JP4474054B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

Ｒ：Ｃ１〜Ｃ３のアルキル基
Ｒ'：アルキル、ハロゲン変性アルキル、フェニル、変性フェニル等のシリコーンオイル変性基
Ｒ''：Ｃ１〜Ｃ３のアルキル基又はアルコキシ基、例えばジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。
【００３４】
シリコーンオイル処理の方法は公知の技術が用いられ、例えばシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースシリカへシリコーンオイルを噴霧する方法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合した後、溶剤を除去して作製しても良い。
【００３５】
尚、本発明に用いられるシリカ微粒子のうち特に好ましいものは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能であるが表面及びシリカ微粒子の内部にあるシラノール基が少なく、またＮａ₂Ｏ，ＳＯ₃ ^2-等の製造残査のない乾式シリカの方が好ましい。
【００３６】
また、乾式シリカにおいては製造工程において例えば、塩化アルミニウム又は塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粒子を得ることも可能であり、それらも包含する。
【００３７】
本発明に用いられるシリカ微粒子は、必要に応じて、疎水化、摩擦帯電性の制御などの目的のために、シランカップリング剤、有機ケイ素化合物等の処理剤で処理されていても良く、その方法も公知の方法が用いられ、シリカ粒子と反応あるいは物理吸着する処理剤で処理される。
【００３８】
そのような処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、卜リメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、及び１分子当り２から１２個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ１個宛のＳｉに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。これらは１種あるいは２種以上の混合物で用いられる。
【００３９】
また、本発明においてはＢＥＴ比表面積が１．０乃至１５０ｍ²／ｇ、好ましくは１．０乃至１００ｍ²／ｇ、より好ましくは１．０乃至５０ｍ²／ｇのシリカ以外の無機微粒子を含有するトナーを使用することが一つの特徴としてあげられる。この理由は、タンデム系における高速転写において、スペーサー粒子として感光体ドラムとトナーの付着力を低減でき、且つトナーの帯電性を安定に保つことのできる無機微粒子が、耐久による転写性の悪化を抑える効果を有することによる。
【００４０】
無機微粒子の中でも、疎水化処理されたチタンやハイドロタルサイト類が好ましい。
【００４１】
特にハイドロタルサイト類としては、下記一般式（１）で示される化合物であることが好ましい。
【００４２】
【化３】

（但し、０＜〔Ｘ＝（ｘ１＋ｘ２＋…＋ｘｋ）〕≦０．５、Ｙ＝（ｙ１＋ｙ２＋…＋ｙｊ）＝１−Ｘ、ｊ及びｋは２以上の整数、Ｍ２，Ｍ３，…及びＭｊはＺｎ、Ｃａ、Ｂａ、Ｎｉ、Ｓｒ，Ｃｕ及びＦｅからなる群より選ばれるそれぞれ異なる金属、Ｌ２，Ｌ３…及びＬｋはＢ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＩｎからなる群より選ばれるそれぞれ異なる金属、Ａ^n-はｎ価のアニオン、ｍ≧０）
【００４３】
一般式（１）において２価金属及び３価金属が、以下の関係を満足するものがより好ましい。
ｙ１＞ｙ２＋…＋ｙｊ、より好ましくは、ｙ１＞１０×（ｙ２＋…＋ｙｊ）
ｘ１＞ｘ２＋…＋ｘｋ、より好ましくは、ｘ１＞１０×（ｘ２＋…＋ｘｋ）、特にはｘ１＞２０×（ｘ２＋…＋ｘｋ）
【００４４】
更に、０．９≦ｘ１＋ｙ１＜０．１を満足することが好ましく、０．９３０≦ｘ１＋ｙ１≦０．９９８を満足することが更に好ましい。
【００４５】
また、Ｍｇ以外の２価金属の含有量（原子比率）が、０．００１≦ｙ２＋…＋ｙｊ≦０．０５であることが好ましく、Ａｌ以外の３価金属の含有量（原子比率）が、０．０００３≦ｘ２＋…ｘｋ≦０．０２を満足することが好ましい。
【００４６】
Ｍｇ以外の２価金属及びＡｌ以外の３価金属を上記の様な範囲で含有している場合には、帯電安定性を改善するという本発明の効果が顕著なものとなる。Ｍｇ以外の２価金属及びＡｌ以外の３価金属の含有量が、上記範囲を超えるような場合には、帯電安定性に係る効果が減少し、上記範囲未満である場合には環境安定性及び放置安定性に関して、劣るものになり易い。
【００４７】
また、ハイドロタルサイト類化合物は、Ｍｇ以外の２価金属としてＣａを含有していることがより好ましく、３価金属としては、含有されているＢ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｇａの合計量が原子比率で０．０００３〜０．０２であることがより好ましい。
【００４８】
本発明に使用されるハイドロタルサイト類のＡ^n-（ｎ価のアニオン）としては、ＣＯ₃ ^2-、ＯＨ^-、Ｃｌ^-、Ｉ^-、Ｆ^-、Ｂｒ^-、ＳＯ₄ ^-、ＨＣＯ₃ ^-、ＣＨ₃ＣＯＯ^-、ＮＯ₃ ^-が例示され、単独或いは複数種存在していても構わない。
【００４９】
また、ハイドロタルサイト類化合物は、その分子内に水を有していることが好ましく、一般式（１）において、０．１＜ｍ＜０．６であることがより好ましい。
【００５０】
本発明に使用されるハイドロタルサイト類の比表面積は、１．０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは５．０〜２００ｍ²／ｇである。
【００５１】
本発明では、トナーの重量平均粒径が４〜８μｍで、４μｍ以下のトナー粒子が３〜２０個数％であることがより好ましい。
【００５２】
トナーの重量平均粒径が４μｍ未満である場合は、トナーの帯電が低湿環境下で過剰になり易く、潜像保持体へのトナー融着、ハーフトーン画像のがさつき、高温保管でのトナーボタ落ち等の問題が起こり易くなる。トナーの重量平均粒径が８μｍを超える場合は、再転写やカブリが起こり易くなる。
【００５３】
４μｍ以下のトナー粒子が３個数％未満である場合は、高湿環境下での微小ドットの再現性が低くなり易くなる。４μｍ以下のトナー粒子が２０個数％を超える場合は、トナーの帯電が低湿環境下で過剰になり易く、潜像保持体へのトナー融着、ハーフトーン画像のガサツキ等の問題が起こり易くなる。
【００５４】
本発明のトナーは示差熱分析での吸熱ピークが６０〜９０℃の範囲に少なくても一つあるものが好ましい。６０〜９０℃に吸熱ピークを有するトナーは本発明の外添剤構成によるトナーの帯電コントロールがより効果的に働き、より好ましい結果が得られる。
【００５５】
吸熱ピークが６０℃未満にあると保存安定性が損なわれ、ブロッキング等の問題が発生し易い。一方、９０℃を超える温度に吸熱ピークがあっても、更なるトナーの帯電コントロール性が向上される効果が得られない。但し、６０〜９０℃に吸熱ピークがあれば９０℃を超える温度域に別の吸熱ピークがあっても構わない。
【００５６】
また、本発明においては示差熱分析での６０〜９０℃の温度域の吸熱ピークの半値幅が１０℃以下、さらには６℃以下であるものがより好ましい。半値幅が１０℃を超えると潜像保持体へのトナー融着、カブリ、高温放置でのトナーのぼた落ち等の問題が起こり易い傾向がある。
【００５７】
示差熱分析における吸熱ピークを６０〜９０℃に有する形態にする手段としては、トナー中に示差熱分析における吸熱ピークを６０〜９０℃に有する化合物を内添させる方法が好ましい。示差熱分析における吸熱ピークを６０〜９０℃に一つ以上有する物質としてはワックスを挙げることができる。
【００５８】
本発明に用いられるワックスは、次のようなワックスから得られるものである。パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。ポリオレフィンワックスとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセンのような直鎖α−オレフィン、分枝α−オレフィンの単重合体、共重合体が挙げられる。
【００５９】
その他、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ひまし油及びその誘導体、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタム等、示差熱分析における吸熱ピークを６０〜９０℃に有しているものであればどれも用いることが可能である。
【００６０】
ワックスの含有量としては０．３〜３０質量％、より好ましくは０．５〜２０質量％である。
【００６１】
本発明に用いうる結着樹脂としては、一般に公知の樹脂が使用可能である。例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレン類及びその置換体；アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリ酸ジエチルアミノエチル、アクリルアミド等のような二重結合を有するモノカルボン酸及びその置換体；例えばマレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチル等のような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニル類或いはビニルエステル類、又は例えばビニルエチルエーテル、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のようなビニルエーテル類等のビニル系単量体を単独で用いた重合体又は２種以上を用いた共重合体；更にはスチレン−ブタジエン共重合体、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン等；これらを単独或いは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６２】
これら結着樹脂のうち、本発明においては結着樹脂としてスチレン系ポリマーが含有されていることが好ましい。スチレン系ポリマーはそれ自身の主鎖の極性が低く、本発明の外添剤の構成によるトナーの帯電コントロールが、より効果的に働くため好ましい。
【００６３】
また、本発明に使用される結着樹脂には、トナーの定着温度を調整するために、以下に例示する架橋性重合性単量体を含有することも可能である。
【００６４】
架橋性重合性単量体としては主として２個以上の重合可能な二重結合を有する重合性単量対が用いられる。具体例としては、２官能の架橋剤、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等、ビス（４−アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、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アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃２００，＃４００，＃６００の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート（ＭＡＮＤＡ日本化薬）、及び以上のアクリレートをメタクリレートにかえたものが挙げられる。
【００６５】
本発明においては、トナーの帯電量の絶対値が４０〜８０ｍＣ／ｋｇであるものが好ましい。トナーの帯電量の絶対値が４０ｍＣ／ｋｇ未満である場合は、再転写やカブリが起こり易くなるケースがある。一方、トナーの帯電量の絶対値が８０ｍＣ／ｋｇを超える場合は、転写不良が発生しやすくなる。
【００６６】
本発明のトナーは、非磁性トナーである場合、特に効果的である。非磁性トナーは、電気抵抗が比較的に低い磁性粉を含有する磁性トナーに比べて、トナー母体として、低湿環境において過剰に帯電したトナーが発生し易い。そのために、本発明の外添剤構成による効果が、磁性トナーに比べて非磁性トナーにおいて、より顕著に現れる。また、非磁性トナーはカラーへの対応が容易である点でも好ましい。
【００６７】
本発明のトナーでは、その形状係数ＳＦ１の値が１００〜１７０、さらには１００〜１２０であり、その形状係数ＳＦ２の値が１００〜１４０、さらには、１００〜１１５である場合に、特に好ましい。上記範囲にある形状は、比較的にトナー表面が滑らかな状態にあり、本発明の外添剤構成によるトナーの帯電コントロールがより効果的に働き、本発明の課題に関してより高い効果が得られる。
【００６８】
ＳＦ１が１７０を超える場合、及び、ＳＦ２が１４０を超える場合は、いずれもトナーの帯電コントロール性をさらに高める効果が得られない。
【００６９】
本発明では必要に応じて荷電制御剤を添加してもよい。
【００７０】
トナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。また、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、４級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体、ノンメタルカルボン酸系化合物等が挙げられる。
【００７１】
また、トナーを正荷電性に制御するものとして下記物質がある。例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの４級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート類；これらを単独で或は２種類以上組合せて用いることができる。
【００７２】
更に本発明において直接重合法を用いる場合には、重合阻害性が無く水系への可溶化物の無い荷電制御剤が特に好ましい。具体的化合物としては、ネガ系としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属化合物、スルホン酸、カルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、珪素化合物、カリークスアレーン等が利用でき、ポジ系として四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物等が好ましく用いられる。該荷電制御剤は樹脂１００質量部に対し０．５〜１０質量部が好ましい。
【００７３】
本発明におけるトナーには着色剤としてカーボンブラック、マグネタイト等の黒色着色剤の他に、以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤等あらゆる顔料及び／又は染料を用いることができる。
【００７４】
例えば本発明に係るトナーをフルカラー用トナーとして使用する場合には、次の様なものが挙げられる。
【００７５】
マゼンタ用着色顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５， １６，１７，１８，１９，２１，２２，２３，３０，３１，３２，３７，３８，３９，４０，４１，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５７，５８，６０，６３，６４，６８，８１，８３，８７，８８，８９，９０，１１２，１１４，１２２，１２３，１６３，２０２，２０６，２０７，２０９；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９；Ｃ．Ｉ．バットレッド１，２，１０，１３，１５，２３，２９，３５が挙げられる。
【００７６】
顔料単独使用でもかまわないが、染料と顔料と併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
【００７７】
マゼンタ用染料としては例えば、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１，３，８，２３，２４，２５，２７，３０，４９，８１，８２，８３，８４，１００，１０９，１２１；Ｃ．Ｉ．ディスパースレッド９；Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット８，１３，１４，２１，２７；Ｃ．Ｉ．ディスパースバイオレット１などの油溶染料；Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１，２，９，１２，１３，１４，１５，１７，１８，２２，２３，２４，２７，２９，３２，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０；Ｃ．Ｉ．ベーシックバイオレット１，３，７，１０，１４，１５，２１，２５，２６，２７，２８の如き塩基性染料が挙げられる。
【００７８】
シアン用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２，３，１５，１６，１７；Ｃ．Ｉ．バットブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５、又は、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料が挙げられる。
【００７９】
イエロー用着色顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１，２，３，４，５，６，７，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２３，６５，７３，８３；Ｃ．Ｉ．バットイエロー１，３，２０等が挙げられる。
【００８０】
本発明のトナー母体の製造方法としては、トナーの構成材料をヘンシェルミキサー、ボールミル、Ｖ型ミキサー他の混合器を用いた混合工程、熱ロールニーダー、エクストルーダーのごとき熱混練機を用いた混練工程、混練物を冷却固化後、ジェットミル等の粉砕機を用いた粉砕工程、粉砕物の分級工程を経て製造される方法がある。また、別の方法としてはモノマー、着色剤等を含有する成分を造粒、重合する工程を経て製造される方法がある。
【００８１】
本発明のトナーは、その製造工程として少なくともモノマーと着色剤を含有する成分を造粒／重合する工程を経て製造される場合、特に好ましい。この製造方法で製造されたトナーはその形状として表面が滑らかな状態のものが得られ、本発明の外添剤構成によるトナーの帯電コントロールがより効果的に働き、本発明の課題に関してより高い効果が得られる。
【００８２】
次に、この製造方法について以下に詳細に説明する。
【００８３】
前述のトナー母体を重合するにあたっては、開始剤の存在下、架橋剤の存在下、あるいは不存在下で重合し得る。
【００８４】
重合開始剤としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシα−メチルサクシネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジメチルグルタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼラート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサン、ジエチルグリコール−ビス（ｔ−ブチルパーオキシカーボネート）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、トリアジン、トリス（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、ビニルトルリ（ｔ−ブチルパーオキシ）シラン、クミンパーピバレート、ジクミルパーオキサイド、アゾビス−イソブチロニトリル及びジメチルアゾイソブチレートが挙げられる。
【００８５】
上述の重合開始剤は、使用量、重合温度及び半減期を考慮して、単独または混合して使用できる。
【００８６】
また、該重合開始剤の添加量は、目的とする重合度により変化するが、一般的には単量体に対し０．５〜２０質量％添加され、用いられる。更に、重合度を制御するため公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を添加し、用いることも可能である。
【００８７】
本発明において用いられる分散剤としては、一般的な分散剤をもちいることが可能で、場合によっては、適当な安定化剤を併用することができる。例えば、無機化合物として、リン酸三カルシウム・リン酸マグネシウム・リン酸アルミニウム・リン酸亜鉛・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・アルミナ等が挙げられる。有機化合物として、ポリビニルアルコール・ゼラチン・メチルセルロース・メチルヒドロキシプロピルセルロース・エチルセルロース・カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩・ポリアクリル酸及びその塩・デンプン等を水相に分散させて使用できる。この分散剤は、重合性単量体１００質量部に対して、０．２〜２．０質量部を使用することが好ましい。また、これら分散剤の微細な分散の為に、０．００１〜０．１質量部の界面活性剤等の安定化剤を併用してもよい。これは上記分散剤の所期の作用を促進する為のものであり、その具体例としては、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム・テトラデシル硫酸ナトリウム・ペンタデシル硫酸ナトリウム・オクチル硫酸ナトリウム・オレイン酸ナトリウム・ラウリル酸ナトリウム・ステアリン酸カリウム・オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【００８８】
本発明におけるトナーの具体的な製造方法は、例えば以下の方法である。
【００８９】
即ち、重合性単量体中に低軟化点物質からなる離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤、その他の添加剤を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体系を、分散安定剤を含有する水相中に通常の攪拌機又はホモミキサー、ホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように攪拌速度、時間を調整し、造粒する。その後は分散安定剤の作用により粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。
【００９０】
重合温度は４０℃以上、一般的には５０〜９０℃の温度に設定して重合を行うのがよい。また、重合反応後半に昇温してもよく、更に、現像剤定着時の臭いの原因等となる未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。懸濁重合法においては、通常単量体系１００質量部に対して水３００〜３０００質量部を分散媒として使用するものが好ましい。
【００９１】
本発明においてトナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型あるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）等種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターマルチサイザー（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、粒度域を１６分割したデータとして出力させた。電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。たとえば、ＩＳＯＴＯＮ Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それから、本発明に係わる体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径（Ｄｖ：各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする）と体積変動係数（Ｓｖ）、個数分布から求めた個数基準の長さ平均粒径（Ｄ１）と長さ変動係数（Ｓ１）、及び体積分布から求めた質量基準の粗粉量（８．００μｍ以上）、個数分布から求めた個数基準の微粉量（５μｍ以下）を求めた。
【００９２】
本発明における帯電量の測定法としては、温度２３℃，相対湿度６０％環境下、キャリアとしてＥＦＶ２００／３００（パウダーテック社製）を用い、キャリア１０．０ｇに現像剤０．５ｇを加えた混合物を５０ｍｌ容量のポリエチレン製の瓶に入れ９０回手で震盪する。次いで図１に示すような、底に５００メッシュのスクリーン３のある金属製の測定容器２に前記混合物１．０〜１．２ｇを入れ、金属製のフタ４をする。この時の測定容器２全体の質量を秤りＷ１ｇとする。次に吸引機（測定容器２と接する部分は少なくとも絶縁体）に於て、吸引口７から吸引し風量調節弁６を調節して真空計５の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。この状態で２分間吸引を行ない現像剤を吸引除去する。この時の電位計９の電位をＶ（ボルト）とする。ここで８はコンデンサーであり容量をＣ（μＦ）とする。また吸引後の測定機全体の質量を秤りＷ２（ｇ）とする。この現像剤の摩擦帯電量（μＣ／ｇ又はｍＣ／ｋｇ）は、下式の如く計算される。
摩擦帯電量＝ＣＶ／（Ｗ１−Ｗ２）
【００９３】
本発明におけるトナーの形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２は、下記の方法により算出する。ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をインターフェイスを介してニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行ない下式より算出し得られた値を定義している。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
（ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）
【００９４】
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１４０より大きいと、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１２０より大きいとトナーの表面の凹凸が顕著になる。
【００９５】
本発明に係わるＤＳＣ測定では、トナーの熱のやり取りを測定し、その挙動を観測するので、測定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定する必要がある。たとえば、パーキンエルマー社製のＤＳＣ−７が使用できる。
【００９６】
測定方法は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明に用いられるＤＳＣ曲線は、１回昇温させ前履歴をとった後、温度速度１０℃／ｍｉｎ、温度０〜２００℃の範囲で降温、昇温させたときに測定されるＤＳＣ曲線を用いる。
【００９７】
吸熱ピーク温度とは、ＤＳＣ曲線に於て、プラスの方向のピーク温度のことであり、即ち、ピーク曲線の微分値が正から負にかわる際の０になる点を言う。
【００９８】
本発明において、シリカ微粒子、及び無機微粒子の一次粒径の測定は、走査型電子顕微鏡ＦＥ−ＳＥＭ（日立製作所社製 Ｓ−４７００）により１０万倍に拡大したトナー粒子表面の写真を撮影し、その拡大写真を必要に応じて更に拡大して行い、それぞれの粒子について５０個以上の粒子について定規、ノギス等を用い、その粒径を測定する。
【００９９】
その際、微粒子の組成判別は上記装置のＸ線マイクロアナライザーで指定した特定の元素のみを検出することにより行う。
【０１００】
本発明において、比表面積はＢＥＴ法に従って、比表面積測定装置オートソープ１（湯浅アイオニクス社製）を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ多点法を用いて比表面積を算出した。
【０１０１】
本発明の画像形成装置の一例を、図２を用いて説明する。図２は本発明の画像形成装置の概略図を示す。
【０１０２】
画像形成装置本体には、第１画像形成ユニット２８ａ、第２画像形成ユニット２８ｂ、第３画像形成ユニット２８ｃ及び第４画像形成ユニット２８ｄが併設され、各々異なった色の画像が潜像、現像、転写のプロセスを経て転写材上に形成される。
【０１０３】
画像形成装置に併設される各画像形成ユニットの構成について第１の画像形成ユニット２８ａを例に挙げて説明する。
【０１０４】
第１の画像形成ユニット２８ａは、潜像担持体としての直径３０ｍｍの電子写真感光体ドラム１９ａを具備し、この感光体ドラム１９ａは矢印ａ方向へ回転移動される。１６ａは帯電手段としての一次帯電器であり、感光体ドラム１９ａと接触するように直径１２ｍｍの弾性を有する帯電ローラーが用いられている。２３ａは、感光体ドラム１９ａに静電潜像を形成するための潜像形成手段としての露光装置である。１７ａは、感光体ドラム１９ａ上に担持されている静電潜像を現像してカラートナー画像を形成するための現像手段としての現像器であり、一成分カラートナーを保持している。さらに現像器１７ａは弾性を有する現像スリーブ１５ａを有しており、１５ａを感光体ドラム１９ａに当節させ１９ａ上の静電潜像を現像し、カラートナー画像とする。２４ａは感光体ドラム１９ａの表面に形成されたカラートナー画像をベルト状の転写材担持体２５によって搬送されて来る転写材の表面に転写するための転写手段としての転写ローラーであり、この転写ローラー２４ａは、転写材担持体２５の裏面に当接して転写バイアスを印加し得るものである。
【０１０５】
この第１の画像形成ユニット２８ａは、一次帯電器１６ａによって帯電部において感光体ドラム１９ａの感光体を均一に一次帯電した後、露光装置２３ａにより感光体に静電潜像を形成し、現像器１７ａによって、現像部において静電潜像をカラートナーを用いて現像し、この現像されたトナー画像を第１の転写部（感光体と転写材の当接位置）で転写材を担持搬送するベルト状の転写材担持体２５の裏面側に当接する転写ローラー２４ａから転写バイアスを印加することによって転写材の表面に転写する。
【０１０６】
転写後に感光体ドラム１９ａの表面に残留するトナーは、感光体に当接するクリーナー１８ａによりクリーニングされる。
【０１０７】
本画像形成装置は、図１に示すように上記のような第１の画像形成ユニット２８ａと同様の構成であり、現像器に保有されるカラートナーの色の異なる第２の画像形成ユニット２８ｂ、第３の画像形成ユニット２８ｃ、第４の画像形成ユニット２８ｄの４つの画像形成ユニットを併設するものである。例えば、第１の画像形成ユニット２８ａにイエロートナー、第２の画像形成ユニット２８ｂにマゼンタトナー、第３の画像形成ユニット２８ｃにシアントナー、及び第４の画像形成ユニット２８ｄにブラックトナーをそれぞれ用い、各画像形成ユニットの転写部で各カラートナーの転写材上への転写が順次行なわれる。この工程で、レジストレーションを合わせつつ、同一転写材上に一回の転写材の移動で各カラートナーは重ね合わせられ、終了すると分離帯電器２０によって転写材担持体２５上から転写材が分離され、搬送ベルトの如き搬送手段によって定着器２２に送られ、ただ一回の定着によって最終のフルカラー画像が得られる。
【０１０８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【０１０９】
［製造例１］
イオン交換水７００質量部に、０．１Ｍ−Ｎａ₃ＰＯ₄水溶液４５０質量部を投入し、５０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて、１０，０００ｒｐｍにて撹拌した。これに１．０Ｍ−ＣａＣｌ₂水溶液７０質量部を徐々に添加し、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂を含む水系媒体を得た。
【０１１０】

上記処方を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミキサーを用いて９，０００ｒｐｍにて均一に溶解、分散した。これに重合開始剤２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）５質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
【０１１１】
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃，窒素雰囲気下において、ＴＫ式ホモミキサーを用いて８，０００ｒｐｍで攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。
【０１１２】
その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、２時間で７０℃に昇温し、４時間後、昇温速度４０℃／Ｈｒで８０℃に昇温し、５時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を加えてりん酸カルシウム塩を溶解させて、ろ過、水洗、乾燥、分級をして、重量平均粒径は７．３μｍ、４μｍ以下の粒子は８．３個数％、示差熱分析での吸熱ピークは７３℃にあり、その吸熱ピークの半値幅は３．２℃であり、形状係数ＳＦ−１は１１２、ＳＦ−２は１０７のシアントナーの母体粒子（母体Ｃ）を得た。
【０１１３】
シアントナー母体粒子１００質量部に対して、表１に示したシリカ微粒子（Ｓ−１）１．２質量部と、無機微粒子として表２に示した、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇの酸化アルミニウム０．１５質量部をヘンシェルミキサーで混合し、帯電量６０ｍＣ／ｋｇである本発明のシアントナー（Ｃ−１）を得た。
【０１１４】
【表１】

【０１１５】
【表２】

【０１１６】
【表３】

【０１１７】
【表４】

【０１１８】
【表５】

【０１１９】
［製造例２〜１１］
表６に示したように、製造例１に記載のシアン母体粒子（母体Ｃ）に添加混合する外添剤の種類および量を変更する以外は、製造例１と同様の方法でトナーを製造した。
【０１２０】
［製造例１２］
製造例１に記載したＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を、ピグメントイエロー１７に変更する以外は、製造例１と同様の方法で、重量平均粒径は７．１μｍ、４μｍ以下の粒子は８．６個数％、示差熱分析での吸熱ピークは７３℃にあり、その吸熱ピークの半値幅は３．１℃であり、形状係数ＳＦ−１は１１３、ＳＦ−２は１０６のイエロートナーの母体粒子（母体Ｙ）を得た。
【０１２１】
イエロートナー母体粒子１００質量部に対して、表１に示したシリカ微粒子（Ｓ−１）１．２質量部と、無機微粒子としてＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇの酸化アルミニウム０．１５質量部をヘンシェルミキサーで混合し、帯電量６２ｍＣ／ｋｇである本発明のイエロートナー（Ｙ−１）を得た。
【０１２２】
［製造例１３〜２２］
表６に示したように、製造例１２に記載のイエロー母体粒子（母体Ｙ）に添加混合する外添剤の種類および量を変更する以外は、製造例１２と同様の方法でトナーを製造した。
【０１２３】
［製造例２３］
製造例１に記載したＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を、ピグメントレッド１２２に変更する以外は、製造例１と同様の方法で、重量平均粒径は７．２μｍ、４μｍ以下の粒子は８．７個数％、示差熱分析での吸熱ピークは７３℃にあり、その吸熱ピークの半値幅は３．１℃であり、形状係数ＳＦ−１は１１１、ＳＦ−２は１０２のマゼンタトナーの母体粒子（母体Ｍ）を得た。
【０１２４】
マゼンタトナー母体粒子１００質量部に対して、表１に示したシリカ微粒子（Ｓ−１）１．２質量部と、無機微粒子としてＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇの酸化アルミニウム０．１５質量部をヘンシェルミキサーで混合し、帯電量６１ｍＣ／ｋｇである本発明のマゼンタトナー（Ｍ−１）を得た。
【０１２５】
［製造例２４〜３３］
表６に示したように、製造例２３に記載のマゼンタ母体粒子（母体Ｍ）に添加混合する外添剤の種類および量を変更する以外は、製造例２３と同様の方法でトナーを製造した。
【０１２６】
［製造例３４］
製造例１に記載したＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３を、カーボンブラックに変更する以外は、製造例１と同様の方法で、重量平均粒径は７．０μｍ、４μｍ以下の粒子は８．８個数％、示差熱分析での吸熱ピークは７３℃にあり、その吸熱ピークの半値幅は３．２℃であり、形状係数ＳＦ−１は１１５、ＳＦ−２は１０７のブラックトナーの母体粒子（母体ＢＫ）を得た。
【０１２７】
ブラックトナー母体粒子１００質量部に対して、表１に示したシリカ微粒子（Ｓ−１）１．２質量部と、無機微粒子としてＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇの酸化アルミニウム０．１５質量部をヘンシェルミキサーで混合し、帯電量５８ｍＣ／ｋｇである本発明のブラックトナー（ＢＫ−１）を得た。
【０１２８】
［製造例３５〜４４］
表６に示したように、製造例３４に記載のブラック母体粒子（母体ＢＫ）に添加混合する外添剤の種類および量を変更する以外は、製造例３４と同様の方法でトナーを製造した。
【０１２９】
【表６】

【０１３０】
〔実施例１〕
このトナーを図２で示される画像形成装置を用いて、下記設定にて評価を行った。結果を表７に示す。
【０１３１】
１色目の転写が始まってから２色目の転写が始まるまでの時間（転写間時間）：０．７秒
感光体ドラムの直径：３０ｍｍ
転写電流／転写電圧：１．２ｋＶ
転写部分の圧力：線圧３４．３Ｎ／ｍ（３５ｇ／ｃｍ）
【０１３２】
また、評価用紙は特に指定の無い限りＡ４サイズの転写紙（坪量９０ｇ／ｍ²）を使用した。
【０１３３】
（再転写評価方法）
再転写の評価は下記の方法で行った。
【０１３４】
まず、２つの画像形成ユニット（例：図２の２８ａ，２８ｂ）を選び第１の現像器（例：図２の１７ａ）にトナー製造例で得たシアントナーを入れ、第２の現像器（例：図２の１７ｂ）にはトナーを入れずに画像形成装置に設置する。
【０１３５】
室温１５℃，湿度１０％の環境下で連続１００００枚（１０ｋ）のプリントを行い、初期、３０００枚（３ｋ）、５０００枚（５ｋ）、１００００枚（１０ｋ）時点でベタ画像を出力し、その時点で第２の画像形成ユニットの感光体ドラムに再転写するトナー（Ｃ１）をテープにより採取し、アンバーフィルターを使用してマクベス濃度計により濃度を測定して再転写性を評価する。
○ ：濃度０．０２以下
○△：濃度０．０２超〜０．０６以下
△ ：濃度０．０６超〜０．１０以下
△×：濃度０．１０超〜０．２５以下
× ：濃度０．２５超
【０１３６】
（転写不良）
転写不良の評価は下記の方法で行った。
【０１３７】
まず、４つの現像器（例：図２の１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）にトナー製造例１、１２、２３、３４で製造した４色のトナーを、転写材進行方向からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に入れ、画像形成装置に設置する。
【０１３８】
室温３２℃，湿度８５％の環境下で連続１００００枚のプリントを行い、初期、３０００枚、５０００枚、１００００枚時点で４色を重ねたベタ画像を出力し、転写画像の何％の画像面積に濃度差の乱れが発生しているか評価した。
○ ：乱れ１％以下
○△：乱れ１％超〜３％以下
△ ：乱れ３％超〜７％以下
△×：乱れ７％超〜１５以下
× ：乱れ１５超
【０１３９】
（カブリ）
カブリの評価は下記の方法で行った。
【０１４０】
転写不良評価の場合と同様の方法で、トナーが入った画像形成装置を設置する。
【０１４１】
室温１５℃，湿度１０％の環境下で連続１００００枚のプリントを行い、１００００枚時点でべた白画像を出力し、プリント前の転写紙の白色度と、ベタ白プリント後の転写紙の白色度との比較を、リフレクトメーター（東京電色（株））により行いカブリを算出した。
カブリ＝（プリント前の白色度）−（プリント後の白色度）
【０１４２】
（画像濃度）
画像濃度の評価は下記の方法で行った。
【０１４３】
転写不良評価の場合と同様の方法で、トナーが入った画像形成装置を設置する。
【０１４４】
室温１５℃，湿度１０％および室温３２℃，湿度８５％の環境下で連続１００００枚のプリントを行い、初期、１００００枚時点で１０ｍｍ×１０ｍｍのベタ画像を出力し、マクベス濃度計により評価した。
【０１４５】
〔実施例２、３、７、参考例４乃至６、８、９〕
表７に示したように、使用するトナーをトナー製造例Ｃ／Ｙ／Ｍ／ＢＫに記載したトナーに変更し、転写間時間、感光体ドラム直径を変更した以外は、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表７に示す。
【０１４６】
〔比較例１、２〕
表７に示したように、使用するトナーをトナー製造例Ｃ／Ｙ／Ｍ／ＢＫに記載したトナーに変更し、転写間時間、感光体ドラム直径を変更した以外は、実施例１と同様の方法で評価を行った。結果を表７に示す。
【０１４７】
【表７】

【０１４８】
【発明の効果】
本発明によれば、感光体ドラム、接触帯電装置、及び現像装置を具備する画像形成ユニットを複数有するタンデム方式の画像形成装置において、２種類の添加剤の物性値を規定することにより、再転写や転写不良の無い、高画質および高耐久性の画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー帯電量測定に用いられる帯電量測定装置を示す。
【図２】本発明の画像形成装置の一例の概略図である。
【符号の説明】
１６ａ 一次帯電器
１７ａ 現像器
１９ａ 感光体ドラム
２２ 定着器
２３ａ 露光装置
２４ａ 転写ローラー
２８ａ 画像形成ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used in a recording method using an electrophotographic method, an electrostatic recording method, a toner jet method recording method, or the like. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus used for a copying machine, a printer, and a fax machine that forms a toner image on an electrostatic latent image carrier in advance and then transfers the image onto a transfer material to form an image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many methods are known as electrophotographic methods. In general, a photoconductive substance is used to form an electric latent image on the electrostatic latent image carrier by various means, and then the electrostatic latent image is developed with toner to form a visible image. After the toner image is transferred to a transfer material such as paper, the toner image is fixed on the transfer material by heat, pressure or the like to obtain a copy.
[0003]
In recent years, equipment using electrophotography has been applied to devices such as printers and fax machines in addition to conventional copying machines. As the base of equipment expands in this way, there is an increasing demand for higher speed and full color. In recent years, various color image forming apparatuses have been proposed to meet these demands. Among such color image forming apparatuses, a tandem type color image forming apparatus provided with an image forming unit including a photosensitive drum for each color is known as the one corresponding to the highest speed printing.
[0004]
In a tandem color image forming apparatus, a plurality of image forming units are arranged in a line, and each unit develops and transfers each color of black, yellow, magenta, and cyan, and superimposes each color to form a color image. Form. For this reason, the speed of forming a color image is much faster than when a rotary developing device is used.
[0005]
On the other hand, since each color is superimposed at high speed to form a color image, the transfer of the second color starts before the influence of the transfer of the first color is alleviated, making it difficult to set transfer conditions for each color. This is likely to cause a transfer failure in which the transfer of the toner becomes insufficient and a retransfer phenomenon in which the toner once transferred returns to the photoreceptor again.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-015291 proposes a method for preventing misregistration of a recording sheet in order to improve the transfer property of multiple transfer in the tandem system, but there is room for improvement because the apparatus cost increases.
[0007]
On the other hand, since it is necessary to reduce the size of a copying apparatus in a printer or a fax machine, there is an increasing tendency to use a one-component developer that does not use a carrier as a developer.
[0008]
The one-component development method does not require carrier particles such as glass beads, iron powder, and ferrite, unlike the two-component development method, and therefore the development device itself can be reduced in size and weight. Furthermore, since the two-component development method needs to keep the toner concentration in the developer constant, a device for detecting the toner concentration and supplying a necessary amount of toner is necessary, which leads to an increase in size and weight of the developing device. In this respect as well, the one-component development method is advantageous for reduction in size and weight.
The one-component development method is roughly divided into a magnetic one-component development method using a magnetic toner containing a magnetic material in the toner and a non-magnetic one-component development method using no magnetic material. A non-magnetic one-component developing method that can use toner is used.
[0009]
In general, in the non-magnetic one-component developing method, toner is supplied onto the toner carrier by an elastic roller in contact with the toner carrier, and then the toner is thinly applied on the toner carrier by the toner regulating member and at the same time the toner regulation. The toner particles are charged by friction with the member and friction with the toner carrier.
[0010]
However, the non-magnetic one-component development method may have inferior charge imparting property to the toner as compared with the two-component development method using a mixture of carrier and toner. This is because the two-component development method has a large surface area of the carrier, which is a charge imparting member for the toner, and therefore the friction frequency with the toner is large, and a stable charge can be imparted to the toner. This is because, in the developing method, the toner regulating member, which is a charge imparting member, and the surface of the toner carrier are small, and there may be toner that is not sufficiently rubbed with these members.
[0011]
Various improvements on this point have been proposed, but as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-232552 and 11-119547, the toner on the toner carrier is used as a toner carrier. A method of charging by discharging a charging member in contact with is excellent.
[0012]
However, when the present inventor reexamined these methods, the surface of the charging member is contaminated with toner, particularly in a high temperature and low humidity environment, when a low printing rate developing operation with a low toner development amount is repeated many times. Since the discharge state becomes insufficient, a desired charge amount cannot be obtained, and the development efficiency is lowered, and a sufficient image density may not be obtained.
[0013]
On the other hand, as a toner containing hydrotalcites, Mg-Al system has been proposed in Japanese Patent No. 2854306, but NO from the surface of the photoreceptor is proposed._xThe purpose of this is to remove the charging stability and the like. Further, for the purpose of charging stability in Japanese Patent No. 2682331, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-138597, etc., for example, 3 or 4 elements in which one or two divalent metals (Zn or the like) are added to an Mg—Al system. There has been proposed a toner containing a hydrotalcite series. However, charging stability and transferability in a harsher environment are still insufficient.
[0014]
Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-35692, hydrotalcites specified for constituent metals and the like have been proposed, but there is still room for improvement in terms of transferability in a tandem system having a plurality of image forming units. Have.
[0015]
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-160659, there has been a proposal regarding multiple transfer from a plurality of latent image holders using a toner containing titanium oxide or alumina having prescribed methanol wettability. There is still room for improvement in terms of transferability in a difficult environment.
[0016]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-279864 proposes a toner that defines shape factors SF-1 and SF-2. However, this publication has no description regarding transfer, and as a result of carrying out the examples, the transfer efficiency is low and further improvement is required.
[0017]
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 63-235953 proposes a magnetic toner that is spheroidized by a mechanical impact force. However, transfer efficiency is still inadequate and further improvements are needed.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that solves the above-mentioned problems of the prior art.
[0019]
That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus with good transferability.
[0020]
A further object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the image quality does not deteriorate due to the quality and condition of the recording material.
[0021]
Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus free from fogging.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention is at leastPhotoconductor drum with a diameter of 25 to 48 mmA plurality of image forming units each including a contact charging device and a developing device, and a transfer device that transfers an image formed by the plurality of image forming units to a transfer material.And the time from the start of transfer of the first color to the start of transfer of the second color is 2.0 seconds or lessIn the image forming apparatus,
  (1) Viscosity of 10 to 300 cSt (mm²/ S)DimethylBET specific surface area treated with 5 to 30% by mass of silicone oil is 50 to 180 m²/ G of silica fine particles having a primary particle size of less than 40 nm, (2)A hydrotalcite compound represented by the following general formula (1),BET specific surface area of 1.0 to50m²/ G of inorganic fine particlesNon-magnetic one componentTonerIt has in each said developing device.The present invention relates to a characteristic image forming apparatus.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0024]
In the present invention, by combining a specific image forming apparatus and a specific toner, a great effect can be obtained particularly in improving the transfer performance.
[0025]
As described above, in a so-called tandem type image forming apparatus having a plurality of image forming units each including at least a latent image carrier, a charging device, and a developing device, it is very difficult to set conditions for transferring toner to a transfer material. . In particular, it is difficult to obtain a good transfer image when the time from the start of transfer of the first color to the start of transfer of the second color is 2.0 seconds or less and the diameter of the photosensitive drum is 50 mm or less. However, even in such an image forming apparatus, the transfer performance is greatly improved by combining the toner of the present invention, and good high-speed printing is realized.
[0026]
When the time from the start of the transfer of the first color to the transfer of the second color is 2.0 seconds or less, the transfer time of the first color causes the relaxation time of the charge applied to the paper and toner to be short, and the transfer of the second color When done, problems such as transfer failure and retransfer occur. In particular, when the diameter of the photosensitive drum is 50 mm or less, since the curvature of the photosensitive drum at the portion where the transfer is performed is large, transfer defects and retransfer occur more significantly.
[0027]
In the toner of the present invention, the viscosity is 10 to 300 cSt (mm²/ S) with a BET specific surface area of 50 to 180 m treated with 5 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight of silicone oil.²/ G, preferably 70 to 150 m²One characteristic is that silica fine particles having a primary particle size of less than 40 nm, preferably less than 20 nm, are used.
[0028]
The viscosity of silicone oil is 10 cSt (mm²If it is less than / s), the oil adhesion to the silica surface is not sufficient, and the transfer performance is deteriorated in the long-term durability test. On the other hand, the viscosity of silicone oil is 300 cSt (mm²/ S), the adhesion of the silicone oil on the silica surface is uneven, and fogging is suppressed and transfer performance is deteriorated in a high-temperature and high-humidity environment.
[0029]
When the processing amount of the silicone oil is less than 5% by mass, the charging stability of the toner becomes insufficient because the amount of the silicone oil is small, and in a tandem type image forming apparatus in which the transfer is repeated at a high speed, Image peeling occurs. On the other hand, when the amount of the silicone oil exceeds 30% by mass, the excessive silicone oil is insufficiently charged and the image density is lowered.
[0030]
Silica has a BET specific surface area of 50 m²If it is less than / g, the toner will not have sufficient fluidity, resulting in non-uniform charging, and transfer irregularities are likely to occur in tandem high-speed transfer. On the other hand, BET specific surface area is 180m²If it exceeds / g, the toner charge becomes high, and good transfer performance cannot be obtained under high-speed transfer conditions.
[0031]
Furthermore, in the present invention, the primary particle size of silica needs to be less than 40 nm. When the particle size is 40 nm or more, the retention of silicone oil becomes small, and good transferability cannot be obtained. .
[0032]
The silicone oil used in the present invention is generally represented by the following formula.
[0033]
[Chemical 2]

R: C1-C3 alkyl group
R ′: silicone oil-modified group such as alkyl, halogen-modified alkyl, phenyl, modified phenyl
R ″: C1-C3 alkyl group or alkoxy group such as dimethyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, α-methylstyrene-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, and the like.
[0034]
A known technique is used as a method for treating the silicone oil. For example, silica fine powder and silicone oil may be directly mixed using a mixer such as a Henschel mixer, or by spraying the silicone oil onto the base silica. good. Alternatively, it may be prepared by dissolving or dispersing silicone oil in an appropriate solvent, mixing the base silica fine powder, and then removing the solvent.
[0035]
Particularly preferred among the silica fine particles used in the present invention are so-called dry process produced by vapor phase oxidation of silicon halogen compounds or so-called dry silica called fumed silica, so-called water glass and the like. Both wet silica can be used, but there are few silanol groups on the surface and inside the silica particles, and Na₂O, SO_Three ^2-Dry silica having no production residue such as is preferred.
[0036]
In dry silica, it is also possible to obtain composite fine particles of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halogen compounds in the production process. Include.
[0037]
The silica fine particles used in the present invention may be treated with a treatment agent such as a silane coupling agent or an organosilicon compound for the purpose of hydrophobization and triboelectric charge control, if necessary. As a method, a known method is used, and it is treated with a treating agent that reacts or physically adsorbs with silica particles.
[0038]
Examples of such treatment agents include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane. , Bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyl Dimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane having 2 to 12 siloxane units per molecule and containing hydroxyl groups bonded to one Si at each terminal unit . These are used alone or in a mixture of two or more.
[0039]
In the present invention, the BET specific surface area is 1.0 to 150 m.²/ G, preferably 1.0 to 100 m²/ G, more preferably 1.0 to 50 m²One feature is to use a toner containing inorganic fine particles other than / g of silica. This is because, in high-speed transfer in a tandem system, the inorganic fine particles that can reduce the adhesion between the photosensitive drum and the toner as spacer particles and can maintain the toner chargeability stably suppress deterioration in transferability due to durability. By having an effect.
[0040]
Among inorganic fine particles, hydrophobized titanium and hydrotalcites are preferable.
[0041]
In particular, the hydrotalcite is preferably a compound represented by the following general formula (1).
[0042]
[Chemical Formula 3]

(Where 0 <[X = (x1 + x2 +... + Xk)] ≦ 0.5, Y = (y1 + y2 +... + Yj) = 1−X, j and k are integers greater than or equal to 2, M2, M3,. Different metals selected from the group consisting of Ca, Ba, Ni, Sr, Cu and Fe, L2, L3... And Lk are different metals selected from the group consisting of B, Ga, Fe, Co and In, A^n-Is an n-valent anion, m ≧ 0)
[0043]
In the general formula (1), it is more preferable that the divalent metal and the trivalent metal satisfy the following relationship.
y1> y2 + ... + yj, more preferably y1> 10 × (y2 + ... + yj)
x1> x2 + ... + xk, more preferably x1> 10 × (x2 + ... + xk), in particular x1> 20 × (x2 + ... + xk)
[0044]
Furthermore, it is preferable that 0.9 ≦ x1 + y1 <0.1 is satisfied, and it is further preferable that 0.930 ≦ x1 + y1 ≦ 0.998 is satisfied.
[0045]
The content (atomic ratio) of divalent metals other than Mg is preferably 0.001 ≦ y2 +... + Yj ≦ 0.05, and the content (atomic ratio) of trivalent metals other than Al is 0. .0003 ≦ x2 +... Xk ≦ 0.02 is preferably satisfied.
[0046]
In the case where a divalent metal other than Mg and a trivalent metal other than Al are contained in the above range, the effect of the present invention of improving the charging stability becomes remarkable. When the content of the divalent metal other than Mg and the trivalent metal other than Al exceeds the above range, the effect on the charging stability is reduced. When the content is below the above range, the environmental stability and It tends to be inferior in terms of storage stability.
[0047]
The hydrotalcite compound preferably contains Ca as a divalent metal other than Mg, and the trivalent metal has a total amount of B, Ge, Fe, and Ga contained in an atomic ratio. It is more preferable that it is 0.0003-0.02.
[0048]
Hydrotalcite A used in the present invention^n-As (n-valent anion), CO_Three ^2-, OH^-, Cl^-, I^-, F^-, Br^-, SO_Four ^-, HCO_Three ^-, CH_ThreeCOO^-, NO_Three ^-Are exemplified, and a single species or a plurality of species may be present.
[0049]
Moreover, it is preferable that the hydrotalcite compound has water in the molecule | numerator, and it is more preferable that it is 0.1 <m <0.6 in General formula (1).
[0050]
The specific surface area of the hydrotalcites used in the present invention is 1.0 m.²/ G or more, more preferably 5.0 to 200 m²/ G.
[0051]
In the present invention, the toner preferably has a weight average particle diameter of 4 to 8 μm and 3 to 20% by number of toner particles of 4 μm or less.
[0052]
When the weight average particle diameter of the toner is less than 4 μm, the toner tends to be excessively charged in a low-humidity environment, the toner is fused to the latent image holding member, the halftone image is crushed, and the toner spills at high temperature storage. Such problems are likely to occur. When the weight average particle diameter of the toner exceeds 8 μm, retransfer and fogging are likely to occur.
[0053]
When the toner particles having a size of 4 μm or less are less than 3% by number, the reproducibility of micro dots in a high humidity environment tends to be low. When the number of toner particles of 4 μm or less exceeds 20% by number, the toner tends to be excessively charged in a low-humidity environment, and problems such as toner fusion to the latent image holding member and half-tone image roughness tend to occur.
[0054]
The toner of the present invention preferably has at least one endothermic peak in the range of 60 to 90 ° C. in the differential thermal analysis. A toner having an endothermic peak at 60 to 90 ° C. is more effective in controlling the charge of the toner by the external additive structure of the present invention, and a more preferable result is obtained.
[0055]
When the endothermic peak is less than 60 ° C., storage stability is impaired, and problems such as blocking are likely to occur. On the other hand, even if there is an endothermic peak at a temperature exceeding 90 ° C., the effect of further improving the charge controllability of the toner cannot be obtained. However, if there is an endothermic peak at 60 to 90 ° C, another endothermic peak may be present in a temperature range exceeding 90 ° C.
[0056]
Moreover, in this invention, the half value width of the endothermic peak of the temperature range of 60-90 degreeC in a differential thermal analysis is 10 degrees C or less, Furthermore, what is 6 degrees C or less is more preferable. When the half-value width exceeds 10 ° C., problems such as toner fusion to the latent image holding member, fogging, and dropping of toner when left at high temperature tend to occur.
[0057]
As a means for obtaining an endothermic peak in the differential thermal analysis at 60 to 90 ° C., a method in which a compound having an endothermic peak in the differential thermal analysis at 60 to 90 ° C. is internally added to the toner. An example of the substance having one or more endothermic peaks in differential thermal analysis at 60 to 90 ° C. is wax.
[0058]
The wax used in the present invention is obtained from the following wax. Paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, etc., which are oxides and block copolymers with vinyl monomers And graft modified products. Examples of polyolefin waxes include linear α-olefins such as ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene, and decene, and branched α-olefin homopolymers and copolymers.
[0059]
In addition, alcohol, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hardened castor oil and derivatives thereof, plant waxes, animal waxes, mineral waxes, petrolactam, etc. have an endothermic peak in differential thermal analysis at 60 to 90 ° C. Any of these can be used.
[0060]
The wax content is 0.3 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 20% by mass.
[0061]
As the binder resin that can be used in the present invention, generally known resins can be used. For example, styrenes such as styrene, α-methylstyrene, and p-chlorostyrene and substituted products thereof; acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid , Monocarboxylic acid having a double bond such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, acrylamide Dicarboxylic acids having a double bond such as maleic acid, butyl maleate, methyl maleate, dimethyl maleate and the like, and their substitutes; vinyls such as vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl benzoate; Is a vinyl ester, or a polymer using a vinyl monomer such as vinyl ether such as vinyl ethyl ether, vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether, or a copolymer using two or more types; Is a styrene-butadiene copolymer, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyvinyl butyral, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin Chlorinated paraffin, etc .; these can be used alone or in combination of two or more.
[0062]
Among these binder resins, in the present invention, a styrene polymer is preferably contained as the binder resin. Styrenic polymers are preferred because the polarity of the main chain of the styrenic polymer itself is low and toner charge control by the constitution of the external additive of the present invention works more effectively.
[0063]
Further, the binder resin used in the present invention may contain a crosslinkable polymerizable monomer exemplified below in order to adjust the fixing temperature of the toner.
[0064]
As the crosslinkable polymerizable monomer, a polymerizable monomer pair having two or more polymerizable double bonds is mainly used. Specific examples include bifunctional crosslinking agents such as divinylbenzene and divinylnaphthalene, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, and 1,4-butane. Diol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 200, # 400, # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polyester type diacrylate (MANDA Honkakusuri), and those where the place of methacrylate or acrylate.
[0065]
In the present invention, it is preferable that the absolute value of the charge amount of the toner is 40 to 80 mC / kg. When the absolute value of the toner charge amount is less than 40 mC / kg, there are cases where retransfer or fog is likely to occur. On the other hand, when the absolute value of the charge amount of the toner exceeds 80 mC / kg, transfer defects are likely to occur.
[0066]
The toner of the present invention is particularly effective when it is a non-magnetic toner. Non-magnetic toners tend to generate excessively charged toner in a low-humidity environment as a toner base, compared to magnetic toners containing magnetic powder having a relatively low electrical resistance. For this reason, the effect of the external additive composition of the present invention is more noticeable in the non-magnetic toner than in the magnetic toner. Non-magnetic toners are also preferred because they can easily handle colors.
[0067]
The toner of the present invention is particularly preferable when the shape factor SF1 is 100 to 170, more preferably 100 to 120, and the shape factor SF2 is 100 to 140, more preferably 100 to 115. The shape in the above range has a relatively smooth toner surface, and the charge control of the toner by the external additive structure of the present invention works more effectively, and a higher effect is obtained with respect to the problems of the present invention.
[0068]
In the case where SF1 exceeds 170 and SF2 exceeds 140, in any case, the effect of further improving the charge control property of the toner cannot be obtained.
[0069]
In the present invention, a charge control agent may be added as necessary.
[0070]
The following substances are used for controlling the toner to be negatively charged. For example, organometallic compounds and chelate compounds are effective, and there are monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic hydroxycarboxylic acids, and aromatic dicarboxylic acid-based metal compounds. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts thereof, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenol. Also, urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, silicon compounds, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, styrene- An acrylic-sulfonic acid copolymer, a nonmetal carboxylic acid compound, etc. are mentioned.
[0071]
Further, there are the following substances that control the toner to be positively charged. For example, modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts, guanidine compounds, imidazole compounds, quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and the like Onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments, triphenylmethane dyes and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, Gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.), metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; Over DOO, dioctyl tin borate, diorgano tin borate such as dicyclohexyl tin borate; can be used in combination of these alone, or two or more kinds.
[0072]
Further, when the direct polymerization method is used in the present invention, a charge control agent having no polymerization inhibition and no solubilized product in an aqueous system is particularly preferable. Specific examples of the negative compound include salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid metal compound, sulfonic acid, polymer compound having carboxylic acid in the side chain, boron compound, urea compound, silicon compound, calixarene, etc. As a positive system, a quaternary ammonium salt, a polymer compound having the quaternary ammonium salt in the side chain, a guanidine compound, an imidazole compound, and the like are preferably used. The charge control agent is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
[0073]
In the toner of the present invention, any pigments and / or dyes such as yellow / magenta / cyan colorants shown below can be used as a colorant in addition to black colorants such as carbon black and magnetite.
[0074]
For example, when the toner according to the present invention is used as a full-color toner, the following may be mentioned.
[0075]
As a coloring pigment for magenta, C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 112, 114, 122, 123, 163, 202, 206, 207, 209; I. Pigment violet 19; C.I. I. Buttred 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35 may be mentioned.
[0076]
Although the pigment alone may be used, it is more preferable from the viewpoint of the image quality of the full-color image that the combination of the dye and the pigment improves the sharpness.
[0077]
Examples of the magenta dye include C.I. I. Solvent Red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121; I. Disper thread 9; I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21, 27; C.I. I. Oil-soluble dyes such as Disperse Violet 1; I. B. Basic Red 1, 2, 9, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 22, 23, 24, 27, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40; I. Basic dyes such as basic violet 1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28 can be mentioned.
[0078]
Examples of the color pigment for cyan include C.I. I. Pigment blue 2, 3, 15, 16, 17; I. Bat Blue 6; C.I. I. Acid Blue 45 or a copper phthalocyanine pigment having 1 to 5 phthalimidomethyl groups substituted on the phthalocyanine skeleton.
[0079]
As a coloring pigment for yellow, C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 65, 73, 83; I. Vat yellow 1, 3, 20 etc. are mentioned.
[0080]
As a method for producing a toner base of the present invention, toner constituent materials are mixed using a Henschel mixer, a ball mill, a V-type mixer or other mixer, and a kneading process using a thermal kneader such as a heat roll kneader or an extruder. There is a method in which the kneaded product is produced by cooling and solidification, followed by a pulverization step using a pulverizer such as a jet mill and a pulverized product classification step. As another method, there is a method in which a component containing a monomer, a colorant and the like is produced through a step of granulating and polymerizing.
[0081]
The toner of the present invention is particularly preferable when the toner is manufactured through a step of granulating / polymerizing components containing at least a monomer and a colorant. The toner manufactured by this manufacturing method can be obtained with a smooth surface, and the toner charge control by the external additive structure of the present invention works more effectively, and the effect of the present invention is higher. Is obtained.
[0082]
Next, this manufacturing method will be described in detail below.
[0083]
In the polymerization of the toner base, the polymerization can be performed in the presence of an initiator, in the presence or absence of a crosslinking agent.
[0084]
Examples of the polymerization initiator include di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxylaurate, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1-bis (t- Butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,4-bis (t-butylperoxycarbonyl) cyclohexane, 2,2-bis (t- Butylperoxy) octane, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 1,3-bis (t-butylperoxy-isopropyl ) Benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butyl) Luperoxy) hexane-3,2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, di-t-butylperoxyisophthalate, 2,2-bis (4,4-di-t-butylper) Oxycyclohexyl) propane, di-t-butylperoxy α-methylsuccinate, di-t-butylperoxydimethylglutarate, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -hexane, diethyl glycol-bis (t-butylperoxycarbonate), di-t-butylperoxytrimethyladipate, triazine, tris (t- (Butylperoxy) triazine, vinyl toluri (t-butylperoxy) silane, cumin perpi Mention may be made of valates, dicumyl peroxide, azobis-isobutyronitrile and dimethylazoisobutyrate.
[0085]
The above polymerization initiators can be used alone or in combination in consideration of the amount used, polymerization temperature and half-life.
[0086]
Moreover, although the addition amount of this polymerization initiator changes with the target degree of polymerization, generally 0.5-20 mass% is added and used with respect to a monomer. Furthermore, in order to control the degree of polymerization, a known crosslinking agent, chain transfer agent, polymerization inhibitor and the like can be added and used.
[0087]
As the dispersant used in the present invention, a general dispersant can be used, and in some cases, an appropriate stabilizer can be used in combination. Examples of inorganic compounds include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, and barium sulfate. -Bentonite, silica, alumina, etc. are mentioned. As organic compounds, polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose sodium salt, polyacrylic acid and its salts, starch, and the like can be dispersed in an aqueous phase. This dispersant is preferably used in an amount of 0.2 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Moreover, you may use together stabilizers, such as 0.001-0.1 mass part surfactant, for fine dispersion of these dispersing agents. This is for accelerating the intended action of the dispersant. Specific examples thereof include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, Examples include potassium stearate and calcium oleate.
[0088]
The specific method for producing the toner in the present invention is, for example, the following method.
[0089]
That is, a release agent composed of a low softening point substance, a colorant, a charge control agent, a polymerization initiator, and other additives are added to the polymerizable monomer and dissolved or dispersed uniformly by a homogenizer, an ultrasonic disperser, or the like. The caulked monomer system is dispersed in an aqueous phase containing a dispersion stabilizer by a usual stirrer, homomixer, homogenizer or the like. Preferably, granulation is performed by adjusting the stirring speed and time so that the monomer droplets have a desired toner particle size. After that, stirring may be performed to such an extent that the particle state is maintained by the action of the dispersion stabilizer and the sedimentation of the particles is prevented.
[0090]
The polymerization is preferably carried out at a polymerization temperature of 40 ° C. or higher, generally 50 to 90 ° C. Further, the temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction, and further, in order to remove unreacted polymerizable monomers and by-products that cause odors when fixing the developer, the latter half of the reaction, or the reaction A part of the aqueous medium may be distilled off after completion. In the suspension polymerization method, it is usually preferable to use 300 to 3000 parts by mass of water as a dispersion medium per 100 parts by mass of the monomer system.
[0091]
In the present invention, the average particle size and particle size distribution of the toner can be measured by various methods such as Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter), but in the present invention, Coulter Multisizer (manufactured by Coulter). Were connected to an interface (manufactured by Nikka) and a PC9801 personal computer (manufactured by NEC) to output the number distribution and volume distribution, and the data was output as data obtained by dividing the particle size range into 16 parts. As the electrolytic solution, a 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride. For example, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the volume and number of toners having a size of 2 μm or more are measured using the 100 μm aperture by the Coulter Multisizer. The number distribution was calculated. Then, the volume-based volume average particle diameter obtained from the volume distribution according to the present invention (Dv: the median value of each channel is the representative value of the channel), the volume variation coefficient (Sv), and the number-based number obtained from the number distribution. Length average particle diameter (D1), length variation coefficient (S1), mass-based coarse powder amount determined from volume distribution (8.00 μm or more), number-based fine powder amount calculated from number distribution (5 μm or less) Asked.
[0092]
As a method for measuring the charge amount in the present invention, EFV200 / 300 (manufactured by Powdertech) was used as a carrier in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 60%, and a mixture obtained by adding 0.5 g of developer to 10.0 g of carrier. Is placed in a 50 ml polyethylene bottle and shaken by hand 90 times. Next, as shown in FIG. 1, 1.0 to 1.2 g of the mixture is put into a metal measuring container 2 having a 500 mesh screen 3 at the bottom, and a metal lid 4 is formed. The total mass of the measurement container 2 at this time is weighed and is defined as W1g. Next, in a suction machine (at least a portion in contact with the measurement container 2), suction is performed from the suction port 7 and the air volume control valve 6 is adjusted so that the pressure of the vacuum gauge 5 is 250 mmAq. In this state, suction is performed for 2 minutes to remove the developer by suction. The potential of the electrometer 9 at this time is set to V (volt). Here, 8 is a capacitor, and the capacity is C (μF). Moreover, the mass of the whole measuring machine after suction is weighed and is defined as W2 (g). The triboelectric charge amount (μC / g or mC / kg) of this developer is calculated by the following equation.
Frictional charge amount = CV / (W1-W2)
[0093]
The toner shape factors SF-1 and SF-2 in the present invention are calculated by the following method. SF-1 and SF-2 use Hitachi FE-SEM (S-800) to sample 100 toner images at random, and the image information is an image analysis device (Luxex 3) manufactured by Nireco through an interface. The value obtained from the following formula is defined by introducing and analyzing.
SF-1 = {(MXLNG)²  / AREA} × (π / 4) × 100
SF-2 = {(PERI)²/ AREA} × (1 / 4π) × 100
(MXLNG: absolute maximum length, AREA: toner projection area, PERI: circumference)
[0094]
The shape factor SF-1 of the toner indicates the degree of sphericity, and when it is greater than 140, the shape gradually changes from a spherical shape to an indefinite shape. SF-2 indicates the degree of unevenness. If it is greater than 120, the unevenness of the toner surface becomes remarkable.
[0095]
In the DSC measurement according to the present invention, since the heat exchange of the toner is measured and its behavior is observed, it is necessary to measure with a differential scanning calorimeter with high accuracy of internal heat input compensation type from the measurement principle. For example, DSC-7 manufactured by Perkin Elmer can be used.
[0096]
The measurement method is performed according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present invention is a DSC curve that is measured when the temperature is lowered once and the temperature is raised in the range of a temperature rate of 10 ° C./min and a temperature of 0 to 200 ° C. .
[0097]
The endothermic peak temperature is a peak temperature in a positive direction in the DSC curve, that is, a point at which the differential value of the peak curve becomes 0 when changing from positive to negative.
[0098]
In the present invention, the primary particle size of silica fine particles and inorganic fine particles is measured by taking a photograph of the surface of toner particles magnified 100,000 times with a scanning electron microscope FE-SEM (S-4700, manufactured by Hitachi, Ltd.) The enlarged photograph is further enlarged as necessary, and the particle diameter of each particle is measured using a ruler, caliper, etc. for 50 or more particles.
[0099]
At that time, the composition determination of the fine particles is performed by detecting only a specific element designated by the X-ray microanalyzer of the apparatus.
[0100]
In the present invention, the specific surface area was calculated by adsorbing nitrogen gas on the sample surface using a specific surface area measuring device Auto Soap 1 (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.) according to the BET method, and using the BET multipoint method.
[0101]
An example of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view of the image forming apparatus of the present invention.
[0102]
The main body of the image forming apparatus is provided with a first image forming unit 28a, a second image forming unit 28b, a third image forming unit 28c, and a fourth image forming unit 28d. It is formed on a transfer material through a transfer process.
[0103]
The configuration of each image forming unit provided in the image forming apparatus will be described by taking the first image forming unit 28a as an example.
[0104]
The first image forming unit 28a includes an electrophotographic photosensitive drum 19a having a diameter of 30 mm as a latent image carrier, and the photosensitive drum 19a is rotated in the direction of arrow a. Reference numeral 16a denotes a primary charger as a charging means, and a charging roller having an elasticity of 12 mm in diameter is used so as to come into contact with the photosensitive drum 19a. Reference numeral 23a denotes an exposure device as a latent image forming unit for forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum 19a. Reference numeral 17a denotes a developing device as developing means for developing the electrostatic latent image carried on the photosensitive drum 19a to form a color toner image, and holds a one-component color toner. Further, the developing unit 17a has a developing sleeve 15a having elasticity, and the electrostatic latent image on 19a is developed by causing the photosensitive drum 19a to contact 15a, thereby obtaining a color toner image. Reference numeral 24a denotes a transfer roller as transfer means for transferring the color toner image formed on the surface of the photosensitive drum 19a onto the surface of the transfer material conveyed by the belt-like transfer material carrier 25. This transfer roller Reference numeral 24 a can be applied to a transfer bias in contact with the back surface of the transfer material carrier 25.
[0105]
The first image forming unit 28a first uniformly charges the photosensitive member of the photosensitive drum 19a at the charging unit by the primary charger 16a, and then forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by the exposure device 23a. The developing unit 17a develops the electrostatic latent image using color toner in the developing unit, and the developed toner image is carried on the first transfer unit (contact position between the photosensitive member and the transfer material) and the transfer material is carried on the belt. The transfer material is transferred onto the surface of the transfer material by applying a transfer bias from the transfer roller 24a that is in contact with the back surface of the transfer material carrier 25.
[0106]
The toner remaining on the surface of the photosensitive drum 19a after the transfer is cleaned by a cleaner 18a that contacts the photosensitive member.
[0107]
As shown in FIG. 1, the present image forming apparatus has the same configuration as the first image forming unit 28a as described above, and the second image forming unit 28b having a different color toner held in the developing device, Four image forming units of a third image forming unit 28c and a fourth image forming unit 28d are provided side by side. For example, yellow toner is used for the first image forming unit 28a, magenta toner is used for the second image forming unit 28b, cyan toner is used for the third image forming unit 28c, and black toner is used for the fourth image forming unit 28d. The transfer of each color toner onto the transfer material is sequentially performed at the transfer portion of each image forming unit. In this step, the color toners are superimposed on each other by the movement of the transfer material on the same transfer material while matching the registration. When the transfer is completed, the transfer material is separated from the transfer material carrier 25 by the separation charger 20. Then, it is sent to the fixing device 22 by a conveying means such as a conveying belt, and a final full-color image is obtained by only one fixing.
[0108]
【Example】
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples.
[0109]
[Production Example 1]
To 700 parts by mass of ion-exchanged water, 0.1M-Na_ThreePO_FourAfter 450 parts by mass of the aqueous solution was charged and heated to 50 ° C., the mixture was stirred at 10,000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). To this, 1.0M-CaCl₂Gradually add 70 parts by weight of aqueous solution and add Ca._Three(PO_Four)₂An aqueous medium containing was obtained.
[0110]

The above formulation was heated to 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed at 9,000 rpm using a TK homomixer. Into this, 5 parts by mass of a polymerization initiator 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved to prepare a polymerizable monomer composition.
[0111]
The polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium and stirred at 8,000 rpm using a TK homomixer at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere to granulate the polymerizable monomer composition. .
[0112]
Thereafter, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 70 ° C. in 2 hours, and after 4 hours, the temperature was raised to 80 ° C. at a temperature raising rate of 40 ° C./Hr and reacted for 5 hours. After completion of the polymerization reaction, the residual monomer is distilled off under reduced pressure, and after cooling, hydrochloric acid is added to dissolve the calcium phosphate salt, followed by filtration, washing with water, drying and classification, and the weight average particle size is 7.3 μm. The number of particles of 4 μm or less is 8.3% by number, the endothermic peak in differential thermal analysis is 73 ° C., the half-value width of the endothermic peak is 3.2 ° C., the shape factor SF-1 is 112, SF-2 Obtained base particles (base C) of 107 cyan toner.
[0113]
For 100 parts by mass of cyan toner base particles, 1.2 parts by mass of silica fine particles (S-1) shown in Table 1 and a BET specific surface area shown in Table 2 as inorganic fine particles of 100 m²The cyan toner (C-1) of the present invention having a charge amount of 60 mC / kg was obtained by mixing 0.15 parts by mass of aluminum oxide / g with a Henschel mixer.
[0114]
[Table 1]

[0115]
[Table 2]

[0116]
[Table 3]

[0117]
[Table 4]

[0118]
[Table 5]

[0119]
[Production Examples 2 to 11]
As shown in Table 6, a toner was produced in the same manner as in Production Example 1 except that the type and amount of the external additive added to and mixed with the cyan matrix particles (matrix C) described in Production Example 1 were changed. .
[0120]
[Production Example 12]
C. described in Production Example 1 I. Except for changing Pigment Blue 15: 3 to Pigment Yellow 17, the weight average particle diameter is 7.1 μm, particles of 4 μm or less are 8.6% by number, and differential thermal analysis is performed. The endothermic peak was at 73 ° C., the half-value width of the endothermic peak was 3.1 ° C., and base toner particles (base Y) having a shape factor SF-1 of 113 and SF-2 of 106 were obtained.
[0121]
With respect to 100 parts by mass of the yellow toner base particles, 1.2 parts by mass of silica fine particles (S-1) shown in Table 1 and a BET specific surface area of 100 m as inorganic fine particles²The yellow toner (Y-1) of the present invention having a charge amount of 62 mC / kg was obtained by mixing 0.15 parts by mass of aluminum oxide / g with a Henschel mixer.
[0122]
[Production Examples 13 to 22]
As shown in Table 6, a toner was produced in the same manner as in Production Example 12 except that the type and amount of the external additive added to and mixed with the yellow base particles (base Y) described in Production Example 12 were changed. .
[0123]
[Production Example 23]
C. described in Production Example 1 I. Except for changing Pigment Blue 15: 3 to Pigment Red 122, the same method as in Production Example 1, except that the weight average particle size is 7.2 μm, the number of particles of 4 μm or less is 8.7% by number, and differential thermal analysis The endothermic peak was at 73 ° C., the half width of the endothermic peak was 3.1 ° C., and magenta toner base particles (base M) with a shape factor SF-1 of 111 and SF-2 of 102 were obtained.
[0124]
1.2 parts by mass of silica fine particles (S-1) shown in Table 1 with respect to 100 parts by mass of magenta toner base particles, and a BET specific surface area of 100 m as inorganic fine particles²0.15 parts by mass of aluminum oxide / g was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner (M-1) of the present invention having a charge amount of 61 mC / kg.
[0125]
[Production Examples 24-33]
As shown in Table 6, a toner was produced in the same manner as in Production Example 23, except that the type and amount of the external additive added to and mixed with the magenta matrix particles (matrix M) described in Production Example 23 were changed. .
[0126]
[Production Example 34]
C. described in Production Example 1 I. Except for changing CI Pigment Blue 15: 3 to carbon black, the same method as in Production Example 1 is used, and the weight average particle size is 7.0 μm and the particle size of 4 μm or less is 8.8% by number. The peak was at 73 ° C., the half-value width of the endothermic peak was 3.2 ° C., and black toner base particles (base BK) having a shape factor SF-1 of 115 and SF-2 of 107 were obtained.
[0127]
With respect to 100 parts by mass of the black toner base particles, 1.2 parts by mass of silica fine particles (S-1) shown in Table 1 and a BET specific surface area of 100 m as inorganic fine particles²0.15 parts by mass of aluminum oxide / g was mixed with a Henschel mixer to obtain a black toner (BK-1) of the present invention having a charge amount of 58 mC / kg.
[0128]
[Production Examples 35 to 44]
As shown in Table 6, a toner was produced in the same manner as in Production Example 34, except that the type and amount of the external additive added to and mixed with the black base particles (matrix BK) described in Production Example 34 were changed. .
[0129]
[Table 6]

[0130]
[Example 1]
This toner was evaluated using the image forming apparatus shown in FIG. The results are shown in Table 7.
[0131]
Time from the start of transfer of the first color to the start of transfer of the second color (inter-transfer time): 0.7 seconds
Diameter of photosensitive drum: 30 mm
Transfer current / transfer voltage: 1.2 kV
Transfer portion pressure: Linear pressure 34.3 N / m (35 g / cm)
[0132]
The evaluation paper is A4 size transfer paper (basis weight 90 g / m) unless otherwise specified.²)It was used.
[0133]
(Re-transfer evaluation method)
The retransfer was evaluated by the following method.
[0134]
First, two image forming units (for example, 28a and 28b in FIG. 2) are selected, and the cyan toner obtained in the toner production example is placed in the first developing device (for example, 17a in FIG. 2), and the second developing device ( Example: 17b in FIG. 2 is installed in the image forming apparatus without toner.
[0135]
Print continuously 10,000 sheets (10k) in an environment of room temperature 15 ° C and humidity 10%, and output a solid image at the initial 3000 sheets (3k), 5000 sheets (5k), and 10000 sheets (10k). At that time, the toner (C1) to be retransferred to the photosensitive drum of the second image forming unit is collected with a tape, and the density is measured with a Macbeth densitometer using an amber filter to evaluate the retransferability.
○: Concentration 0.02 or less
○ △: Concentration more than 0.02 to 0.06 or less
Δ: Concentration more than 0.06 to 0.10 or less
Δ ×: concentration over 0.10 to 0.25 or less
×: Concentration over 0.25
[0136]
(Transfer defect)
The evaluation of the transfer failure was performed by the following method.
[0137]
First, the four color toners produced in the toner production examples 1, 12, 23, and 34 are applied to four developing units (for example, 17a, 17b, 17c, and 17d in FIG. 2) from the transfer material traveling direction to yellow, magenta, and cyan. , In the order of black, and installed in the image forming apparatus.
[0138]
Print continuously 10,000 sheets under an environment of room temperature 32 ° C and humidity 85%, and output a solid image with four colors superimposed at the initial 3000 sheets, 5000 sheets, and 10000 sheets, and what image area of the transferred image It was evaluated whether or not the concentration difference was disturbed.
○: Disturbance 1% or less
○ △: Disturbance more than 1% to 3% or less
Δ: Disturbance more than 3% to 7% or less
Δ: Disturbance more than 7% to 15 or less
×: Over 15 disturbances
[0139]
(Fog)
The fog was evaluated by the following method.
[0140]
An image forming apparatus containing toner is installed in the same manner as in the case of transfer defect evaluation.
[0141]
Print continuously 10,000 sheets in an environment of room temperature 15 ° C and humidity 10%, and output a solid white image at the time of 10,000 sheets. The whiteness of the transfer paper before printing and the whiteness of the transfer paper after printing the solid white The fog was calculated using a reflectometer (Tokyo Denshoku Co., Ltd.).
Fog = (whiteness before printing)-(whiteness after printing)
[0142]
(Image density)
Image density was evaluated by the following method.
[0143]
An image forming apparatus containing toner is installed in the same manner as in the case of transfer defect evaluation.
[0144]
Continuous printing was performed on 10,000 sheets in an environment of room temperature of 15 ° C., humidity of 10% and room temperature of 32 ° C., humidity of 85%, and a solid image of 10 mm × 10 mm was output at the initial 10,000 sheets and evaluated with a Macbeth densitometer.
[0145]
  Example 23, 7, Reference Examples 4 to 6, 8, 9]
  As shown in Table 7, the same toner as in Example 1 was used except that the toner to be used was changed to the toner described in toner production example C / Y / M / BK, and the transfer time and the photosensitive drum diameter were changed. The method was evaluated. The results are shown in Table 7.
[0146]
[Comparative Examples 1 and 2]
As shown in Table 7, the same toner as in Example 1 was used except that the toner to be used was changed to the toner described in toner production example C / Y / M / BK, and the transfer time and the photosensitive drum diameter were changed. The method was evaluated. The results are shown in Table 7.
[0147]
[Table 7]

[0148]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a tandem type image forming apparatus having a plurality of image forming units each including a photosensitive drum, a contact charging device, and a developing device, re-transfer is performed by defining physical property values of two types of additives. In addition, it is possible to provide an image forming apparatus with high image quality and high durability that is free from transfer defects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a charge amount measuring apparatus used for toner charge amount measurement of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an example of an image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
16a Primary charger
17a Developer
19a Photosensitive drum
22 Fixing device
23a Exposure apparatus
24a Transfer roller
28a Image forming unit

Claims (3)

Diameter of at least 25 to 48mm photosensitive drum has a plurality of image forming units having a contact charging device and the developing device, and have a transfer apparatus for transferring a transfer material an image formed by the plurality of image forming units In a color image forming apparatus in which the time from the start of transfer of the first color to the start of transfer of the second color is 2.0 seconds or less ,
(1) Silica fine particles having a primary particle diameter of less than 40 nm and a BET specific surface area of 50 to 180 m ² / g treated with 5 to 30% by mass of dimethyl silicone oil having a viscosity of 10 to 300 cSt (mm ² / s); (2) A non-magnetic one-component toner comprising a hydrotalcite compound represented by the following general formula (1) and inorganic fine particles having a BET specific surface area of 1.0 to 50 m ² / g. An image forming apparatus having each developing device.

(Where 0 <[X = (x1 + x2 +... + Xk)] ≦ 0.5, Y = (y1 + y2 +. Are different metals selected from the group consisting of Zn, Ca, Ba, Ni, Sr, Cu and Fe, L2, L3... And Lk are different metals selected from the group consisting of B, Ga, Fe, Co and In, A ⁿ⁻ represents an n-valent anion, and m ≧ 0.) 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner has a shape factor SF1 of 100 to 170 and a shape factor SF2 of 100 to 140. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner has a shape factor SF1 of 100 to 120 and a shape factor SF2 of 100 to 115.

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