used. If the toner is produced based on the classification, a classification operation is required.
樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、例えば特開昭63−186253号公報に記載されたトナーでは、形状係数が1.2〜1.6であるトナー粒子の割合は60個数%程度であり、また形状係数の変動係数は18%程度であり、更に角がないトナー粒子の割合も44個数%程度である。さらに、トナーの粒度分布は広く、個数変動係数は30%であり、個数変動係数を小さくするためには分級操作が必要である。 In the polymerization method toner formed by associating or fusing resin particles, for example, in the toner described in JP-A-63-186253, the ratio of toner particles having a shape factor of 1.2 to 1.6 Is about 60% by number, the coefficient of variation of the shape factor is about 18%, and the proportion of toner particles without corners is about 44% by number. Further, the particle size distribution of the toner is wide, the number variation coefficient is 30%, and classification operation is necessary to reduce the number variation coefficient.
本発明のトナーが使用できる現像方式を下記に示す。 The developing methods in which the toner of the present invention can be used are shown below.
本発明の画像形成装置に用いる現像装置について説明する。本発明に用いる現像装置は、トナー搬送部材、トナー層規制部材及びトナー補給補助部材を備え、且つトナー補給補助部材とトナー搬送部材、及びトナー層規制部材とトナー搬送部材がそれぞれ当接している装置である。その装置を使用して薄層化させた非磁性トナーを静電潜像形成体表面に供給して潜像を現像する方式である。 A developing device used in the image forming apparatus of the present invention will be described. The developing device used in the present invention includes a toner conveying member, a toner layer regulating member, and a toner replenishing auxiliary member, and the toner replenishing auxiliary member and the toner conveying member, and the toner layer regulating member and the toner conveying member are in contact with each other. It is. In this system, the non-magnetic toner thinned using the apparatus is supplied to the surface of the electrostatic latent image forming body to develop the latent image.
トナー搬送部材は非磁性一成分トナーを静電潜像形成体に供給するものである。このものは弾性を有する部材であることが、静電潜像形成体に接触させた状態でその弾性によって充分な現像領域を確保するために好ましい。 The toner conveying member supplies non-magnetic one-component toner to the electrostatic latent image forming body. This member is preferably a member having elasticity in order to ensure a sufficient development region by its elasticity in a state where it is in contact with the electrostatic latent image forming body.
本発明において、トナー搬送部材にはウレタンゴム、シリコーンゴムのローラーや、ニッケルの無端ベルト状部材の内部にスポンジローラーを内包したもの等を使用することができる。 In the present invention, a roller of urethane rubber or silicone rubber, a nickel endless belt-like member including a sponge roller, or the like can be used as the toner conveying member.
トナー層規制部材はトナー搬送部材に対してトナーを均一に塗布するとともに摩擦帯電を付与する機能を有するものである。このものは、ウレタンゴム、金属板等の弾性体が用いられ、これをトナー搬送部材に当接してトナーの薄層をトナー搬送部材上に形成する。薄層化された層とは現像領域にてトナーが最大で10層、好ましくは5層以下重なって形成される層である。なお、トナー層規制部材はトナー搬送部材に対して0.1N/cmから5.0N/cmの圧力で当接されていることが好ましい。さらに好ましくは0.2〜4.0N/cmである。この圧力が0.1N/cm未満の場合にはトナー搬送が不均一となり、搬送ムラを発生しやすくなり、画像に白スジがでる問題を発生しやすい。また、トナー搬送部材は10〜50mmの径を有するものが好ましい。 The toner layer regulating member has a function of uniformly applying toner to the toner conveying member and imparting frictional charging. In this case, an elastic body such as urethane rubber or a metal plate is used, and a thin layer of toner is formed on the toner conveying member by contacting the elastic body with the toner conveying member. The thinned layer is a layer formed by overlapping a maximum of 10 toner layers, preferably 5 layers or less, in the development region. The toner layer regulating member is preferably in contact with the toner conveying member at a pressure of 0.1 N / cm to 5.0 N / cm. More preferably, it is 0.2-4.0 N / cm. When this pressure is less than 0.1 N / cm, toner conveyance is non-uniform, uneven conveyance is likely to occur, and white streaks are likely to occur on the image. The toner conveying member preferably has a diameter of 10 to 50 mm.
トナー補給補助部材はトナー搬送部材に対してトナーを安定に供給するためのユニットである。このものとしては、撹拌羽根の付いた水車状のローラーあるいはスポンジ状のローラーを使用することができる。このものはトナー搬送部材に対して直径が0.2倍から1.5倍の範囲のものが好ましい。この径が小さすぎるとトナーの供給が不十分となり、また大きすぎる場合には供給過多となりいずれもトナー供給が安定化せず、スジ状の画像不良を引き起こしやすい。 The toner replenishing auxiliary member is a unit for stably supplying toner to the toner conveying member. As this, a water wheel-like roller with a stirring blade or a sponge-like roller can be used. This preferably has a diameter in the range of 0.2 to 1.5 times that of the toner conveying member. If the diameter is too small, the toner supply is insufficient, and if it is too large, the toner supply is excessive, and the toner supply is not stabilized, and streaky image defects are likely to occur.
又、静電潜像形成体とは代表的には電子写真感光体である。具体的にはセレンや砒素セレンなどの無機感光体や、アモルファスシリコン感光体、有機感光体をあげることができる。特に好ましいものは、有機感光体であり電荷輸送層と電荷発生層を積層構造としたものが好ましい。 The electrostatic latent image forming member is typically an electrophotographic photosensitive member. Specific examples include inorganic photoreceptors such as selenium and arsenic selenium, amorphous silicon photoreceptors, and organic photoreceptors. Particularly preferred is an organic photoreceptor having a laminated structure of a charge transport layer and a charge generation layer.
以下、本発明の画像形成方法の現像装置について具体的に説明する。 Hereinafter, the developing device of the image forming method of the present invention will be specifically described.
次に図11は本発明の画像形成方法の現像装置の概要断面図である。 Next, FIG. 11 is a schematic sectional view of the developing device of the image forming method of the present invention.
図11においてトナータンク17に内蔵された非磁性一成分トナー16は、トナー補給補助部材としての撹拌羽根15により、同じくトナー補給補助部材としてのスポンジローラー14上に強制的に搬送供給される。こうしてスポンジローラー上に組込まれたトナーはこのローラー14の矢印方向の回転によりトナー搬送部材としてのゴムローラー12上に搬送され、このローラー12との摩擦によりその表面に静電的、且つ物理的に吸着される。一方、こうしてゴムローラー12上に付着したトナーはこのローラー12の矢印方向の回転及びトナー層厚規制部材としてのスチール製弾性ブレード13により均一に薄層化されると共に摩擦帯電する。次にゴムローラー12上のトナー薄層は静電潜像担持体としての電子写真感光体ドラム11の表面と接触または近接により潜像が現像される。
In FIG. 11, the non-magnetic one-
なお本発明方法で用いられる現像装置は図11のものに限定されないことは勿論である。 Needless to say, the developing device used in the method of the present invention is not limited to that shown in FIG.
本発明に使用される好適な定着方法としては、いわゆる接触加熱方式をあげることができる。特に、接触加熱方式として、熱圧定着方式、さらには熱ローラー定着方式および固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式をあげることができる。 A preferred fixing method used in the present invention is a so-called contact heating method. In particular, examples of the contact heating method include a heat pressure fixing method, a heat roller fixing method, and a pressure heating fixing method in which fixing is performed by a rotating pressure member including a fixedly arranged heating body.
熱ロール定着方式では、多くの場合表面にテトラフルオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダー内部に熱源を有する上ローラーとシリコーンゴム等で形成された下ローラーとから形成されている。熱源としては、線状のヒーターを有し、上ローラーの表面温度を120〜200℃程度に加熱するものが代表例である。定着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力を加え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成する。ニップ幅としては1〜10mm、好ましくは1.5〜7mmである。定着線速は40mm/sec〜600mm/secが好ましい。ニップが狭い場合には熱を均一にトナーに付与することができなくなり、定着のムラを発生する。一方でニップ幅が広い場合には樹脂の溶融が促進され、定着オフセットが過多となる問題を発生する。 In the hot roll fixing method, in many cases, an upper roller having a heat source inside a metal cylinder composed of iron, aluminum or the like whose surface is coated with tetrafluoroethylene or polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinyl ether copolymers, etc. And a lower roller made of silicone rubber or the like. A typical example of the heat source is one having a linear heater and heating the surface temperature of the upper roller to about 120 to 200 ° C. In the fixing unit, pressure is applied between the upper roller and the lower roller to deform the lower roller to form a so-called nip. The nip width is 1 to 10 mm, preferably 1.5 to 7 mm. The fixing linear velocity is preferably 40 mm / sec to 600 mm / sec. If the nip is narrow, heat cannot be uniformly applied to the toner, and uneven fixing occurs. On the other hand, when the nip width is wide, the melting of the resin is promoted, and the problem of excessive fixing offset occurs.
定着クリーニングの機構を付与して使用してもよい。この方式としてはシリコーンオイルを定着の上ローラーあるいはフィルムに供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド、ローラー、ウェッブ等でクリーニングする方法が使用できる。 A fixing cleaning mechanism may be provided for use. As this method, a method of supplying silicone oil to the upper roller or film for fixing, or a method of cleaning with a pad, roller, web or the like impregnated with silicone oil can be used.
次に、本発明で用いられる固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する方式について説明する。 Next, a method for fixing by a rotating pressure member including a fixedly arranged heating body used in the present invention will be described.
この定着方式は、固定配置された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、且つフィルムを介して記録材を加熱体に密着させる加圧部材とにより圧接加熱定着する方式である。 This fixing method is a method in which pressure fixing is performed by a fixedly arranged heating body and a pressure member that is in pressure-contact with the heating body and that closely contacts the recording material with the heating body through a film.
この圧接加熱定着器は、加熱体が従来の加熱ローラーに比べて熱容量が小さく、記録材の通過方向と直角方向にライン状の加熱部を有するものであり、通常加熱部の最高温度は100〜300℃である。 In this press-contact fixing device, the heating body has a smaller heat capacity than a conventional heating roller, and has a line-shaped heating section in a direction perpendicular to the passing direction of the recording material. 300 ° C.
尚、圧接加熱定着とは、通常よく用いられるごとく加熱部材と加圧部材の間を、未定着トナーをした記録材を通す方式等、加熱源に未定着トナー像を押し当てて定着する方法である。こうすることにより加熱が迅速に行われるため、定着の高速化が可能となるが、温度制御が難しく、加熱源表面部分等の未定着トナーを直接圧接される部分に、トナーが付着残留したいわゆるトナーオフセットが起こりやすく、また記録材が定着器に巻き付きを起こす等の故障も起こしやすいという問題点もある。 Note that pressure contact fixing is a method in which an unfixed toner image is pressed against a heating source, such as a method in which a recording material with unfixed toner is passed between a heating member and a pressure member, as is usually used. is there. In this way, since heating is performed quickly, the fixing speed can be increased. However, temperature control is difficult, and the toner remains attached to a portion directly pressed against unfixed toner such as a surface portion of the heating source. There are also problems that toner offset is likely to occur, and that the recording material is likely to break down such as winding around the fixing device.
次に実施例にて本発明の態様を説明するが、無論本発明はこの態様に限定されるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is of course not limited to these embodiments.
(トナー製造例1:乳化重合会合法の例)
n−ドデシル硫酸ナトリウム0.90kgと純水10.0Lを入れ攪拌溶解する。この溶液に、リーガル330R(キャボット社製カーボンブラック)1.20kgを徐々に加え、1時間よく攪拌した後に、サンドグラインダー(媒体型分散機)を用いて、20時間連続分散した。このものを「着色剤分散液1」とする。また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.055kgとイオン交換水4.0Lからなる溶液を「アニオン界面活性剤溶液A」とする。
(Toner Production Example 1: Example of emulsion polymerization association method)
Add 0.90 kg of sodium n-dodecyl sulfate and 10.0 L of pure water and dissolve with stirring. To this solution, 1.20 kg of Legal 330R (Cabot Black Carbon Black) was gradually added and stirred well for 1 hour, followed by continuous dispersion for 20 hours using a sand grinder (medium disperser). This is referred to as “
ノニルフェノールポリエチレンオキサイド10モル付加物0.014kgとイオン交換水4.0Lからなる溶液を「ノニオン界面活性剤溶液B」とする。過硫酸カリウム223.8gをイオン交換水12.0Lに溶解した溶液を「開始剤溶液C」とする。 A solution composed of 0.014 kg of nonylphenol polyethylene oxide 10 mol adduct and 4.0 L of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution B”. A solution obtained by dissolving 223.8 g of potassium persulfate in 12.0 L of ion-exchanged water is referred to as “initiator solution C”.
温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた100LのGL(グラスライニング)反応釜に、WAXエマルジョン(数平均分子量3000のポリプロピレンエマルジョン:数平均一次粒子径=120nm/固形分濃度=29.9%)3.41kgと「アニオン界面活性剤溶液A」全量と「ノニオン界面活性剤溶液B」全量とを入れ、攪拌を開始する。攪拌翼の構成は図9の構成とした。この攪拌翼の角度及び全体の大きさについては別表に示した。次いで、イオン交換水44.0Lを加える。 To a 100 L GL (glass lining) reaction kettle equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introducing device, a WAX emulsion (a polypropylene emulsion having a number average molecular weight of 3000: number average primary particle size = 120 nm / solid content concentration = 29.9%) ) Put 3.41 kg, the total amount of “anionic surfactant solution A” and the total amount of “nonionic surfactant solution B”, and start stirring. The configuration of the stirring blade was the configuration shown in FIG. The angle and overall size of the stirring blade are shown in the attached table. Then, 44.0 L of ion exchange water is added.
加熱を開始し、液温度が75℃になったところで、「開始剤溶液C」全量を滴下して加えた。その後、液温度を75℃±1℃に制御しながら、スチレン12.1kgとアクリル酸n−ブチル2.88kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン548gとを滴下しながら投入する。滴下終了後、液温度を80℃±1℃に上げて、6時間加熱攪拌を行った。ついで、液温度を40℃以下に冷却し攪拌を停止し、ポールフィルターで濾過し、これを「ラテックス1−A」とする。 Heating was started and when the liquid temperature reached 75 ° C., the entire amount of “Initiator Solution C” was added dropwise. Thereafter, while controlling the liquid temperature to 75 ° C. ± 1 ° C., 12.1 kg of styrene, 2.88 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid, and 548 g of t-dodecyl mercaptan are added dropwise. After completion of the dropwise addition, the liquid temperature was raised to 80 ° C. ± 1 ° C. and stirring was performed for 6 hours. Next, the liquid temperature is cooled to 40 ° C. or lower, stirring is stopped, and the mixture is filtered through a pole filter, which is designated as “Latex 1-A”.
なお、ラテックス1−A中の樹脂粒子のガラス転移温度は57℃、軟化点は121℃、分子量分布は、重量平均分子量=1.27万、質量平均粒径は120nmであった。 The glass transition temperature of the resin particles in the latex 1-A was 57 ° C., the softening point was 121 ° C., the molecular weight distribution was weight average molecular weight = 17,000, and the mass average particle size was 120 nm.
また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.055kgをイオン交換純水4.0Lに溶解した溶液を「アニオン界面活性剤溶液D」とする。また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド10モル付加物0.014kgをイオン交換水4.0Lに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液E」とする。 A solution obtained by dissolving 0.055 kg of sodium dodecylbenzenesulfonate in 4.0 L of ion-exchanged pure water is referred to as “anionic surfactant solution D”. Further, a solution obtained by dissolving 0.014 kg of nonylphenol polyethylene oxide 10 mol adduct in 4.0 L of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution E”.
過硫酸カリウム(関東化学社製)200.7gをイオン交換水12.0Lに溶解した溶液を「開始剤溶液F」とする。 A solution obtained by dissolving 200.7 g of potassium persulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) in 12.0 L of ion-exchanged water is referred to as “initiator solution F”.
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルを付けた100LのGL反応釜の攪拌翼の構成は図4(a)に、WAXエマルジョン(数平均分子量3000のポリプロピレンエマルジョン:数平均一次粒子径=120nm/固形分濃度 29.9%)3.41kgと「アニオン界面活性剤溶液D」全量と「ノニオン界面活性剤溶液E」全量とを入れ、攪拌を開始する。次いで、イオン交換水44.0Lを投入する。加熱を開始し、液温度が70℃になったところで、「開始剤溶液F」を添加する。ついで、スチレン11.0kgとアクリル酸n−ブチル4.00kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン9.02gとをあらかじめ混合した溶液を滴下する。滴下終了後、液温度を72℃±2℃に制御して、6時間加熱攪拌を行った。さらに、液温度を80℃±2℃に上げて、12時間加熱攪拌を行った。液温度を40℃以下に冷却し攪拌を停止する。ポールフィルターで濾過し、この濾液を「ラテックス1−B」とした。 The structure of the stirring blade of a 100 L GL reaction kettle equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introducing device, and a comb-shaped baffle is shown in FIG. 4A, WAX emulsion (polypropylene emulsion having a number average molecular weight of 3000: number average primary particle size = 120 nm / solid content concentration 29.9%) 3.41 kg, the total amount of “anionic surfactant solution D” and the total amount of “nonionic surfactant solution E” are added, and stirring is started. Next, 44.0 L of ion exchange water is added. Heating is started, and when the liquid temperature reaches 70 ° C., “initiator solution F” is added. Next, a solution prepared by previously mixing 11.0 kg of styrene, 4.00 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid, and 9.02 g of t-dodecyl mercaptan is dropped. After completion of the dropwise addition, the liquid temperature was controlled at 72 ° C. ± 2 ° C., and the mixture was heated and stirred for 6 hours. Furthermore, the liquid temperature was raised to 80 ° C. ± 2 ° C., and the mixture was heated and stirred for 12 hours. The liquid temperature is cooled to 40 ° C. or lower and stirring is stopped. It filtered with the pole filter and this filtrate was set to "latex 1-B."
なお、ラテックス1−B中の樹脂粒子のガラス転移温度は58℃、軟化点は132℃、分子量分布は、重量平均分子量=24.5万、質量平均粒径は110nmであった。 The glass transition temperature of the resin particles in the latex 1-B was 58 ° C., the softening point was 132 ° C., the molecular weight distribution was weight average molecular weight = 245,000, and the mass average particle size was 110 nm.
塩析剤としての塩化ナトリウム5.36kgをイオン交換水20.0Lに溶解した溶液を「塩化ナトリウム溶液G」とする。 A solution obtained by dissolving 5.36 kg of sodium chloride as a salting-out agent in 20.0 L of ion-exchanged water is referred to as “sodium chloride solution G”.
フッ素系ノニオン界面活性剤1.00gをイオン交換水1.00Lに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液H」とする。 A solution obtained by dissolving 1.00 g of a fluorine-based nonionic surfactant in 1.00 L of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution H”.
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、粒径および形状のモニタリング装置を付けた100LのSUS反応釜(攪拌翼の構成は図4(a))に、上記で作製したラテックス1−A=20.0kgとラテックス1−B=5.2kgと着色剤分散液1=0.4kgとイオン交換水20.0kgとを入れ攪拌する。ついで、40℃に加温し、塩化ナトリウム溶液G、イソプロパノール(関東化学社製)6.00kg、ノニオン界面活性剤溶液Hをこの順に添加する。その後、10分間放置した後に、昇温を開始し、液温度85℃まで60分で昇温し、85±2℃にて0.5〜3時間加熱攪拌して塩析/融着させながら粒径成長させる。次に純水2.1Lを添加して粒径成長を停止する。
In a 100 L SUS reaction kettle equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introduction device, and a particle size and shape monitoring device (the configuration of the stirring blade is FIG. 4A), the latex 1-A = 20. 0 kg, latex 1-B = 5.2 kg,
温度センサー、冷却管、粒径および形状のモニタリング装置を付けた5Lの反応容器(攪拌翼の構成は図9)に、上記で作製した融着粒子分散液5.0kgを入れ、液温度85℃±2℃にて、0.5〜15時間加熱攪拌して形状制御した。その後、40℃以下に冷却し攪拌を停止する。次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、目開き45μmの篩いで濾過し、この濾液を会合液1とする。ついで、ヌッチェを用いて、会合液1よりウェットケーキ状の非球形状粒子を濾取した。その後、イオン交換水により洗浄した。
In a 5 L reaction vessel equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a particle size and shape monitoring device (the configuration of the stirring blade is FIG. 9), 5.0 kg of the fused particle dispersion prepared above was placed, and the liquid temperature was 85 ° C. The shape was controlled by heating and stirring at ± 2 ° C. for 0.5 to 15 hours. Then, it cools to 40 degrees C or less and stops stirring. Next, using a centrifugal separator, classification is performed in the liquid by a centrifugal sedimentation method, followed by filtration with a sieve having an opening of 45 μm. Subsequently, wet cake-like non-spherical particles were collected from the
この非球形状粒子をフラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度60℃にて乾燥させ、ついで流動層乾燥機を用いて60℃の温度で乾燥させた。得られた着色粒子の100質量部に、シリカ微粒子1質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して乳化重合会合法によるトナーを得た。 The non-spherical particles were dried at a suction air temperature of 60 ° C. using a flash jet dryer and then dried at a temperature of 60 ° C. using a fluidized bed dryer. To 100 parts by mass of the obtained colored particles, 1 part by mass of silica fine particles was externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a toner by an emulsion polymerization association method.
前記塩析/融着段階および形状制御工程のモニタリングにおいて、攪拌回転数、および加熱時間を制御することにより、形状および形状係数の変動係数を制御し、さらに液中分級により、粒径および粒度分布の変動係数を任意に調整して、表1〜3に示すトナー1〜50を得た。
In the monitoring of the salting-out / fusion stage and the shape control process, by controlling the number of revolutions of stirring and the heating time, the coefficient of variation of the shape and the shape factor is controlled, and further the particle size and particle size distribution by subclassification in the liquid. Were arbitrarily adjusted to obtain
(トナー製造例2:乳化重合会合法の例)
トナー製造例1において、着色剤をカーボンブラックの代わりにベンジジン系イエロー顔料を1.05kg使用した他は同様にして、表3に示すトナー51〜59を得た。
(Toner production example 2: Example of emulsion polymerization association method)
Toner 51 to 59 shown in Table 3 were obtained in the same manner as in Toner Production Example 1 except that 1.05 kg of benzidine yellow pigment was used instead of carbon black as the colorant.
(トナー製造例3:乳化重合会合法の例)
トナー製造例1において、着色剤をカーボンブラックの代わりにキナクリドン系マゼンタ顔料を1.20kg使用した他は同様にして、表3〜4に示すトナー60〜68を得た。
(Toner production example 3: Example of emulsion polymerization association method)
Toners 60 to 68 shown in Tables 3 to 4 were obtained in the same manner as in Toner Production Example 1 except that 1.20 kg of quinacridone-based magenta pigment was used instead of carbon black.
(トナー製造例4:乳化重合会合法の例)
トナー製造例1において、着色剤をカーボンブラックの代わりにフタロシアニン系シアン顔料を0.60kg使用した他は同様にして、表4に示すトナー69〜77を得た。
(Toner Production Example 4: Example of Emulsion Polymerization Association Method)
Toners 69 to 77 shown in Table 4 were obtained in the same manner as in Toner Production Example 1, except that 0.60 kg of phthalocyanine cyan pigment was used instead of carbon black as the colorant.
(トナー製造例5:懸濁重合法の例)
スチレン165g、n−ブチルアクリレート35g、カーボンブラック10g、ジ−t−ブチルサリチル酸金属化合物2g、スチレン−メタクリル酸共重合体8g、パラフィンワックス(mp=70℃)20gを60℃に加温し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)にて12000rpmで均一に溶解、分散した、これに重合開始剤として2,2′−アゾビス(2,4−バレロニトリル)を10gを加えて溶解させ、重合性単量体組成物を調製した。ついで、イオン交換水710gに0.1M燐酸ナトリウム水溶液450gを加え、TKホモミキサーにて13000rpmで攪拌しながら1.0M塩化カルシウム68gを徐々に加え、燐酸三カルシウムを分散させた懸濁液を調製した。この懸濁液に上記重合性単量体組成物を添加し、TKホモミキサーにて10000rpmで20分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、攪拌翼の構成を図2とした反応装置を使用し、75〜95℃にて5〜15時間反応させた。塩酸により燐酸三カルシウムを溶解除去し、次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、ついで濾過、洗浄、乾燥させた。得られた着色粒子の100質量部に、シリカ微粒子1質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して懸濁重合法によるトナーを得た。
(Toner Production Example 5: Example of suspension polymerization method)
165 g of styrene, 35 g of n-butyl acrylate, 10 g of carbon black, 2 g of di-t-butyl salicylic acid metal compound, 8 g of styrene-methacrylic acid copolymer and 20 g of paraffin wax (mp = 70 ° C.) are heated to 60 ° C. A homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) was uniformly dissolved and dispersed at 12000 rpm. To this, 10 g of 2,2′-azobis (2,4-valeronitrile) was added as a polymerization initiator and dissolved, followed by polymerization. A functional monomer composition was prepared. Next, 450 g of 0.1 M sodium phosphate aqueous solution was added to 710 g of ion exchange water, and 68 g of 1.0 M calcium chloride was gradually added while stirring at 13,000 rpm with a TK homomixer to prepare a suspension in which tricalcium phosphate was dispersed. did. The polymerizable monomer composition was added to this suspension, and stirred at 10,000 rpm for 20 minutes with a TK homomixer to granulate the polymerizable monomer composition. Then, using the reaction apparatus which made the structure of the stirring blade the FIG. 2, it was made to react at 75-95 degreeC for 5 to 15 hours. Tricalcium phosphate was dissolved and removed with hydrochloric acid, and then classified in a liquid by centrifugal sedimentation using a centrifugal separator, and then filtered, washed and dried. To 100 parts by mass of the obtained colored particles, 1 part by mass of silica fine particles was externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a toner by suspension polymerization.
前記重合時にモニタリングを行い、液温度、攪拌回転数、および加熱時間を制御することにより、形状および形状係数の変動係数を制御し、さらに液中分級により、粒径および粒度分布の変動係数を任意に調整して、表4〜5に示すトナー78〜83を得た。 Monitoring is performed during the polymerization, and the variation coefficient of the shape and shape factor is controlled by controlling the liquid temperature, the number of rotations of stirring, and the heating time. Furthermore, the variation coefficient of the particle size and particle size distribution is arbitrarily determined by classification in the liquid. The toners 78 to 83 shown in Tables 4 to 5 were obtained.
(トナー製造例6:懸濁重合法の例)
トナー製造例5において、攪拌翼の構成を図9としたこと、および遠心分離機を用いた液中での分級を行わなかった他は同様にして、表5に示すトナー84を得た。
(Toner Production Example 6: Example of suspension polymerization method)
In Toner Production Example 5, a toner 84 shown in Table 5 was obtained in the same manner except that the configuration of the stirring blade was changed to that shown in FIG. 9 and that the classification in the liquid using a centrifuge was not performed.
(トナー製造例7:粉砕法の例)
スチレン−nブチルアクリレート共重合体樹脂100kgとカーボンブラック10kgとポリプロピレン4質量部とからなるトナー原材料をヘンシェルミキサーにより予備混合し、二軸押出機にて溶融混練し、ハンマーミルにて粗粉砕し、ジェット式粉砕機にて粉砕し、得られた粉体をスプレードライヤーの熱気流中に分散して(200〜300℃に0.05秒間)形状を調整した粒子を得た。この粒子を風力分級機にて目的の粒径分布となるまで繰り返し分級した。得られた着色粒子の100質量部に、シリカ微粒子1質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して粉砕法による表5に示すトナー85〜88を得た。
(Toner Production Example 7: Example of grinding method)
A toner raw material consisting of 100 kg of styrene-nbutyl acrylate copolymer resin, 10 kg of carbon black and 4 parts by mass of polypropylene is premixed with a Henschel mixer, melt kneaded with a twin screw extruder, and coarsely pulverized with a hammer mill. The resulting powder was pulverized by a jet pulverizer, and the obtained powder was dispersed in a hot air stream of a spray dryer (at 200 to 300 ° C. for 0.05 seconds) to obtain particles whose shape was adjusted. These particles were repeatedly classified with an air classifier until the desired particle size distribution was obtained. To 100 parts by mass of the obtained colored particles, 1 part by mass of silica fine particles was externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain toners 85 to 88 shown in Table 5 by a pulverization method.
この様にして、形状および形状係数の変動係数を制御し、さらに粒径および粒度分布の変動係数を調整した、下記の表1〜5に示すトナーを得た。 In this way, toners shown in Tables 1 to 5 below were obtained in which the variation coefficient of the shape and the shape factor was controlled and the variation coefficient of the particle size and the particle size distribution was adjusted.
評価
コニカ製デジタル複写機Konica7033を改造し、図11に示した現像装置を用いて画像形成した。
Evaluation A digital copying machine Konica 7033 manufactured by Konica was modified and an image was formed using the developing device shown in FIG.
現像部として、トナー搬送部材として25mmのシリコンゴムローラーからなるものを使用し、トナー補給補助部材の直径は20mmとした。また、トナー層規制部材としてはウレタンゴムからなるものを使用し、その当接圧力は0.6N/cmとした。コピー速度をA4、20枚/分(ppm)に改造して実写評価を実施した。感光体としては積層型有機感光体を使用した。又、感光体に残留する未転写トナーはブレードクリーニング方式でクリーニングする方法を採用した。 As the developing unit, a toner conveying member made of a 25 mm silicon rubber roller was used, and the diameter of the toner replenishing auxiliary member was 20 mm. The toner layer regulating member is made of urethane rubber, and the contact pressure is 0.6 N / cm. The copy speed was changed to A4, 20 sheets / minute (ppm), and a live-action evaluation was performed. As the photoconductor, a laminated organic photoconductor was used. Further, a method of cleaning the untransferred toner remaining on the photoreceptor by a blade cleaning method was adopted.
使用する記録材としては連量が55kgの用紙を使用し、縦方向に画像を形成した。 As a recording material to be used, a sheet having a continuous weight of 55 kg was used, and an image was formed in the vertical direction.
また、画像形成条件としては高温高湿環境(30℃、85%RH)にて画素率が5%の線画を使用し、50000枚の印字を1枚間欠方式の印字方法で実施した。初期と50000枚後の画像を評価した。画像は、べた黒、ハーフトーン画像、ベタ白画像を印字し、画像濃度、カブリ濃度、ハーフトーン画像のムラの有無を評価した。画像濃度はマクベス社製RD−918を使用し、絶対反射濃度を測定した。カブリ濃度は紙の反射濃度を「0」とした相対反射濃度で測定を行った。また、ハーフトーンの均一性は目視にて判断し、ハーフトーン画像の均一性を評価した。ランクを下記として評価した。 Further, as image forming conditions, a line drawing having a pixel rate of 5% was used in a high temperature and high humidity environment (30 ° C., 85% RH), and 50,000 sheets were printed by a single sheet intermittent printing method. The initial image and the image after 50000 sheets were evaluated. As the image, a solid black, a halftone image, and a solid white image were printed, and the image density, fog density, and presence / absence of unevenness of the halftone image were evaluated. For the image density, RD-918 manufactured by Macbeth Co. was used, and the absolute reflection density was measured. The fog density was measured at a relative reflection density where the reflection density of the paper was “0”. Further, the halftone uniformity was judged visually, and the uniformity of the halftone image was evaluated. The rank was evaluated as follows.
ランクA:ムラの無い均一な画像
ランクB:スジ状の薄いムラが存在
ランクC:スジ状の薄いムラが数本存在
ランクD:スジ状のはっきりしたムラが数本以上存在
定着器としては圧接方式の加熱定着器を採用した。構成は下記である。
Rank A: Uniform image without unevenness Rank B: Existence of thin uneven stripes Rank C: Existence of several thin uneven stripes Rank D: Existence of several uneven lines of unevenness Pressure contact as a fixing device A heat fixing device of the type was adopted. The configuration is as follows.
表面をテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆した直径30mmのヒーターを中央部に内蔵した円柱状の鉄からなる上ローラーを有し、表面が同様にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体で被覆したシリコーンゴムで構成された直径30mmの下ローラーを有している。線圧は8.0N/cmに設定され、ニップの幅は4.3mmとした。この定着器を使用して、印字の線速を250mm/secに設定した。定着の温度は上ロールの表面温度で制御し、185℃の設定温度とした。なお、定着装置のクリーニング機構としてポリジフェニルシリコーン(20℃の粘度が10Pa・sのもの)を含浸したウェッブ方式の供給方式を使用した。 It has an upper roller made of columnar iron with a 30 mm diameter heater coated in the center with a surface coated with a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, and the surface is similarly tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl ether It has a lower roller 30 mm in diameter composed of silicone rubber coated with a copolymer. The linear pressure was set to 8.0 N / cm, and the nip width was 4.3 mm. Using this fixing device, the linear speed of printing was set to 250 mm / sec. The fixing temperature was controlled by the surface temperature of the upper roll, and was set to a set temperature of 185 ° C. Note that a web-type supply system impregnated with polydiphenyl silicone (having a viscosity of 10 Pa · s at 20 ° C.) was used as a cleaning mechanism of the fixing device.
以上の様に、実施した画像形成によれば、本発明内の実施例においては、何れも実用化可能な特性を有することがわかる。しかし、本発明外の比較例においては、少なくとも何れかの特性に問題がある。 As described above, according to the image formation performed, it can be seen that all the examples in the present invention have characteristics that can be put into practical use. However, the comparative example outside the present invention has a problem in at least one of the characteristics.
1 熱交換用のジャケット
2 撹拌槽
3 回転軸
4 下段の撹拌翼
5 上段の撹拌翼
6 中孔部
11 静電潜像担持体(電子写真感光体ドラム)
12 トナー搬送部材(ゴムローラー)
13 トナー層厚規制部材(スチール製弾性ブレード)
14、15 トナー補給補助部材(撹拌羽根付きローラー及びスポンジローラー)
16 非磁性一成分トナー
17 トナータンク
DESCRIPTION OF
12 Toner conveying member (rubber roller)
13 Toner layer thickness regulating member (steel elastic blade)
14, 15 Toner replenishment auxiliary member (roller with stirring blade and sponge roller)
16 Non-magnetic one-
Claims (8)
(測定法)
トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
角がないトナーの測定は、先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行う。 The developing device is provided with a toner conveying member, a toner layer regulating member, and a toner replenishing auxiliary member, and is thinned using a developing device in which the toner replenishing auxiliary member and the toner conveying member are in contact with each other. In the non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method in which the non-magnetic toner is supplied to the surface of the electrostatic latent image forming body to develop the latent image, the toner polymerizes at least a polymerizable monomer in an aqueous medium. and made by associating the resulting resin particles in an aqueous medium, it is no angular toner particles 50% by number or more in the following measurement method, and wherein the number variation coefficient in the number particle size distribution is not more than 27% A non-magnetic one-component electrostatic latent image developing method.
(Measurement method)
When the inner diameter of the toner particle is a circle having a major axis L and L / 10 is a radius R, and the inner side of the toner particle is in contact with the inner circumference of the toner particle at one point, the circle is substantially outside the toner. The case where it does not start is called toner particles having no corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
To measure the toner having no corners, first, a photograph in which the toner particles are enlarged is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement is performed on 100 toner particles.
(測定法)(Measurement method)
トナー粒子の長径をL、L/10を半径Rとする円で、トナー粒子周囲線に対し1点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、全く円がトナーの外側に実質的にはみださない場合を角がないトナー粒子という。実質的にはみ出さない場合とは、はみ出す円が存在する突起が1箇所以下をいう。また、トナー粒子の長径とは、トナー粒子の平面上への投影像を2本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。When the inner diameter of the toner particle is a circle having a major axis L and L / 10 is a radius R, and the inner side of the toner particle is in contact with the inner circumference of the toner particle at one point, the circle is substantially outside the toner. The case where it does not start is called toner particles without corners. The case where it does not protrude substantially refers to one or less protrusions where the protruding circle exists. The major axis of the toner particles refers to the width of the particle that maximizes the interval between the parallel lines when the projected image of the toner particles on the plane is sandwiched between two parallel lines.
角がないトナーの測定は、先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して15,000倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を100個のトナー粒子について行う。 To measure the toner having no corners, first, a photograph in which the toner particles are enlarged is taken with a scanning electron microscope, and further enlarged to obtain a 15,000 times photographic image. The photographic image is then measured for the presence or absence of the corners. This measurement is performed on 100 toner particles.
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