JP4928116B2 - Replenishment developer and development method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式に用いられる補給用現像剤及びそれを用いた画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a replenishment developer used in an electrophotographic system, an electrostatic recording system, and an electrostatic printing system, and an image forming method using the same.
電子写真方式では、一様に帯電した感光ドラム(像担持体)に像露光を行って潜像を形成し、潜像を現像してトナー像とした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写する。トナー像を担持した転写材が定着装置を通過することによりトナーは転写材上に定着する。 In the electrophotographic system, a uniformly charged photosensitive drum (image carrier) is subjected to image exposure to form a latent image, the latent image is developed into a toner image, and then the toner image is transferred to a recording material such as recording paper. Transcript to. When the transfer material carrying the toner image passes through the fixing device, the toner is fixed on the transfer material.
潜像を、トナーを用いて現像する方法のうち、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤を使用する二成分現像方法が、高画質が要求されるフルカラー複写機又はプリンタに好適に用いられている。二成分現像方法において、キャリアは摩擦帯電により適当量の正又は負の帯電量をトナーに付与し、また、該摩擦帯電の静電引力によりキャリア表面にトナーを担持する。トナーを担持したキャリアは現像剤担持体(現像スリーブ)に向け供給される。そして、トナーを担持したキャリアは、現像用および現像剤搬送用の磁石が内部に設けられた現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成した状態で担持され、感光ドラム上に担持された静電潜像によって静電吸着されて、潜像の可視像処理に用いられるようになっている。 Of the methods for developing latent images using toner, the two-component development method using a two-component developer in which toner and carrier are mixed is suitably used for a full-color copying machine or printer that requires high image quality. It has been. In the two-component development method, the carrier imparts an appropriate amount of positive or negative charge to the toner by frictional charging, and the toner is carried on the surface of the carrier by electrostatic attraction of the frictional charging. The carrier carrying the toner is supplied toward the developer carrying member (developing sleeve). The carrier carrying the toner is carried in a state where a magnetic brush is formed on the surface of the developing sleeve in which a magnet for developing and developer conveyance is provided, and the electrostatic latent image carried on the photosensitive drum. Is used for the visible image processing of the latent image.
通常の二成分現像法において、現像装置内のトナーは消費され、新たなトナーによって不足した分の補充が行われるが、キャリアは継続して使用され、劣化するので、現像特性が悪化する。このため定期的に現像装置内の現像剤を交換するというメンテナンス作業が発生する。これを解決するために、補給トナーとキャリアを一定比率で補給し、現像性能が低下した現像装置内のキャリアを徐々に新しいキャリアと交換し、これらのメンテナンス作業を不要とするという提案がなされている(例えば特許文献1参照)。 In the normal two-component development method, the toner in the developing device is consumed, and replenishment for the shortage is performed with new toner, but the carrier is continuously used and deteriorated, so the development characteristics deteriorate. For this reason, a maintenance work of periodically replacing the developer in the developing device occurs. In order to solve this problem, a proposal has been made that the replenishment toner and the carrier are replenished at a constant ratio, and the carrier in the developing device whose developing performance is deteriorated is gradually replaced with a new carrier so that the maintenance work is unnecessary. (For example, refer to Patent Document 1).
また、近年、複写装置やプリンタは、更なる高速・高画質が要求されてきている。
1本の現像スリーブを有する現像装置の場合、現像をより高速で行う際、十分な現像ができないことがある。これは、感光ドラムに対する現像領域が比較的狭いため、潜像に十分なトナーを現像することができないことによる。
In recent years, copying machines and printers have been required to have higher speed and higher image quality.
In the case of a developing device having one developing sleeve, sufficient development may not be possible when developing at higher speed. This is due to the fact that the development area for the photosensitive drum is relatively narrow, so that sufficient toner cannot be developed for the latent image.
さらに、複写装置やプリンタの小型化のために感光ドラムの小径化の検討も行われている。感光ドラムが小径化されると、ますます現像領域が狭くなり、その結果、十分な現像ができないことがある。 Further, in order to reduce the size of copying machines and printers, studies have been made on reducing the diameter of the photosensitive drum. As the diameter of the photosensitive drum is reduced, the development area becomes increasingly narrow, and as a result, sufficient development may not be possible.
これらの対策としては、感光ドラムの線速に対して現像スリーブの線速をあげる、例えば、3倍以上の線速にすることがある。しかし、このように感光ドラムに対して現像スリーブの線速をあげた場合、感光ドラム上のトナー像の後端または前端に、白抜けといわれる、トナーの載り量が少なくなりその結果一部分が白くなるような画像欠損部が生じることがあった。 As a countermeasure for these, there is a case where the linear velocity of the developing sleeve is increased with respect to the linear velocity of the photosensitive drum, for example, the linear velocity is three times or more. However, when the linear velocity of the developing sleeve is increased with respect to the photosensitive drum in this way, the amount of toner that is said to be white is reduced at the rear end or front end of the toner image on the photosensitive drum, and as a result, a part of the toner becomes white. In some cases, such an image defect portion occurs.
そこで、このような不具合を解消するため、上述した現像スリーブを感光ドラムの移動方向に沿って複数並列して設置し、現像領域を増やす構造を有する現像装置が提案されている(例えば特許文献2参照)。
例えば図1に示すような現像装置である。この図1の現像装置100は現像剤を収容した現像容器2を備え、現像容器2の感光ドラム10と対面した開口部に複数のスリーブ(現像スリーブ8、11)を有している。
このような現像装置の場合、現像領域が複数箇所あるため、十分に現像が行われ、画像の一部が白くなるような画像欠損は生じず、高画質を得ることができる。
In order to solve such a problem, a developing device having a structure in which a plurality of developing sleeves described above are installed in parallel along the moving direction of the photosensitive drum to increase the developing area has been proposed (for example, Patent Document 2). reference).
For example, a developing device as shown in FIG. The developing
In the case of such a developing device, since there are a plurality of development areas, development is sufficiently performed, and image defects such that part of the image becomes white do not occur, and high image quality can be obtained.
しかし、高画質を達成するために、複数の現像スリーブを有し、かつ、メンテナンス作業を不要とするために、補給トナーとキャリアを一定比率で補給し、現像性能が低下した現像装置内のキャリアを徐々に新しいキャリアと交換する現像装置を用い、高速で印刷すると、新たな問題が発生することがあった。 However, in order to achieve high image quality, there are a plurality of developing sleeves, and in order to eliminate the need for maintenance work, replenishment toner and carrier are replenished at a constant ratio, and the carrier in the developing device has deteriorated developing performance. When using a developing device that gradually replaces the toner with a new carrier and printing at high speed, a new problem may occur.
高速で印刷が行われるために、補給された補給用現像剤が即現像に使用される。その結果、通常の補給用現像剤では均一に混合されないうちに使用されてしまい、トナーの帯電量が不均一になり、現像特性が悪化することがあった。 Since printing is performed at a high speed, the supplied replenishment developer is used for immediate development. As a result, ordinary replenishment developers are used before they are uniformly mixed, the toner charge amount becomes non-uniform, and the development characteristics may deteriorate.
さらに、例えば図1に示される第1現像スリーブ8から第2現像スリーブ11へ剤の受渡し時に、高速で印刷を行うために、現像剤の一部が現像スリーブ11への受け渡しについていくことができず、現像スリーブ8についたまま回ってしまう現象(連れ回り現象)が生じる。この連れ回った現像剤は、現像スリーブ8で一度現像され、トナーを消費しているため、トナーとキャリアの比率が他の現像剤と異なっている。このため、トナーの電荷が一定ではなくなり画像に乱れが生じることがあった。 Further, for example, when the agent is transferred from the first developing sleeve 8 to the second developing sleeve 11 shown in FIG. 1, a part of the developer can be transferred to the developing sleeve 11 in order to perform printing at high speed. In other words, a phenomenon (rotation phenomenon) occurs in which the developing sleeve 8 is rotated while being attached. The developed developer is developed once by the developing sleeve 8 and consumes the toner, so that the ratio of the toner and the carrier is different from that of the other developers. For this reason, the toner charge is not constant and the image may be disturbed.
そこで、このような不具合を解決するために、例えば図1に示される第1現像スリーブ8と第2現像スリーブ11の間に現像剤を掻き取る部材を備えるという提案が行われている。しかし、このように物理的に現像剤を掻き取る場合、掻き取り時に現像剤に強いストレスがかかり、現像剤が劣化したり、また、掻き取り部材のために現像スリーブ表面に傷が入り、現像性が悪化したりすることがあった(例えば特許文献3参照)。 Therefore, in order to solve such a problem, for example, a proposal has been made that a member for scraping off the developer is provided between the first developing sleeve 8 and the second developing sleeve 11 shown in FIG. However, when the developer is physically scraped in this way, a strong stress is applied to the developer at the time of scraping, the developer is deteriorated, or the surface of the developing sleeve is scratched due to the scraping member. In some cases, the characteristics deteriorated (see, for example, Patent Document 3).
また、例えば図1の現像装置100では、規制ブレード(現像剤層厚規制部材)9を用いて現像剤層厚を一定に保っている。規制ブレード9近傍では、規制ブレード9に掻き取られることにより現像スリーブ8から排除された現像剤が溜まりがちである。この規制ブレード9の現像容器2内部側は、現像スリーブ8内に固定されたマグネット8’のS1極とN1極の2極により発生する磁力により現像剤が保持される。このため、規制ブレード9に掻き取られた現像剤が溜まりやすい。更に高速印刷のために、現像スリーブ8が高速で回転する。そして、規制ブレード9に溜まった現像剤に大きなストレスがかかり、現像剤が劣化し、その結果、画像が劣化することがあった。
そこで、本発明の目的は、現像スリーブの回転速度が250mm/sec以上の高速印刷において、高画質そして高耐久性を達成するための補給用現像剤及びそれを用いた画像形成方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a developer for replenishment and an image forming method using the same for achieving high image quality and high durability in high-speed printing in which the rotation speed of the developing sleeve is 250 mm / sec or more. It is.
本発明者らが鋭意検討した結果、像担持体の回転方向に二つの現像剤担持体と現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤層厚規制部材とを少なくとも有する現像装置を用い、トナーとキャリアとを少なくとも含有する補給用現像剤を現像装置に補給しながら現像し、現像装置内部で過剰になったキャリアを必要に応じて現像装置から排出する二成分現像方法に使用するための補給用現像剤であって、該補給用現像剤は、キャリア1質量部に対して、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部
以下の配合割合で含有し、該キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm以上70μm以下であり、該キャリアの真比重が2.5g/cm3以上4.2g/cm3以下であり、1000/4π(kA/m)の磁界下における、該キャリアの磁化の強さが40Am2/kg以上70Am2/kg以下である特有のトナー及びキャリアを含有する補給用現像剤を用いることで、高速印刷でも高画質そして高耐久性を達成することができることを見出した。
As a result of intensive studies by the present inventors, a developing device having at least two developer carriers in the rotation direction of the image carrier and a developer layer thickness regulating member for forming a developer layer on the developer carrier. Is used in a two-component development method in which a developer for replenishment containing at least toner and a carrier is developed while being replenished to the developing device, and the excess carrier inside the developing device is discharged from the developing device as necessary. The replenishment developer comprises a toner containing at least a binder resin and a colorant in an amount of 2 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 1 part by weight of the carrier. The carrier has a 50% particle size (D 50 ) of 15 μm or more and 70 μm or less based on the volume distribution of the carrier, the true specific gravity of the carrier is 2.5 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less, and 1000 / 4π ( By using a replenishment developer containing a specific toner and carrier in which the carrier has a magnetization strength of 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less under a magnetic field of kA / m), high speed printing is possible. It has been found that image quality and high durability can be achieved.
上記の目的は、下記の本発明の構成により達成することができる。
(1)像担持体の回転方向に二つの現像剤担持体と、現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤層厚規制部材と、トナーとキャリアとを少なくとも含有する補給用現像剤と、を少なくとも有する現像装置であって、該補給用現像剤を現像装置に補給しながら現像し、現像装置内部で過剰になったキャリアを必要に応じて現像装置から排出する手段を有する現像装置であって、該補給用現像剤は、キャリア1質量部に対して、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有し、該キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm以上70μm以下であり、該キャリアの真比重が2.5g/cm3以上4.2g/cm3以下であり、1000/4π(kA/m)の磁界下における、該キャリアの磁化の強さが40Am2/kg以上70Am2/kg以下であることを特徴とする現像装置。
(2)該キャリアは、キャリアコアと、キャリアコアの表面をコートしているコート樹脂からなり、該キャリアコアは磁性体、または、樹脂及び磁性体を含有することを特徴とする(1)に記載の現像装置。
(3)該キャリアコアが、磁性体が分散されている磁性体含有樹脂キャリアコアであることを特徴とする(2)に記載の現像装置。
(4)該キャリアが、多孔質磁性体にコート樹脂が含浸された樹脂含浸キャリアであることを特徴とする(1)〜(3)の何れか一つに記載の現像装置。
(5)1000/4π(kA/m)の磁界下における、該キャリアの磁化と現像剤層厚規制部材に最も近接している現像剤担持体の磁極の磁束密度の積が3000mT・Am2/kg以上11200mT・Am2/kg以下であることを特徴とする(1)〜(4)の何れか一つに記載の現像装置。
(6)該現像装置内の二成分系現像剤の比重の該補給用現像剤の比重に対する比(該現像装置内の二成分系現像剤の比重/補給用現像剤の比重)が1.5以上3.0以下の範囲であることを特徴とする(1)〜(5)の何れか一つに記載の現像装置。
(7)前記二つの現像剤担持体の最近接距離が15μm以上3000μm以下であり、かつ、二つの現像剤担持体の間で、現像剤の受渡しが行われることを特徴とする(1)〜(6)の何れか一つに記載の現像装置。
(8)前記二つの現像剤担持体のうち、現像剤の受渡し上流側の現像剤担持体に現像剤層厚規制部材を有し、かつ、現像剤層厚規制部材と上流側の現像剤担持体の間の最近接距離が100μm以上3000μm以下であることを特徴とする(1)〜(7)の何れか一つに記載の現像装置。
The above object can be achieved by the following configuration of the present invention.
(1) For replenishment containing at least two developer carriers in the rotation direction of the image carrier , a developer layer thickness regulating member for forming a developer layer on the developer carrier, toner and a carrier a developing device comprising a developer, at least, has a means for developing with replenishing the replenishment developer in the developing device, is discharged from the developing device when necessary carriers becomes excessive in the developing device In the developing device, the replenishment developer contains 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less of a toner containing at least a binder resin and a colorant with respect to 1 part by weight of the carrier. 50% particle size (D 50 ) of 15 μm or more and 70 μm or less of the volume distribution standard of the carrier, the true specific gravity of the carrier is 2.5 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less, and 1000 / 4π (kA / m) under magnetic field The developing device is characterized in that the intensity of magnetization of the carrier is 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less.
(2) The carrier comprises a carrier core and a coating resin that coats the surface of the carrier core, and the carrier core contains a magnetic substance, or a resin and a magnetic substance. The developing device described.
(3) The developing device according to (2), wherein the carrier core is a magnetic material-containing resin carrier core in which a magnetic material is dispersed.
(4) The developing device according to any one of (1) to (3), wherein the carrier is a resin-impregnated carrier in which a porous magnetic material is impregnated with a coating resin.
(5) The product of the magnetization of the carrier and the magnetic flux density of the magnetic pole of the developer carrier closest to the developer layer thickness regulating member under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) is 3000 mT · Am 2 / The developing device according to any one of (1) to (4), wherein the developing device is in the range of 1 kg to 11200 mT · Am 2 / kg.
(6) The ratio of the specific gravity of the two-component developer in the developing device to the specific gravity of the replenishing developer (specific gravity of the two-component developer in the developing device / specific gravity of the replenishing developer) is 1.5. The developing device according to any one of (1) to (5), wherein the developing device has a range of 3.0 or less.
( 7 ) The closest distance between the two developer carriers is not less than 15 μm and not more than 3000 μm, and the developer is delivered between the two developer carriers. ( 6 ) The developing device according to any one of ( 6 ).
( 8 ) Of the two developer carriers, the developer carrier on the upstream side of delivery of the developer has a developer layer thickness regulating member, and the developer layer thickness regulating member and the upstream developer carrier The developing device according to any one of (1) to ( 7 ), wherein the closest distance between the bodies is 100 μm or more and 3000 μm or less.
本発明によれば、高速印刷でも高画質、高耐久性そして高信頼性を達成することができる補給用現像剤及びその画像形成方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a replenishment developer that can achieve high image quality, high durability, and high reliability even in high-speed printing, and an image forming method thereof.
本発明の補給用現像剤は少なくともトナーとキャリアを含有し、該トナーは少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有する。 The replenishment developer of the present invention contains at least a toner and a carrier, and the toner contains at least a binder resin and a colorant.
本発明で使用されるトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するものであれば特に限定されない。
トナーの結着樹脂としては、ポリエステル;ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン誘導体から得られる高分子化合物;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン共重合体;ポリ塩化ビニル;フェノール樹脂;変性フェノール樹脂;マレイン樹脂;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニル;シリコーン樹脂;脂肪族多価アルコール、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジアルコール類及びジフェノール類から選択される単量体を構造単位として有するポリエステル樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリビニルブチラール;テルペン樹脂;クマロンインデン樹脂;石油樹脂;が挙げられる。
The toner used in the present invention is not particularly limited as long as it contains at least a binder resin and a colorant.
As the toner binder resin, polyester; polystyrene; polymer compound obtained from styrene derivatives such as poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone Styrene copolymers such as copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers; polyvinyl chloride; phenol resins; modified phenol resins; male resins; METAKU Polyresin resin; Polyvinyl acetate; Silicone resin; Polyester resin having a monomer selected from aliphatic polyhydric alcohol, aliphatic dicarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic dialcohol and diphenol as a structural unit; Polyurethane resin; Polyamide resin; Polyvinyl butyral; Terpene resin; Coumarone indene resin; Petroleum resin.
本発明に用いられる着色剤としては、公知の染料または/及び顔料が使用される。顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを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。 As the colorant used in the present invention, known dyes and / or pigments are used. A pigment may be used alone, but it is more preferable from the viewpoint of the image quality of a full-color image to improve the sharpness by using a dye and a pigment together.
例えば以下に示すような着色剤がある。
マゼンタトナー用着色顔料しては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペルリン化合物が挙げられる。
マゼンタトナー用着色顔料の具体的な例には、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、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、254、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などが挙げられる。
For example, there are colorants as shown below.
Examples of the coloring pigment for magenta toner include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perlin compounds.
Specific examples of the color pigment for magenta toner include C.I. I.
マゼンタトナー用染料としては、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.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料;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、1
0、14、15、21、25、26、27、28などの塩基性染料;が挙げられる。
Examples of the magenta toner dye include C.I. I solvent red 1, 3, 8, 23, 24, 25, 27, 30, 49, 81, 82, 83, 84, 100, 109, 121, C.I. I. Disper thread 9, C.I. I. Solvent Violet 8, 13, 14, 21, 27, C.I. I. Oil-soluble dyes such as
And basic dyes such as 0, 14, 15, 21, 25, 26, 27, and 28.
シアントナー用着色顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45または下記式(へ)で示される構造を有する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などが挙げられる。
Examples of the color pigment for cyan toner include C.I. I.
イエロートナー用着色顔料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物が挙げられる。
イエロートナー用着色顔料の具体的な例には、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、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191、C.I.バットイエロー1、3、20などが挙げられる。
また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などのイエロートナー用染料も使用することができる。
Examples of the color pigment for yellow toner include condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal compounds, methine compounds, and allylamide compounds.
Specific examples of the color pigment for yellow toner include C.I. I.
In addition, C.I. I.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化鉄、上記に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。 Examples of the black colorant include carbon black, iron oxide, and those that are toned in black using the yellow / magenta / cyan colorant shown above.
着色剤は、カラートナーの場合、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性及びトナー中への分散性の点を考慮して選択される。
着色剤の含有量は、トナー用結着樹脂100質量部に対し0.1〜20質量部であることが好ましい。
In the case of a color toner, the colorant is selected in consideration of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner.
The content of the colorant is preferably 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin for toner.
本発明に用いられるトナーは公知の荷電制御剤を含有してもよい。
カラートナーの場合は、特に、無色又は淡色で、トナーの帯電スピードを速くさせ、且つ一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。更に本発明においては、重合法を用いてトナーを製造する場合には、重合阻害性がなく、水系媒体への可溶化物が無い荷電制御剤が特に好ましい。
The toner used in the present invention may contain a known charge control agent.
In the case of a color toner, a charge control agent that is colorless or light in color, can increase the toner charging speed, and can stably maintain a constant charge amount is particularly preferable. Furthermore, in the present invention, when a toner is produced using a polymerization method, a charge control agent that does not inhibit polymerization and has no solubilized product in an aqueous medium is particularly preferable.
荷電制御剤としては、ネガ系荷電制御剤やポジ系荷電制御剤などが挙げられる。
ネガ系荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などの酸、又はそれらの誘導体の金属化合物;スルホン酸又は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;ケイ素化合物;及びカリー
クスアレーンが好ましく用いられる。
ポジ系荷電制御剤としては、例えば、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;及びイミダゾール化合物が好ましく用いられる。
荷電制御剤の含有量は、トナー用結着樹脂100質量部に対し0.5〜10質量部であることが好ましい。しかしながら、荷電制御剤のトナー粒子への添加は必須ではない。
Examples of the charge control agent include negative charge control agents and positive charge control agents.
Negative charge control agents include, for example, acids such as salicylic acid, dialkylsalicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid, or metal derivatives thereof; polymer compounds having sulfonic acid or carboxylic acid in the side chain; boron compounds Urea compounds; silicon compounds; and calixarenes are preferably used.
As the positive charge control agent, for example, a quaternary ammonium salt; a polymer compound having the quaternary ammonium salt in the side chain; a guanidine compound; and an imidazole compound are preferably used.
The content of the charge control agent is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin for toner. However, the addition of a charge control agent to the toner particles is not essential.
また、本発明に用いられるトナーは流動化剤を含有してもよい。
流動化剤としては、流動化剤をトナーへ添加する前と後を比較して、流動性が増加し得るものであれば、どのようなものでも使用が可能である。
流動化剤としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末;酸化チタン微粉末;アルミナ微粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ;フッ素系樹脂粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末及び微粉末シリカに、シラン化合物、有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤、及びシリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等が含まれる。
The toner used in the present invention may contain a fluidizing agent.
Any fluidizing agent can be used as long as it can increase fluidity before and after the fluidizing agent is added to the toner.
Examples of the fluidizing agent include fluorine resin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder; titanium oxide fine powder; alumina fine powder; fine powder silica such as wet process silica and dry process silica; fluorine Examples thereof include treated silica obtained by subjecting a system resin powder, titanium oxide fine powder, alumina fine powder and fine powder silica to surface treatment with a silane compound, an organosilicon compound, a titanium coupling agent, silicone oil, and the like.
好ましい乾式製法シリカとしては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術によって製造されるものである。乾式製法シリカとしては、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するものである。その基礎となる反応式は次式(1)である。
(1): SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等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粉体を得ることも可能であり、乾式製法シリカとしてはそれらも包含する。
前記乾式製法シリカの粒径は、平均の一次粒径として0.001〜2μmの範囲内であることが望ましく、特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範囲内のシリカ微粉体を使用するのが良い。
A preferred dry process silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound, which is called so-called dry process silica or fumed silica, and is produced by a conventionally known technique. As the dry process silica, for example, a thermal decomposition oxidation reaction in an oxyhydrogen flame of silicon tetrachloride gas is used. The basic reaction formula is the following formula (1).
(1): SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl
In this production process, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and another metal oxide by using another metal halogen compound such as aluminum chloride or titanium chloride together with a silicon halogen compound. Also includes them.
The particle diameter of the dry process silica is preferably within a range of 0.001 to 2 μm as an average primary particle diameter, and particularly preferably a silica fine powder within a range of 0.002 to 0.2 μm is used. Is good.
また、前記酸化チタン微粉末の例には、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化合物、例えばチタンアルコキシド、チタンハライド、チタンアセチルアセトネートの低温酸化(熱分解、加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が含まれる。結晶系酸化チタン微粉末としてはアナターゼ型、ルチル型、これらの混晶型、アモルファスのいずれの酸化チタン微粉末が挙げられる。 Examples of the titanium oxide fine powder include fine particles of titanium oxide obtained by low-temperature oxidation (thermal decomposition, hydrolysis) of sulfuric acid method, chlorine method, volatile titanium compounds such as titanium alkoxide, titanium halide, and titanium acetylacetonate. Is included. Examples of the crystalline titanium oxide fine powder include anatase type, rutile type, mixed crystal type of these, and amorphous titanium oxide fine powder.
そして、前記アルミナ微粉末の例には、バイヤー法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法、有機アルミニウム加水分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、塩化アルミニウムの火焔分解法により得られるアルミナ微粉体が含まれる。結晶系アルミナ微粉体としてはα,β,γ,δ,ξ,η,θ,κ,χ,ρ型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのアルミナ微粉体が挙げられ、α,δ,γ,θ,混晶型,アモルファスのアルミナ微粉体が好ましく用いられる。 Examples of the alumina fine powder include a buyer method, an improved buyer method, an ethylene chlorohydrin method, an underwater spark discharge method, an organoaluminum hydrolysis method, an aluminum alum pyrolysis method, an ammonium aluminum carbonate pyrolysis method, a chlorination method. Alumina fine powder obtained by the flame decomposition method of aluminum is included. Examples of the crystalline alumina fine powder include α, β, γ, δ, ξ, η, θ, κ, χ, ρ type, mixed crystal type and amorphous alumina fine powders. Α, δ, γ , Θ, mixed crystal type, amorphous alumina fine powder is preferably used.
該微粉末は、その表面が疎水化処理をされていることがより好ましい。または、オイル処理されていてもよい。 More preferably, the surface of the fine powder is subjected to a hydrophobic treatment. Or it may be oil-treated.
上記微粉末の表面の疎水化処理方法は、微粉末と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的、または物理的に処理する方法である。 The method of hydrophobizing the surface of the fine powder is a method of chemically or physically treating with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with the fine powder.
上記疎水化処理方法として好ましい方法は、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により
生成されたシリカ微粒子を有機ケイ素化合物で処理する方法である。
前記有機ケイ素化合物の例には、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、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および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のSiにそれぞれ水酸基を一つずつ有するジメチルポリシロキサン等が含まれる。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
A preferable method for the hydrophobic treatment is a method in which silica fine particles produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound are treated with an organosilicon compound.
Examples of the organosilicon compound include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, Brommethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxy Silane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1 , 3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane having 2 to 12 siloxane units per molecule and having one hydroxyl group each in the terminal unit of Si. These are used alone or in a mixture of two or more.
該微粉末の含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.8質量部以上8.0質量部以下であることが好ましく、1.0質量部以上4.0質量部以下であることがより好ましい。 The content of the fine powder is preferably 0.8 parts by mass or more and 8.0 parts by mass or less, and 1.0 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. More preferred.
本発明に用いられる流動化剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが流動性付与性の観点で好ましい。
また、流動化剤の好ましい含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.01質量部以上8質量部以下、より好ましくは0.1質量部以上4質量部以下である。
The fluidizing agent used in the present invention has a specific surface area by nitrogen adsorption measured by BET method of 30 m 2 / g or more, preferably 50 m 2 / g or more from the viewpoint of fluidity imparting property.
Further, the content of the fluidizing agent is preferably 0.01 parts by mass or more and 8 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 4 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles.
トナー粒子を製造する方法としては、結着樹脂及び着色剤、その他の内添物を溶融混練し、混練物を冷却後、粉砕及び分級する方法;懸濁重合方法を用いて直接トナー粒子を生成する方法;単量体では可溶であるが、重合体を形成すると不溶となる単量体と水系有機溶媒を用いて直接トナー粒子を生成する分散重合方法;水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法を用いトナー粒子を製造する方法;少なくとも重合体微粒子及び着色剤微粒子を凝集して微粒子凝集体を形成する工程と該微粒子凝集体中の微粒子間の融着を起こさせる熟成工程を経て得られる乳化凝集法;などがある。 As a method for producing toner particles, a binder resin, a colorant, and other internal additives are melt-kneaded, the kneaded material is cooled, pulverized and classified; a toner particle is directly generated using a suspension polymerization method. A dispersion polymerization method in which toner particles are directly generated using a monomer that is soluble in a monomer but insoluble when a polymer is formed, and an aqueous organic solvent; in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator A method of producing toner particles by using an emulsion polymerization method represented by a soap-free polymerization method in which toner particles are directly polymerized to form toner particles; a step of agglomerating at least polymer fine particles and colorant fine particles to form fine particle aggregates and the fine particles For example, an emulsion aggregation method obtained through an aging step for causing fusion between fine particles in the aggregate.
粉砕方法でのトナー製造手順について説明する。
粉砕方法における原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも結着樹脂、着色剤、必要に応じて離型剤等の原材料を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等が挙げられる。
更に、上記で配合し、混合したトナー原料を溶融混練して、結着樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させ着色樹脂組成物を得る。その溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
そして一般的には上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕される。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン
社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、重量平均粒径3〜11μmの分級品を得る。
必要に応じて、表面改質工程で表面改質として球形化処理を行うことも可能である。例えば奈良機械製作所製のハイブリタイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステムを用いて、上記球形化処理を行い、分級品とすることもできる。
A toner manufacturing procedure in the pulverization method will be described.
In the raw material mixing step in the pulverization method, at least a binder resin, a colorant, and, if necessary, raw materials such as a release agent are weighed and mixed as a toner internal additive and mixed. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, and a Nauter mixer.
Further, the toner raw materials blended and mixed as described above are melt-kneaded to melt the binder resin, and a colorant or the like is dispersed therein to obtain a colored resin composition. In the melt-kneading step, for example, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used. In recent years, single-screw or twin-screw extruders have become mainstream due to the advantage of being capable of continuous production. For example, KTK type twin screw extruder manufactured by Kobe Steel, TEM type twin screw extruder manufactured by Toshiba Machine In general, a twin-screw extruder manufactured by Kay Sea Kay, a co-kneader manufactured by Buss, or the like is used. Furthermore, the colored resin composition obtained by melt-kneading the toner raw material is rolled by a two-roll roll after melt-kneading, and then cooled through a cooling step of cooling by water cooling or the like.
In general, the cooled colored resin composition obtained above is then pulverized to a desired particle size in a pulverization step. In the pulverization step, first, coarse pulverization is performed with a crusher, a hammer mill, a feather mill or the like, and further, pulverization is performed with a kryptron system manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., a super rotor manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd. or the like. After that, if necessary, classification is performed using a classifier such as an inertia class elbow jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), centrifugal class turbo plex (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and the weight average particle size A classified product of 3 to 11 μm is obtained.
If necessary, it is possible to perform spheronization treatment as surface modification in the surface modification step. For example, the spheronization treatment may be performed using a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd. or a mechano-fusion system manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd., to obtain a classified product.
重合方法によりトナー粒子を生成する場合には、重合開始剤として、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の如きアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、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シド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドの如き過酸化物系重合開始剤が用いられる。 When the toner particles are produced by a polymerization method, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1 ′ is used as a polymerization initiator. -Azo-based polymerization initiators such as azobis (cyclohexane-1-carbonitrile, 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile; benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl Peroxide-based polymerization initiators such as peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, lauroyl peroxide are used.
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、一般的には重合性単量体に対し0.5〜20質量%添加され用いられる。重合開始剤は、重合方法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考に、単独又は混合し利用される。重合度を制御するための公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。 Although the addition amount of a polymerization initiator changes with the target degree of polymerization, generally 0.5-20 mass% is added and used with respect to a polymerizable monomer. Although the polymerization initiator varies slightly depending on the polymerization method, the polymerization initiator is used alone or in combination with reference to the 10-hour half-life temperature. It is also possible to add and use a known crosslinking agent, chain transfer agent, polymerization inhibitor, etc. for controlling the degree of polymerization.
トナーの製造方法として懸濁重合を利用する場合には、分散剤を用いてもよい。用いる分散剤としては、無機系化合物や有機系化合物などが挙げられる。
無機系化合物としては、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。
有機系化合物としては、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、デンプン等が挙げられる。
これら分散剤は水相に分散させて使用される。これら分散剤の好ましい配合量は、重合性単量体100質量部に対して0.2〜10.0質量部である。
When suspension polymerization is used as a toner production method, a dispersant may be used. Examples of the dispersant used include inorganic compounds and organic compounds.
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, barium sulfate , Bentonite, silica, alumina and the like.
Examples of the organic compound include polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, sodium salt of carboxymethyl cellulose, starch and the like.
These dispersants are used by being dispersed in an aqueous phase. A preferable blending amount of these dispersants is 0.2 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
これら分散剤は、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい均一な粒度を有する分散粒子を得るために、分散媒中に、高速撹拌下にて該無機化合物を生成させることも出来る。例えば、リン酸三カルシウムの場合、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を高速撹拌下において混合することで懸濁重合により好ましい分散剤を得ることが出来る。 Commercially available dispersants may be used as they are, but in order to obtain dispersed particles having a fine uniform particle size, the inorganic compound can be produced in a dispersion medium under high-speed stirring. For example, in the case of tricalcium phosphate, a preferable dispersant can be obtained by suspension polymerization by mixing an aqueous sodium phosphate solution and an aqueous calcium chloride solution under high-speed stirring.
また、これら分散剤の微細化のために、重合性単量体100質量部に対して0.001〜0.1質量部の界面活性剤を併用しても良い。界面活性剤としては、市販のノニオン型、アニオン型又はカチオン型の界面活性剤が利用でき、例えばドデシル硫酸ナトリウム、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が好ましく用いられる。 Moreover, in order to refine | miniaturize these dispersing agents, you may use together 0.001-0.1 mass part surfactant with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers. As the surfactant, commercially available nonionic, anionic or cationic surfactants can be used. For example, sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, stearin Potassium acid and calcium oleate are preferably used.
トナーの製造方法に直接重合方法を用いる場合においては、以下のような製造方法によって具体的にトナーを製造することが可能である。
単量体中に低軟化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、単量体組成物を得る。得られた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水相中に通常の撹拌機またはホモミキサー、ホモジナイザー等により分散させる。好ましくは単量体組成物からな
る液滴を所望のトナー粒子のサイズを有するように撹拌速度・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撹拌を行なえば良い。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なう。重合反応後半に昇温しても良く、更に、耐久特性向上の目的で、未反応の重合性単量体及び副生成物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。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄及びろ過により回収し、乾燥する。直接重合法においては、通常単量体組成物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のが好ましい。
When a direct polymerization method is used as a toner production method, the toner can be specifically produced by the following production method.
Add a release agent, colorant, charge control agent, polymerization initiator and other additives consisting of a low softening substance into the monomer, and dissolve or disperse it uniformly with a homogenizer, ultrasonic disperser, etc. Get things. The obtained monomer composition is dispersed in an aqueous phase containing a dispersion stabilizer by a usual stirrer, homomixer, homogenizer or the like. Preferably, the droplets made of the monomer composition are granulated by adjusting the stirring speed and time so as to have a desired toner particle size. Thereafter, stirring may be performed to such an extent that the particle state is maintained and the sedimentation of the particles is prevented by the action of the dispersion stabilizer. The polymerization is carried out at a polymerization temperature of 40 ° C. or higher, generally 50 to 90 ° C. The temperature may be raised in the latter half of the polymerization reaction, and for the purpose of improving the durability, a part of the aqueous medium is retained after the latter half of the reaction or after the completion of the reaction in order to remove unreacted polymerizable monomers and byproducts. You may leave. After completion of the reaction, the produced toner particles are recovered by washing and filtration and dried. In the direct polymerization method, it is usually preferable to use 300 to 3000 parts by weight of water as a dispersion medium with respect to 100 parts by weight of the monomer composition.
また、トナーの製造方法に、少なくとも重合体微粒子及び着色剤微粒子を凝集して微粒子凝集体を形成する工程と該微粒子凝集体中の微粒子間の融着を起こさせる熟成工程を経て得られる乳化凝集法を用いる場合においては、以下のような製造方法によってトナーを製造することが可能である。
乳化凝集法で用いられる重合体微粒子は、水系溶媒中に乳化分散された微粒子であればよく、公知の重合性モノマーを乳化重合して得られた乳化微粒子もしくは、上記重合体を溶解させた乳化微粒子が好ましく用いられる。
これらの乳化微粒子の平均粒径は0.05μm以上3μm以下が好ましく、更に好ましくは0.1μm以上1μm以下、特に好ましくは0.1μm以上0.5μm以下である。尚、平均粒径は、微粒子測定装置(例えばマイクロトラック社製UPA)を用いて測定することができる。粒径が0.05μmより小さくなると凝集速度の制御が困難となり好ましくない。また、粒径が3μmより大きいと凝集して得られるトナー粒径が大きくなりすぎるため、トナーとして高解像度を要求される用途には不適当である。
Further, in the toner production method, emulsion aggregation obtained through a process of aggregating at least polymer fine particles and colorant fine particles to form a fine particle aggregate and an aging step of causing fusion between the fine particles in the fine particle aggregate In the case of using the method, it is possible to produce toner by the following production method.
The polymer fine particles used in the emulsion aggregation method may be fine particles emulsified and dispersed in an aqueous solvent, such as fine emulsion particles obtained by emulsion polymerization of a known polymerizable monomer, or emulsification in which the above polymer is dissolved. Fine particles are preferably used.
The average particle size of these emulsified fine particles is preferably from 0.05 μm to 3 μm, more preferably from 0.1 μm to 1 μm, and particularly preferably from 0.1 μm to 0.5 μm. The average particle diameter can be measured using a fine particle measuring apparatus (for example, UPA manufactured by Microtrac). If the particle size is smaller than 0.05 μm, it is difficult to control the aggregation rate, which is not preferable. On the other hand, if the particle size is larger than 3 μm, the toner particle size obtained by agglomeration becomes too large, so that it is unsuitable for applications requiring high resolution as a toner.
これらの乳化微粒子は、必要に応じて乳化分散液中に撹拌しながら電解質等の凝集剤を添加し、更に加熱することにより凝集し、微粒子凝集体を形成することができる。
用いられる電解質としては、有機の塩、無機塩のいずれでも良いが、好ましくは、一価、或いは二価以上の多価の金属塩を用いると良い。このような塩の具体例としては、NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3等が挙げられる。
These emulsified fine particles can be agglomerated by adding an aggregating agent such as an electrolyte to the emulsified dispersion with stirring, if necessary, and further heating to form fine particle aggregates.
The electrolyte used may be either an organic salt or an inorganic salt, but preferably a monovalent or divalent or higher polyvalent metal salt is used. Specific examples of such salts include NaCl, KCl, LiCl, Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , Li 2 SO 4 , MgCl 2 , CaCl 2 , MgSO 4 , CaSO 4 , ZnSO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 and the like.
電解質を添加するに当って、混合分散液の温度は40℃以下に保つことが好ましい。温度が40℃を越える条件で電解質を添加すると急速な凝集が起こり、粒径制御が困難となったり、得られた粒子のかさ密度が低くなったりする場合がある。
更にその後、加熱して凝集粒子を生成させる。凝集粒子生成温度は、粒子の凝集形態にあわせ任意の温度でかまわない。撹拌は通常の公知の撹拌装置、例えばパドル翼、イカリ翼、三枚後退翼、マックスブレンド翼、フルゾーン翼、ダブルヘリカル等を有する反応槽で行っても良いし、ホモジナイザー、ホモミキサー、ヘンシェルミキサー等を用いることもできる。
In adding the electrolyte, the temperature of the mixed dispersion is preferably kept at 40 ° C. or lower. When an electrolyte is added under conditions where the temperature exceeds 40 ° C., rapid aggregation occurs, and particle size control may become difficult, and the bulk density of the obtained particles may be lowered.
Thereafter, the mixture is heated to produce aggregated particles. The aggregated particle formation temperature may be any temperature according to the aggregated form of the particles. Stirring may be performed in a reaction tank having a normal known stirring device such as a paddle blade, squid blade, three retreat blades, Max blend blade, full zone blade, double helical, etc., homogenizer, homomixer, Henschel mixer, etc. Can also be used.
凝集工程による粒径成長は、実質的にトナー粒子の大きさの粒子が得られるまで行われるが、分散液のpHと温度を調節することにより、比較的容易に制御することが可能である。pHの値は使用する乳化剤の種類、量、目標とするトナーの粒径によって変わるため一義的には定義できないが、アニオン界面活性剤を主に用いる場合には、通常pH2〜6、カチオン界面活性剤を用いるときには、通常pH8〜12程度が用いられる。 The particle size growth by the aggregation process is carried out until particles having substantially the same size as the toner particles are obtained, but can be controlled relatively easily by adjusting the pH and temperature of the dispersion. The value of pH varies depending on the type and amount of emulsifier used and the target particle size of the toner, so it cannot be uniquely defined. However, when an anionic surfactant is mainly used, the pH is usually 2 to 6, and the cationic surface activity. When the agent is used, a pH of about 8 to 12 is usually used.
次に、熟成工程について説明する。
本発明の補給用現像剤に用いられるトナーは、上記微粒子凝集体を形成する工程のあと、微粒子凝集体中の微粒子間の融着を起こさせる熟成工程を経て得る事ができる。
凝集工程で得られた微粒子凝集体の安定性を増すために、微粒子凝集体を重合体一次粒
子のガラス転移温度(Tg)より高い温度で所定時間保持することにより、凝集した粒子間の融着を起こさせる。熟成工程は、凝集工程に用いた撹拌装置と同様な攪拌装置を用いて行うことができる。
Next, the aging process will be described.
The toner used in the replenishment developer of the present invention can be obtained through a aging step for causing fusion between fine particles in the fine particle aggregate after the step of forming the fine particle aggregate.
In order to increase the stability of the fine particle aggregate obtained in the aggregation step, the fine particle aggregate is held for a predetermined time at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer primary particle, thereby fusing the aggregated particles. Wake up. The aging step can be performed using a stirrer similar to the stirrer used in the aggregation step.
上記の各工程を経ることにより得られたトナー粒子は、公知の方法に従って固液分離し、トナー粒子を回収し、次いで、これを必要に応じて、洗浄した後、乾燥させることにより得られる。 The toner particles obtained through each of the above steps are obtained by solid-liquid separation according to a known method, collecting the toner particles, and then washing and drying the toner particles as necessary.
これらのトナーは分級して粒度分布を制御しても良く、その方法として好ましくは、慣性力を利用した多分割分級装置を用いる。この装置を用いることにより、本発明で好ましい粒度分布を有するトナーを効率的に製造できる。 These toners may be classified to control the particle size distribution, and as a method therefor, a multi-division classifier using inertial force is preferably used. By using this apparatus, a toner having a preferable particle size distribution in the present invention can be efficiently produced.
本発明の補給用現像剤に用いられるトナーは、重量平均粒径(D4)が3.0μm以上11.0μm以下が好ましく。更に好ましい重量平均粒径は、4.5μm以上9.0μm以下である。補給用現像剤中のトナーの重量平均粒径(D4)がこの範囲の場合、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。トナーの重量平均粒径(D4)が3.0μm未満の場合、トナーの比表面積が大きくなり、補給用現像剤中のキャリアへの表面存在量が多くなり、現像装置内へ補給された場合、現像装置内のキャリアとの混合性が悪くなり、均一性が悪化する。一方、トナーの重量平均粒径(D4)が11.0μmを超える場合、ドット再現性が悪化し、高画質化が達成できない。
また、粒径が0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は、30個数%以下であることが望ましい。
複数の現像スリーブを有し高速印刷を行った場合、補給された現像剤がすぐに使用される場合がある。このような場合、現像装置内でキャリアとトナーが十分に攪拌されず、トナーの帯電が不均一になり画像が乱れてしまう。
補給用現像剤に、キャリア1質量部に対して少なくとも結着樹脂および着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部以下の割合で配合した補給用現像剤を用いると、現像剤劣化を防止できるだけでなく、キャリアとトナーが既に混合されているために、トナーの帯電の不均一性を抑制できる。
しかし、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合が多いと、キャリアの被覆率が変わってしまい、補給用現像剤中でのトナーの帯電がうまくいかず、結果として画像が劣化してしまう。
The toner used for the replenishment developer of the present invention preferably has a weight average particle diameter (D 4 ) of 3.0 μm or more and 11.0 μm or less. A more preferred weight average particle size is 4.5 μm or more and 9.0 μm or less. When the weight average particle diameter (D 4 ) of the toner in the replenishment developer is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained. When the weight average particle diameter (D 4 ) of the toner is less than 3.0 μm, the specific surface area of the toner increases, the surface existing amount on the carrier in the replenishment developer increases, and the toner is replenished into the developing device. The mixing property with the carrier in the developing device is deteriorated and the uniformity is deteriorated. On the other hand, when the weight average particle diameter (D 4 ) of the toner exceeds 11.0 μm, the dot reproducibility is deteriorated and high image quality cannot be achieved.
The proportion of particles having a particle size of 0.6 μm or more and 2.0 μm or less is preferably 30% by number or less.
When high-speed printing is performed with a plurality of developing sleeves, the replenished developer may be used immediately. In such a case, the carrier and the toner are not sufficiently agitated in the developing device, and the charge of the toner becomes nonuniform and the image is disturbed.
If a replenishment developer in which a toner containing at least a binder resin and a colorant is blended at a ratio of 2 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 1 part by weight of the carrier is used as the replenishment developer, the developer is deteriorated. Not only can this be prevented, but since the carrier and toner are already mixed, non-uniformity in the charging of the toner can be suppressed.
However, if the proportion of particles that are 0.6 μm or more and 2.0 μm or less is large, the coverage of the carrier changes, and the toner in the replenishment developer does not charge well, resulting in image deterioration. End up.
また、トナーの円相当径(個数基準)2.0μm以上の粒子における平均円形度が0.91以上0.99以下であることが好ましい。上記範囲のものを用いた場合、転写性と現像性を両立させる上で好ましい。トナーの平均円形度が0.91より低い場合には、転写効率が低下することもある。また、トナーの帯電分布が不均一になり画像不良を起こすことがあり好ましくない。
前記重量平均粒径、円相当径及び平均円形度の測定方法は後述する。
In addition, it is preferable that the average circularity of particles having an equivalent circle diameter (number basis) of 2.0 μm or more of the toner is 0.91 or more and 0.99 or less. When the thing of the said range is used, it is preferable when making transferability and developability compatible. If the average circularity of the toner is lower than 0.91, the transfer efficiency may decrease. In addition, the toner charge distribution is not uniform, which may cause image defects.
Methods for measuring the weight average particle diameter, equivalent circle diameter, and average circularity will be described later.
本発明の補給用現像剤は少なくともトナーとキャリアを含有し、該キャリアは磁性体または樹脂及び磁性体を含有するキャリアコアとキャリアコアの表面をコートしているコート樹脂からなることが好ましい。 The replenishment developer of the present invention preferably contains at least a toner and a carrier, and the carrier is preferably made of a magnetic material or a carrier core containing a resin and a magnetic material and a coating resin that coats the surface of the carrier core.
本発明の補給用現像剤に用いられるキャリア、又はキャリアコアとしては、後述の物性を満たしていれば、特に限定されない。例えば、(i)多孔質磁性体(多孔質フェライトを含む)に樹脂が含浸された、いわゆる樹脂含浸キャリアであっても良く、(ii)磁性体が樹脂中に分散されている磁性体含有樹脂キャリアコアであってもよい。好ましくは(ii)磁性体含有樹脂キャリアコア磁性体含有樹脂キャリアコアである。 The carrier or carrier core used in the replenishment developer of the present invention is not particularly limited as long as the following physical properties are satisfied. For example, it may be a so-called resin-impregnated carrier in which (i) a porous magnetic body (including porous ferrite) is impregnated with a resin, and (ii) a magnetic body-containing resin in which the magnetic body is dispersed in the resin. It may be a carrier core. Preferably (ii) a magnetic substance-containing resin carrier core is a magnetic substance-containing resin carrier core.
(i)上記樹脂含浸キャリア用キャリアコアについて説明する。
上記樹脂含浸キャリア用キャリアコアは、多孔質磁性体を用いて製造される。多孔質磁性体の例には、Ca−Mg−Fe系フェライト、Li−Fe系フェライト、Mn−Mg−Fe系フェライト、Ca−Be−Fe系フェライト、Mn−Mg−Sr−Fe系フェライト、Li−Mg−Fe系フェライト及びLi−Rb−Fe系フェライトなどの鉄系酸化物のフェライト磁性体が含まれる。鉄系酸化物のフェライトは、それぞれ金属の酸化物、炭酸塩、硝酸塩などを湿式あるいは乾式にて混合し、所望のフェライト組成となるよう仮焼成することにより得られる。得られた鉄系酸化物のフェライトを、サブミクロンまで粉砕する。粉砕されたフェライトに、粒径を調整するための水をフェライトに対し20〜50質量%加え、バインダーとして例えばポリビニルアルコール(分子量500〜10,000)を0.1〜10質量%加え、さらに孔密度をコントロールするための炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩を0.5〜15質量%添加して、スラリーを調製する。
(I) The carrier core for the resin-impregnated carrier will be described.
The carrier core for a resin-impregnated carrier is manufactured using a porous magnetic material. Examples of porous magnetic materials include Ca—Mg—Fe ferrite, Li—Fe ferrite, Mn—Mg—Fe ferrite, Ca—Be—Fe ferrite, Mn—Mg—Sr—Fe ferrite, Li -Ferrite magnetic bodies of iron-based oxides such as -Mg-Fe-based ferrite and Li-Rb-Fe-based ferrite are included. Ferrites of iron-based oxides can be obtained by mixing metal oxides, carbonates, nitrates, and the like in a wet or dry manner and calcining to obtain a desired ferrite composition. The obtained iron oxide ferrite is pulverized to submicron. Water for adjusting the particle size is added to the pulverized ferrite in an amount of 20 to 50% by mass with respect to the ferrite, and 0.1 to 10% by mass of, for example, polyvinyl alcohol (molecular weight 500 to 10,000) is added as a binder. A slurry is prepared by adding 0.5 to 15% by mass of a metal carbonate such as calcium carbonate for controlling the density.
そのスラリーを、スプレードライヤーなどを用いて造粒を行い、多孔質磁性体を得ることができる。ここで、スラリーの粘度やスプレードライヤーのノズルの大きさなどを適宜に調整することにより、多孔質磁性体の粒径を制御することができる。 The slurry can be granulated using a spray dryer or the like to obtain a porous magnetic material. Here, the particle size of the porous magnetic material can be controlled by appropriately adjusting the viscosity of the slurry and the size of the nozzle of the spray dryer.
(ii)上記磁性体含有樹脂キャリアコアについて説明する。
上記磁性体含有樹脂キャリアコアを製造する方法としては、樹脂を構成するモノマーを磁性体存在下で重合して得る方法がある。
(Ii) The magnetic substance-containing resin carrier core will be described.
As a method for producing the magnetic substance-containing resin carrier core, there is a method obtained by polymerizing monomers constituting the resin in the presence of the magnetic substance.
このとき、重合に用いられるモノマーとしては、ビニル系モノマーの他に、エポキシ樹脂を形成するためのビスフェノール類とエピクロロヒドリン;フェノール樹脂を形成するためのフェノール類とアルデヒド類;尿素樹脂を形成するための尿素とアルデヒド類;メラミン樹脂を形成するためのメラミンとアルデヒド類が用いられる。 At this time, as monomers used for polymerization, in addition to vinyl monomers, bisphenols and epichlorohydrin for forming epoxy resins; phenols and aldehydes for forming phenol resins; urea resins are formed Urea and aldehydes for forming; melamine and aldehydes for forming melamine resin are used.
本発明で用いられる磁性体含有樹脂キャリアを形成する樹脂としてはフェノール樹脂が好ましく、該フェノール樹脂を生成するためのフェノール類としては、フェノールの他、m−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、o−プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノールAの如きアルキルフェノール類、及びベンゼン核又はアルキル基の一部又は全部が塩素原子や臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類の如きフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。中でもフェノール(ヒドロキシベンゼン)がより好ましい。 Phenol resin is preferable as the resin for forming the magnetic substance-containing resin carrier used in the present invention. As phenols for producing the phenol resin, m-cresol, p-tert-butylphenol, o-, in addition to phenol, are used. Examples thereof include compounds having a phenolic hydroxyl group such as alkylphenols such as propylphenol, resorcinol, and bisphenol A, and halogenated phenols in which a benzene nucleus or alkyl group is partially or entirely substituted with a chlorine atom or a bromine atom. Of these, phenol (hydroxybenzene) is more preferable.
該フェノール樹脂を生成するためのアルデヒド類としては、ホルマリン又はパラアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド及びフルフラール等が挙げられる。中でもホルムアルデヒドが特に好ましい。 Examples of aldehydes for producing the phenol resin include formaldehyde and furfural in the form of either formalin or paraaldehyde. Of these, formaldehyde is particularly preferable.
アルデヒド類のフェノール類に対するモル比は、1以上4以下が好ましく、特に好ましくは1.2以上3以下である。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が1より小さいと、粒子が生成し難かったり、生成したとしても樹脂の硬化が進行し難いために、生成する粒子の強度が弱くなる傾向がある。一方、アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が4よりも大きいと、反応後に水系媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。 The molar ratio of aldehydes to phenols is preferably 1 or more and 4 or less, particularly preferably 1.2 or more and 3 or less. When the molar ratio of aldehydes to phenols is less than 1, particles are difficult to generate, and even if they are generated, the resin does not easily cure, so the strength of the generated particles tends to be weak. On the other hand, when the molar ratio of aldehydes to phenols is larger than 4, unreacted aldehydes remaining in the aqueous medium after the reaction tend to increase.
フェノール類とアルデヒド類とを縮重合させる際に使用する塩基性触媒としては、通常のレゾール型樹脂の製造に使用されるものが挙げられる。このような塩基性触媒としては、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミンの如きアルキルアミンが挙げられる。これら塩基性触媒のフェノール類に対するモル比は、0.02以上0.30以下が好ましい。 Examples of the basic catalyst used for polycondensation of phenols and aldehydes include those used in the production of ordinary resol type resins. Examples of such basic catalysts include aqueous ammonia, hexamethylenetetramine, and alkylamines such as dimethylamine, diethyltriamine, and polyethyleneimine. The molar ratio of these basic catalysts to phenols is preferably 0.02 or more and 0.30 or less.
上記磁性体含有樹脂キャリアコアは、磁性体がマグネタイト微粒子であるか、又は、鉄元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子であることが好ましい。また、キャリアの磁気特性を調整するために、磁性体含有樹脂キャリアに含有させる磁性体の一部を非磁性無機化合物に置き換えて配合してもよい。該非磁性無機化合物がヘマタイト(α−Fe2O3)の微粒子であることが、キャリア中での分散性を均一にし、キャリアの磁気特性、真比重を調整する上で、より好ましい。非磁性無機化合物は、磁性体よりも比抵抗値が大きい。 In the magnetic substance-containing resin carrier core, the magnetic substance is preferably magnetite fine particles or magnetic ferrite fine particles containing at least an iron element. Further, in order to adjust the magnetic properties of the carrier, a part of the magnetic material contained in the magnetic material-containing resin carrier may be replaced with a nonmagnetic inorganic compound. It is more preferable that the nonmagnetic inorganic compound is hematite (α-Fe 2 O 3 ) fine particles in order to make the dispersibility in the carrier uniform and adjust the magnetic properties and true specific gravity of the carrier. A nonmagnetic inorganic compound has a specific resistance value larger than that of a magnetic substance.
磁性体は個数平均粒径が0.02μm以上2μm以下であることが、キャリアの粒子表面の状態を均一にする点で好ましい。非磁性無機化合物は、個数平均粒径が0.05μm以上5μm以下であることが好ましく、非磁性無機化合物の粒径が磁性体の粒径よりも1.1倍以上大きい方が、磁性コア粒子の表面抵抗値をより高める上で好ましい。 The number average particle size of the magnetic material is preferably 0.02 μm or more and 2 μm or less from the viewpoint of making the state of the carrier particle surface uniform. The nonmagnetic inorganic compound preferably has a number average particle size of 0.05 μm or more and 5 μm or less, and the magnetic core particle is preferably 1.1 times or more larger than the particle size of the magnetic material. It is preferable for further increasing the surface resistance value.
磁性体含有樹脂キャリアコアに用いる磁性体の量としては、上記磁性体含有樹脂キャリアコアに対して70質量%以上95質量%以下(より好ましくは、80質量%以上92質量%以下)であることが、磁性キャリアの真比重を小さくし、機械的強度を十分に確保する上で好ましい。
また、磁性体含有樹脂キャリアコア中の磁性体及び非磁性無機化合物の総量に対して、磁性体は30乃至99質量%含まれていることが、磁性体含有樹脂キャリアコアの磁化の強さを調整してキャリア付着を防止し、さらに、磁性体含有樹脂キャリアコアの比抵抗値を調整する上で好ましい。
The amount of the magnetic substance used for the magnetic substance-containing resin carrier core is 70% by mass or more and 95% by mass or less (more preferably 80% by mass or more and 92% by mass or less) with respect to the magnetic substance-containing resin carrier core. However, it is preferable for reducing the true specific gravity of the magnetic carrier and ensuring sufficient mechanical strength.
Further, the magnetic substance is contained in an amount of 30 to 99% by mass with respect to the total amount of the magnetic substance and the nonmagnetic inorganic compound in the magnetic substance-containing resin carrier core. It is preferable to adjust to prevent carrier adhesion and to adjust the specific resistance value of the magnetic substance-containing resin carrier core.
フェノール樹脂を用いた磁性体含有樹脂キャリアコアの製造方法としては、例えば、フェノール類とアルデヒド類と磁性体を含有する水性媒体中において、フェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で重合して磁性体含有樹脂キャリアコアを得ることができる。この方法により磁性体含有樹脂キャリアコアを製造した場合には、平均円形度を上記の範囲に調整しやすいので、この方法は好ましい製造方法である。 As a method for producing a magnetic substance-containing resin carrier core using a phenol resin, for example, in an aqueous medium containing phenols, aldehydes, and a magnetic substance, phenols and aldehydes are polymerized in the presence of a basic catalyst. Thus, a magnetic substance-containing resin carrier core can be obtained. When a magnetic substance-containing resin carrier core is manufactured by this method, the average circularity is easily adjusted to the above range, and this method is a preferable manufacturing method.
上記磁性体含有樹脂キャリアコアを製造する他の方法としては、ビニル系又は非ビニル系の熱可塑性樹脂、磁性体、その他の添加剤を混合機により十分に混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き混練機を用いて溶融・混練して、これを冷却後、粉砕・分級を行って磁性体含有樹脂キャリアコアを得る方法がある。この際、得られた磁性体含有樹脂キャリアコアを熱あるいは機械的に球形化して磁性体含有樹脂キャリアコアとして用いることが好ましい。 As another method for manufacturing the above-mentioned magnetic material-containing resin carrier core, a vinyl-based or non-vinyl-based thermoplastic resin, a magnetic material, and other additives are sufficiently mixed by a mixer, and then heated rolls, kneaders, extensibles. There is a method in which a magnetic material-containing resin carrier core is obtained by melting and kneading using a kneader such as a ruder, cooling this, and then crushing and classifying. At this time, it is preferable to thermally or mechanically spheroidize the obtained magnetic substance-containing resin carrier core and use it as a magnetic substance-containing resin carrier core.
上記キャリアコアは、コート樹脂が含浸されていること、又はコート樹脂によって表面がコートされていることがトナーへの帯電付与性や離型性の点から好ましい。コート樹脂としては、絶縁性の樹脂を用いることが好ましい。この場合に使用し得る絶縁性樹脂は、熱可塑性の樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。 The carrier core is preferably impregnated with a coating resin or coated on the surface with a coating resin from the viewpoint of imparting charge to the toner and releasing properties. As the coating resin, an insulating resin is preferably used. The insulating resin that can be used in this case may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
熱可塑性の樹脂の例としては、ポリスチレン;ポリメチルメタクリレートやスチレン−アクリル酸共重合体の如きアクリル樹脂;スチレン−ブタジエン共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体;ポリ塩化ビニル;ポリ酢酸ビニル;ポリフッ化ビニリデン樹脂;フルオロカーボン樹脂;パーフルオロカーボン樹脂;溶剤可溶性パーフルオロカーボン樹脂;ポリビニルアルコール;ポリビニルアセタール;ポリビニルピロリドン;石油樹脂;セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースの如きセルロース誘導体;ノボラック樹脂;低分子量ポリエチレン;飽和アルキルポリエステル樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリーレートといった芳香族ポ
リエステル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリエーテルケトン樹脂が挙げられる。
Examples of thermoplastic resins include: polystyrene; acrylic resins such as polymethyl methacrylate and styrene-acrylic acid copolymers; styrene-butadiene copolymers; ethylene-vinyl acetate copolymers; polyvinyl chloride; Polyvinylidene fluoride resin; fluorocarbon resin; perfluorocarbon resin; solvent-soluble perfluorocarbon resin; polyvinyl alcohol; polyvinyl acetal; polyvinylpyrrolidone; petroleum resin; cellulose, cellulose acetate, cellulose nitrate, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose Such as cellulose derivatives; novolak resin; low molecular weight polyethylene; saturated alkyl polyester resin; polyethylene terephthalate; Terephthalate, polyarylates such aromatic polyester resins; polyamide resins; polyacetal resins; polycarbonate resins; polyether sulfone resins; polysulfone resin; polyphenylene sulfide resins; polyether ketone resins.
熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレイン酸とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂が挙げられる。 Examples of thermosetting resins include phenolic resins, modified phenolic resins, maleic resins, alkyd resins, epoxy resins, acrylic resins, unsaturated polyesters obtained by polycondensation of maleic anhydride, terephthalic acid and polyhydric alcohols, urea Resin, melamine resin, urea-melamine resin, xylene resin, toluene resin, guanamine resin, melamine-guanamine resin, acetoguanamine resin, gliptal resin, furan resin, silicone resin, polyimide, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyurethane resin Is mentioned.
上述した樹脂は、単独でも使用できるが、夫々を混合して使用してもよい。又、熱可塑性樹脂に硬化剤等を混合し硬化させて使用することもできる。特に好ましい形態は、小粒径でかつ離型剤を含有するトナーに対しては、より離型性の高い樹脂を用いることが好適である。 The above-mentioned resins can be used alone or in combination. In addition, a curing agent or the like can be mixed with a thermoplastic resin and cured for use. As a particularly preferable form, it is preferable to use a resin having a higher release property for a toner having a small particle diameter and containing a release agent.
さらに、前記コート樹脂は、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を含有してもよい。このようなコート樹脂は、単独で、又はこの樹脂を形成するモノマーに導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を含有させて、適当な方法によりキャリアコアにコートすることが好ましい。これらの粒子は、小粒径で、かつ低温定着性を有するようなトナーに対し、ソフトで素早く帯電を付与するという点で含有することが好ましい。 Furthermore, the coat resin may contain particles having conductivity and particles having charge controllability. Such a coating resin is preferably coated on the carrier core by an appropriate method, either alone or by adding conductive particles or charge controllable particles to the monomer forming the resin. These particles are preferably contained from the viewpoint of providing a soft and quick charge to a toner having a small particle size and having a low-temperature fixability.
上記導電性を有する粒子としては、比抵抗が1×108Ωcm以下のものが好ましく、さらには、比抵抗が1×106Ωcm以下のものがより好ましい。導電性を有する粒子は、具体的には、カーボンブラック、マグネタイト、グラファイト、酸化亜鉛、及び酸化錫から選ばれる少なくとも一種以上の粒子を含有する粒子が好ましい。特に導電性を有する粒子としては、良好な導電性を有するカーボンブラックが、トナーへの帯電付与性(帯電量の立ち上がり)を良好にする上で好ましい。
上記導電性を有する粒子は、個数平均粒径が1μm以下であることが、キャリアからの粒子脱落を防止し、また均一な導電サイトとして働く上で好ましい。
The particles having conductivity are preferably those having a specific resistance of 1 × 10 8 Ωcm or less, and more preferably those having a specific resistance of 1 × 10 6 Ωcm or less. Specifically, the conductive particles are preferably particles containing at least one kind of particles selected from carbon black, magnetite, graphite, zinc oxide, and tin oxide. In particular, as the particles having conductivity, carbon black having good conductivity is preferable in terms of improving the charge imparting property (rise of charge amount) to the toner.
It is preferable that the conductive particles have a number average particle size of 1 μm or less in order to prevent the particles from falling off from the carrier and to function as a uniform conductive site.
上記荷電制御性を有する粒子としては、有機金属錯体の粒子、有機金属塩の粒子、キレート化合物の粒子、モノアゾ金属錯体の粒子、アセチルアセトン金属錯体の粒子、ヒドロキシカルボン酸金属錯体の粒子、ポリカルボン酸金属錯体の粒子、ポリオール金属錯体の粒子が挙げられる。トナー粒子中に分散させる荷電制御剤を用いてもよいが、官能基を有する樹脂粒子や官能基を有する処理剤で処理した無機の粒子を用いることが、トナーへの帯電付与性を良好にするためには好ましい。 The particles having charge controllability include organometallic complex particles, organometallic salt particles, chelate compound particles, monoazo metal complex particles, acetylacetone metal complex particles, hydroxycarboxylic acid metal complex particles, and polycarboxylic acid. Examples include metal complex particles and polyol metal complex particles. A charge control agent dispersed in the toner particles may be used, but use of resin particles having a functional group or inorganic particles treated with a treatment agent having a functional group improves the charge imparting property to the toner. It is preferable for this purpose.
荷電制御性を有する粒子は、具体的例には、ポリメチルメタクリレート樹脂の粒子、ポリスチレン樹脂の粒子、メラミン樹脂の粒子、フェノール樹脂の粒子、ナイロン樹脂の粒子、シリカの粒子、酸化チタンの粒子、及びアルミナの粒子から選ばれる少なくとも一種以上の粒子を含有する粒子であることが好ましい。また、無機の粒子の場合には、各種のカップリング剤で処理して用いることが、荷電制御性や導電性を発現するために好ましい。 Specific examples of the particles having charge controllability include polymethyl methacrylate resin particles, polystyrene resin particles, melamine resin particles, phenol resin particles, nylon resin particles, silica particles, titanium oxide particles, And particles containing at least one kind of particles selected from alumina particles. Further, in the case of inorganic particles, it is preferable to use them after being treated with various coupling agents in order to develop charge controllability and conductivity.
上記荷電制御性を有する粒子は、個数平均粒径が0.01μm以上1.50μm以下であることが、均一な帯電サイトとして働く上で好ましい。 The above particles having charge controllability preferably have a number average particle diameter of 0.01 μm or more and 1.50 μm or less in order to function as a uniform charging site.
上記コート樹脂の上記キャリアコアへのコート量は、キャリアコア100質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが、トナーへの帯電付与性、及び磁性キャリアの耐久性を高める上で好ましい。また上記導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子の配合量は、前記コート樹脂100質量部に対し、総量で0.1質量部以上30質量部以下であることが好ましい。
上記導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を、30質量部を越えて添加すると、コート樹脂へそれら粒子が分散しづらくなり、磁性キャリアから前記の粒子が脱離する場合がある。特にカーボンブラックを添加した場合では、耐久するにしたがい、カーボンブラックによるトナーの汚染や部材の汚染を引き起こすことがある。
The coating amount of the coating resin on the carrier core is 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the carrier core. It is preferable for enhancing the properties. The blending amount of the conductive particles and the charge controllable particles is preferably 0.1 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the coating resin.
If the conductive particles or the charge controllable particles are added in an amount exceeding 30 parts by mass, the particles are difficult to disperse in the coating resin, and the particles may be detached from the magnetic carrier. In particular, when carbon black is added, the toner may be contaminated with carbon black or the member may be contaminated as the durability increases.
本発明の補給用現像剤に用いるキャリアは、体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm以上70μm以下である。好ましくは、20μm以上70μm以下であり、更に好ましくは、25μm以上60μm以下である。磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)がこの範囲の場合、長期にわたり、かぶりも無く、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm未満である場合には、キャリアの流動性が低下し、微粉が蓄積しやすく均一なキャリアの回収が良好に実施できない場合がある。70μmを超える場合には、キャリア粒径が大きいために、磁気ブラシの密度が粗くなり、その結果、画像を悪化させることがある。キャリアの粒径は、風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)等で分級することで、上記の範囲内にすることができる。
上記体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法は後述する。
The carrier used for the replenishment developer of the present invention has a 50% particle size (D 50 ) based on volume distribution of 15 μm or more and 70 μm or less. Preferably, they are 20 micrometers or more and 70 micrometers or less, More preferably, they are 25 micrometers or more and 60 micrometers or less. When the 50% particle size (D 50 ) based on the volume distribution of the magnetic carrier is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained over a long period without fogging. When the 50% particle size (D 50 ) based on the volume distribution of the carrier is less than 15 μm, the fluidity of the carrier is lowered, and fine powder is likely to accumulate, so that uniform carrier recovery may not be performed satisfactorily. If the thickness exceeds 70 μm, the carrier particle size is large, so that the density of the magnetic brush becomes coarse, and as a result, the image may be deteriorated. The particle size of the carrier can be within the above range by classification with an air classifier (Elbow Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.) or the like.
A method for measuring the 50% particle size (D 50 ) based on the volume distribution will be described later.
複数の現像スリーブを有し、高速印刷を行った場合、補給された現像剤がすぐに使用される。このような場合、現像装置内で、キャリアとトナーが十分に攪拌されず、トナーの帯電が不均一になり画像が乱れてしまう。
補給用現像剤に、キャリア1質量部に対して少なくとも結着樹脂および着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部以下の割合で配合した補給用現像剤を用いると、現像剤劣化を防止できるだけでなく、キャリアとトナーが既に混合されているために、トナーの帯電の不均一性を抑制できる。
より効果的にトナーの帯電の不均一性を抑制するためには、キャリアの粒径の分布を小さくし、キャリア上のトナーの被覆率をそろえることが望ましい。すなわち、重量平均粒径(D4)/個数平均粒径(D1)が1.3以下であるキャリアを用いることで、補給用現像在中でのトナーの帯電を効果的に行い、高速印刷時でも高画質を達成する補給用現像剤となる。
上記重量平均粒径(D4)及び個数平均粒径(D1)の測定方法は後述する。
When a plurality of developing sleeves are used and high-speed printing is performed, the replenished developer is used immediately. In such a case, the carrier and the toner are not sufficiently agitated in the developing device, and the charge of the toner becomes non-uniform and the image is disturbed.
If a replenishment developer in which a toner containing at least a binder resin and a colorant is blended at a ratio of 2 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 1 part by weight of the carrier is used as the replenishment developer, the developer is deteriorated. Not only can this be prevented, but since the carrier and toner are already mixed, non-uniformity in the charging of the toner can be suppressed.
In order to more effectively suppress toner non-uniformity, it is desirable to reduce the distribution of the particle size of the carrier so that the coverage of the toner on the carrier is uniform. That is, by using a carrier having a weight average particle diameter (D 4 ) / number average particle diameter (D 1 ) of 1.3 or less, the toner can be effectively charged during replenishment development, and high-speed printing can be performed. It becomes a replenishment developer that achieves high image quality even at times.
Method of measuring the weight average particle diameter (D 4) and the number average particle diameter (D 1) will be described later.
また、キャリアの真比重が4.2g/cm3以下であれば、キャリアとトナーの比重差が少ないために、過剰になったキャリアが現像剤回収口まで汲み上げられ、現像装置内で過剰になったキャリアを効果的に排出することができる。このため、キャリアの劣化が抑制され、かぶりも無く、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。
しかし、キャリアの真比重が4.2g/cm3を超えるとトナーとキャリアとの比重差が大きくなり、特に粗粉キャリアは現像剤回収口まで汲み上げにくくなりキャリアの回収が安定に行われにくくなる。その結果、回収キャリアには、キャリアの微粉が多く存在し、キャリアの粒度が粗くなる。このため、長期間使用した場合は、解像度が低下し、高画質を維持することが困難である。この現象を回避するためには、攪拌機構を強化する等で装置が複雑になり易い。
また、キャリアの真比重が2.5g/cm3未満の場合、現像時に感光ドラム上に現像されやすくなり、キャリア付着を起こすことがある。
このため補給用現像剤を現像装置に補給しながら現像し、現像装置内部で過剰になったキャリアを必要に応じて効果的に現像装置から排出し長期にわたり高画質を維持しつつ、かつ、感光ドラム上へのキャリア付着を抑制するために、キャリアの真比重は2.5g/cm3以上4.2g/cm3以下にすることが必要である。好ましくは、2.7g/cm
3以上4.1g/cm3以下であり、更に好ましくは、3.0g/cm3以上4.0g/cm3以下である。
上記真比重の測定方法は後述する。
If the true specific gravity of the carrier is 4.2 g / cm 3 or less, the difference in specific gravity between the carrier and the toner is small, so that the excess carrier is pumped up to the developer recovery port and becomes excessive in the developing device. Can effectively discharge the carrier. For this reason, it is possible to obtain an image with good dot reproducibility without suppressing carrier deterioration and without fogging.
However, if the true specific gravity of the carrier exceeds 4.2 g / cm 3 , the specific gravity difference between the toner and the carrier increases, and in particular, the coarse powder carrier is difficult to be pumped up to the developer collection port, and the carrier is not easily collected stably. . As a result, the recovered carrier has a lot of fine carrier powder, and the carrier particle size becomes coarse. For this reason, when it is used for a long time, the resolution is lowered and it is difficult to maintain high image quality. In order to avoid this phenomenon, the apparatus tends to be complicated by strengthening the stirring mechanism.
Further, when the true specific gravity of the carrier is less than 2.5 g / cm 3 , the carrier is likely to be developed on the photosensitive drum during development, and the carrier may be adhered.
For this reason, development is performed while supplying the replenishment developer to the developing device, and the excess carrier in the developing device is effectively discharged from the developing device as necessary to maintain high image quality over a long period of time and In order to suppress carrier adhesion on the drum, the true specific gravity of the carrier needs to be 2.5 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less. Preferably, 2.7 g / cm
3 or more 4.1 g / cm 3 or less, still more preferably not more than 3.0 g / cm 3 or more 4.0 g / cm 3.
A method for measuring the true specific gravity will be described later.
また、キャリアの磁化の強さは、1000/4π(kA/m)の磁界下において40Am2/kg以上70Am2/kg以下である。キャリアがこの範囲の場合、長期にわたり、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。キャリアの磁化の強さが40kAm2/kg未満の場合、現像時に感光ドラム上に現像されやすくなりキャリア付着を起こすことがある。また、磁化小さいために第1現像スリーブ8から第2現像スリーブ11への剤受渡しがうまくいかず、連れ回る現像剤が多くなる。その結果、トナーの帯電が不均一となり、画像が悪くなることがある。キャリアの磁化の強さが70kAm2/kgを超える場合、規制ブレード9と第1現像スリーブ8の間での現像剤へのストレスが大きくなり、キャリアを劣化させることがある。
上記磁化の強さの測定方法は後述する。
The magnetization strength of the carrier is 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m). When the carrier is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained over a long period of time. When the intensity of magnetization of the carrier is less than 40 kAm 2 / kg, it is easy to be developed on the photosensitive drum at the time of development, and carrier adhesion may occur. Further, since the magnetization is small, the delivery of the agent from the first developing sleeve 8 to the second developing sleeve 11 is not successful, and the amount of the developer that is accompanied increases. As a result, the charge of the toner becomes uneven and the image may be deteriorated. When the magnetization intensity of the carrier exceeds 70 kAm 2 / kg, the stress on the developer between the regulating blade 9 and the first developing sleeve 8 increases, and the carrier may be deteriorated.
A method for measuring the magnetization intensity will be described later.
また、本発明の補給用現像剤に含まれるキャリアは、平均円形度が0.85以上0.95以下であり、円形度0.80以上の粒子を90個数%以上含有することが好ましい。平均円形度は、好ましくは、0.87以上0.93以下であり、更に好ましくは、0.88以上0.92以下である。平均円形度は粒子の丸さの形状を表す係数であり、粒子の最大径と計測した粒子投影面積から求められる。平均円形度が1.00であれば真球状(真円)であることを示し、数値が小さくなるほど細長い、あるいは不定形な形状であることを示す。 The carrier contained in the replenishment developer of the present invention preferably contains 90% by number or more of particles having an average circularity of 0.85 or more and 0.95 or less and a circularity of 0.80 or more. The average circularity is preferably 0.87 or more and 0.93 or less, and more preferably 0.88 or more and 0.92 or less. The average circularity is a coefficient representing the shape of the roundness of the particle, and is obtained from the maximum diameter of the particle and the measured particle projected area. An average circularity of 1.00 indicates a perfect sphere (perfect circle), and a smaller numerical value indicates an elongated or irregular shape.
本発明の補給用現像剤に含まれるキャリアは、平均円形度が0.85以上0.95以下を有する場合、十分なキャリア強度を有し、トナーへの帯電付与性に優れ、かつトナーへダメージを与えにくく、トナースペントも起こりにくく、耐久性に優れる。平均円形度が0.85未満の場合、粒子が不定形な形状をしていることを意味しており、この場合、トナーへの帯電付与性が悪化することがあり、好ましくない。また、平均円形度が0.95を超える場合は、キャリアの比表面積が小さくなり、トナーへの帯電付与性が低下することがある。
キャリアの平均円形度の測定方法は後述する。
When the carrier included in the replenishment developer of the present invention has an average circularity of 0.85 or more and 0.95 or less, the carrier has sufficient carrier strength, excellent charge imparting property to the toner, and damage to the toner. The toner spent is not easily generated, and the durability is excellent. When the average circularity is less than 0.85, it means that the particles have an irregular shape. In this case, the charge imparting property to the toner may be deteriorated, which is not preferable. On the other hand, when the average circularity exceeds 0.95, the specific surface area of the carrier becomes small, and the charge imparting property to the toner may be lowered.
A method for measuring the average circularity of the carrier will be described later.
上記トナーと上記キャリアとを混合して現像装置内での二成分系現像剤として使用する場合、トナーとキャリアの混合比率はキャリア1質量部に対して、0.02質量部以上0.35質量部以下の範囲で使用することが好ましく、更に0.04質量部以上0.25質量部以下が好ましく、特に0.05質量部以上0.20質量部以下が好ましい。0.02質量部未満では画像濃度が低下しやすく、0.35質量部を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。 When the toner and the carrier are mixed and used as a two-component developer in the developing device, the mixing ratio of the toner and the carrier is 0.02 parts by mass or more and 0.35 parts by mass with respect to 1 part by mass of the carrier. It is preferably used in the range of not more than 0.04 parts by weight, more preferably not less than 0.04 parts by weight and not more than 0.25 parts by weight, particularly preferably not less than 0.05 parts by weight and not more than 0.20 parts by weight. If it is less than 0.02 parts by mass, the image density tends to be low, and if it exceeds 0.35 parts by mass, fog and in-machine scattering are likely to occur.
また、本発明の補給用現像剤は、キャリア1質量部に対してトナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有する。キャリア1質量部に対しトナーの含有量が2質量部未満であると、特に印刷濃度の高い画像を高速で印刷した場合に補給用現像剤を多量に補給することが必要になる。その結果、補給用現像剤と現像期中の現像剤が十分に混合しないうちに現像に使用され、トナーの帯電が不均一になり、その結果、画像が低下することがある。また、磁性キャリア1質量部に対しトナーが50質量部より多く含有されると、劣化したキャリアが排出されずに長期間使用され、複数のスリーブを有する現像装置を使用した場合、キャリアの劣化が特に進行し、画像が低下することがある。 The replenishment developer of the present invention contains the toner in a blending ratio of 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the carrier. When the toner content is less than 2 parts by mass with respect to 1 part by mass of the carrier, it is necessary to replenish a large amount of replenishment developer particularly when an image having a high printing density is printed at a high speed. As a result, the developer for replenishment and the developer in the development period are used for development before being sufficiently mixed, and the toner becomes non-uniformly charged. As a result, the image may deteriorate. In addition, if the toner is contained in an amount of more than 50 parts by mass with respect to 1 part by mass of the magnetic carrier, the deteriorated carrier is used for a long time without being discharged, and when the developing device having a plurality of sleeves is used, the carrier is deteriorated. In particular, it may progress and the image may deteriorate.
該現像装置内の二成分系現像剤の比重の該補給用現像剤の比重に対する、好ましい比(該現像装置内の二成分系現像剤の比重/補給用現像剤の比重)は1.5以上3.0以下で
ある。
複数の現像スリーブを有し高速印刷を行った場合、補給された補給用現像剤がすぐに使用される場合がある。このため、トナーの帯電性を均一にし高画質を得るためには、現像装置内で補給された補給用現像剤と現像装置内の二成分系現像剤が攪拌によりすばやく均一な状態になることが必要である。ここで、補給された補給用現像剤が現像装置内の二成分系現像剤の比重の比が3.0より大きいと、その比重差のために補給用現像剤と現像装置内の二成分系現像剤がなかなか均一にならない。このため、トナーの帯電性が不均一になり、画質が劣化してしまう。
また、補給用現像剤の比重比1.5より小さくするためには、キャリアの比重を小さくするか補給用現像剤中のキャリア比率を低くするという二つの手法が考えられる。キャリアの比重を小さくすると、現像時に感光ドラム上に現像されやすくなり、キャリア付着を起こし、画質が低下してしまう場合がある。補給用現像剤中のキャリア比率を低くすると劣化したキャリアが排出されずに長期間使用され、画質が低下することがある。
A preferred ratio of the specific gravity of the two-component developer in the developing device to the specific gravity of the replenishing developer (specific gravity of the two-component developer in the developing device / specific gravity of the replenishing developer) is 1.5 or more 3.0 or less.
When high-speed printing is performed with a plurality of developing sleeves, the supplied replenishment developer may be used immediately. For this reason, in order to obtain uniform toner chargeability and high image quality, the replenishment developer replenished in the developing device and the two-component developer in the developing device can quickly become uniform by stirring. is necessary. Here, when the ratio of the specific gravity of the supplied two-component developer in the developing device is larger than 3.0, the supplied developer and the two-component system in the developing device are caused by the difference in specific gravity. The developer is not very uniform. For this reason, the chargeability of the toner becomes non-uniform and the image quality deteriorates.
In order to reduce the specific gravity ratio of the replenishment developer to less than 1.5, two methods are conceivable: reducing the specific gravity of the carrier or lowering the carrier ratio in the replenishment developer. If the specific gravity of the carrier is reduced, it is likely to be developed on the photosensitive drum at the time of development, and carrier adhesion may occur and the image quality may deteriorate. If the carrier ratio in the replenishment developer is lowered, the deteriorated carrier may be used for a long time without being discharged, and the image quality may deteriorate.
フルカラー画像を出力する電子写真プロセスの現像システムは、少なくとも1つの感光ドラムと複数の現像装置をもつロータリー現像システムと、複数の感光ドラムと複数の現像装置を持つタンデム現像方式の2種類があり、どちらでも本発明の補給用現像剤を用いることができる。 There are two types of electrophotographic process development systems that output full-color images: a rotary development system having at least one photosensitive drum and a plurality of development devices, and a tandem development system having a plurality of photosensitive drums and a plurality of development devices. In either case, the replenishment developer of the present invention can be used.
ここでは、タンデム現像方式について詳細に述べる。
図2はタンデム現像方式における、Y、M、C、Kの各ステーションにおける像担持体(感光ドラム)10と現像装置1との位置関係を示したものである。Y、M、C、Kの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置1とあれば、Y、M、C、K各ステーションにおける現像装置1Y、現像装置1M、現像装置1C、現像装置1Kを共通して指すものとする。
Here, the tandem development method will be described in detail.
FIG. 2 shows the positional relationship between the image carrier (photosensitive drum) 10 and the developing
まず、図2により、画像形成装置全体の動作を説明する。
感光ドラム10は回動自在になるように設けられており、その感光ドラム10を一次帯電器21で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子22によって情報信号に応じて変調された光で露光して潜像を形成する。その潜像は現像装置1により、後述のような過程でトナー像として可視像化される。そのトナー像を、第1転写帯電器23によって、転写材搬送シート24によって搬送されてきた記録材である転写紙27上にステーションごとに転写し、その後、定着装置25によって定着して永久画像を得る。又、感光ドラム10上の転写残トナーはクリーニング装置26により除去する。又、画像形成で消費された現像剤中のトナーは、少なくともトナーとキャリアを含有する補給用現像剤が、補給槽20から補給されることによって補われる。又、ここでは、感光ドラム10M、10C、10Y、10Kから転写材搬送シート24に搬送された記録材である転写紙27に直接転写する方法をとったが、転写紙搬送シート24の代わりに中間転写体を設け、各色の感光ドラム10M、10C、10Y、10Kから中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。
First, the operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG.
The
次に現像装置について例をあげて詳細に述べるが、もちろん像担持体(感光ドラム)の回転方向に二つの現像剤担持体、および現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤層厚規制部材を少なくとも有する現像装置を用い、少なくともトナーとキャリアを含有する補給用現像剤を現像装置に補給しながら現像し、現像装置内部で過剰になったキャリアを必要に応じて現像装置から排出する機構を有する現像装置であればどのようなものでも構わない。 Next, the developing device will be described in detail with reference to examples. Of course, two developer carriers in the rotation direction of the image carrier (photosensitive drum), and a developer for forming a developer layer on the developer carrier Using a developing device having at least a layer thickness regulating member, development is performed while supplying a replenishment developer containing at least toner and carrier to the developing device, and excess carrier inside the developing device is removed from the developing device as necessary. Any developing device having a discharge mechanism may be used.
例えば以下のような現像装置がある。
図1は、図2に示されるようなフルカラー画像形成装置における、Y、M、C、Kの各ステーションにおける像担持体(感光ドラム)10と現像装置1との位置関係を示したものである。Y、M、C、Kの各ステーションはほぼ同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像を形成する。この図1を用いて説明する。
For example, there are the following developing devices.
FIG. 1 shows the positional relationship between the image carrier (photosensitive drum) 10 and the developing
現像装置100は、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容された現像容器2内に、第1現像スリーブ(第1現像剤担持体)8と第2現像スリーブ(第2現像剤担持体)11及び第1現像スリーブ8表面に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材である規制ブレード9とを有している。
このように複数の現像スリーブを有することで、1本の現像スリーブでは達成することが難しい、現像スリーブの回転速度、250mm/sec以上、特に500mm/sec以上という高速印刷において高画質を達成することができる。
The developing
By having a plurality of developing sleeves in this way, high image quality can be achieved in high-speed printing at a rotational speed of 250 mm / sec or more, particularly 500 mm / sec or more, which is difficult to achieve with one developing sleeve. Can do.
更に、上記現像容器2には感光ドラム10に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に第1現像スリーブ8が感光ドラム10側に一部露出するように回転可能に配設されている。尚、この第1現像スリーブ8は非磁性材料で構成され、その内部には第1の磁界発生手段である第1マグネットローラー8’が非回転状態で設置されており、このマグネットローラー8は現像極S2と現像剤を搬送する磁極S1、N1、N2、N3を有している。第2現像スリーブは第1現像スリーブと平行に、現像容器2の開口部に配設されている。
Further, the developing container 2 has an opening at a position corresponding to the developing region facing the
上記のような現像装置において、本発明の補給用現像剤を使用する場合、規制ブレード9と第1現像スリーブ8の最近接距離は、100μm以上3000μm以下であることが好ましい。さらに、前記最近接距離が200μm以上2000μm以下であることが好ましい。最近接距離を上記範囲内にすることで、高速印刷時でも高画質が達成できる。
これは、最近接距離がこの範囲であると、規制ブレード9裏(上流側)に現像剤が適当量溜まり、このためにスリーブ上に均一に現像剤が担持されるためである。
最近接距離が100μmより短いと現像剤が通過する隙間が狭いために、特に高速で印刷された場合に現像剤に強いストレスがかかり現像剤の劣化が顕著になる。また、最近接距離が3000μmより長いと、規制ブレード9裏(上流側)に現像剤がほとんど溜まらず、その結果、第1現像スリーブ8に現像剤が均一に担持されず、画像が劣化することがある。
In the above developing apparatus, when the replenishment developer of the present invention is used, the closest distance between the regulating blade 9 and the first developing sleeve 8 is preferably 100 μm or more and 3000 μm or less. Furthermore, it is preferable that the closest distance is 200 μm or more and 2000 μm or less. By setting the closest distance within the above range, high image quality can be achieved even during high-speed printing.
This is because when the closest distance is within this range, an appropriate amount of developer is accumulated on the back (upstream side) of the regulating blade 9, and the developer is uniformly carried on the sleeve.
When the closest distance is shorter than 100 μm, the gap through which the developer passes is narrow, and therefore, when the printing is performed at a high speed, the developer is subjected to strong stress, and the developer is significantly deteriorated. On the other hand, if the closest distance is longer than 3000 μm, the developer hardly accumulates on the back side (upstream side) of the regulating blade 9, and as a result, the developer is not uniformly carried on the first developing sleeve 8 and the image deteriorates. There is.
また、1000/4π(kA/m)の磁界下における、補給用現像剤中のキャリアの磁化の強さと、規制ブレード9に最も近接している磁極S1の磁束密度の積が、3000mT・Am2/kg以上11200mT・Am2/kg以下が好ましく、5000mT・Am2/kg以上10000mT・Am2/kg以下であるとより好ましい。本発明で使用するキャリアの1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さが40Am2/kg以上70Am2/kg以下であるため、その磁化とスリーブの磁束密度の積が11200mT・Am2/kgより大きい、すなわち、磁極S1の磁束密度が大きいと磁極S1に多くの現像剤がひきつけられる。その結果、規制ブレード9裏(上流側)に溜まる現像剤量が増え、そこで多数の現像剤同士で混合され、現像剤にかかるストレスが大きくなる。特に高速印刷時はスリーブが高速に回転するため、現像剤の劣化が急激に進行し、その結果、画像の劣化が発生する。また、3000mT・Am2/kg未満の場合、スリーブ上の磁気ブラシの密度が低くなり画像が低下する。さらに、現像剤がスリーブに担持されている磁気力が弱くなり、現像時に感光ドラム上にキャリアが付着し、画像の欠陥が生じることがある。 Further, the product of the strength of the carrier magnetization in the replenishment developer under the magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) and the magnetic flux density of the magnetic pole S1 closest to the regulating blade 9 is 3000 mT · Am 2. / Kg or more and 11200 mT · Am 2 / kg or less is preferable, and 5000 mT · Am 2 / kg or more and 10000 mT · Am 2 / kg or less is more preferable. Since the strength of magnetization of the carrier used in the present invention under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) is 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less, the product of the magnetization and the magnetic flux density of the sleeve is 11200 mT · If it is larger than Am 2 / kg, that is, if the magnetic flux density of the magnetic pole S1 is large, a lot of developer is attracted to the magnetic pole S1. As a result, the amount of developer that accumulates on the back (upstream side) of the regulating blade 9 increases, where a large number of developers are mixed together, and the stress on the developer increases. In particular, during high-speed printing, the sleeve rotates at high speed, so that the deterioration of the developer proceeds rapidly, and as a result, the image deteriorates. On the other hand, if it is less than 3000 mT · Am 2 / kg, the density of the magnetic brush on the sleeve is lowered and the image is lowered. Furthermore, the magnetic force with which the developer is carried on the sleeve becomes weak, and the carrier may adhere to the photosensitive drum during development, resulting in image defects.
現像容器2内の略中央部は紙面に垂直方向に延在する隔壁7によって現像室3と攪拌室4に上下に区画されており、現像剤は現像室3及び攪拌室4に収容する構成がより望ましい。
このように現像室3と攪拌室4に分けることにより攪拌が十分に行われ高速印刷時でも混合された現像剤を第1現像スリーブ8に供給することができるからである。
現像室3及び攪拌室4には現像剤Tを攪拌・搬送し、現像容器2内を循環させる循環手段である第1及び第2の搬送スクリュー5、6がそれぞれ配置されている。第1の搬送スクリュー5は現像室3の底部に現像スリーブ8の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室3内の現像剤Tを軸線方向に沿って一方向に搬送する。又、第2の搬送スクリュー6は攪拌室4内の底部に第1の搬送スクリュー5とほぼ平行に配置され、攪拌室4内の現像剤Tを第1の搬送スクリュー5と反対方向に搬送する。このようにして、第1及び第2の搬送スクリュー5、6の回転による搬送によって、現像剤Tが隔壁7の両端部の開口部(連通部)を通じて現像室3と攪拌室4との間で循環される。
A substantially central portion in the developing container 2 is divided into a developing
This is because by dividing the developing
In the developing
また、補給用現像剤は攪拌室4に設置してある補給用現像剤導入口(不図示)より補給し、現像装置内で過剰になったキャリアは必要に応じて現像室3に設置してある廃棄口(不図示)より排出するようにすると望ましい。
Further, the replenishment developer is replenished from a replenishment developer introduction port (not shown) installed in the stirring
第1現像スリーブ8と第2現像スリーブ11の最近接の場所に、異極を配置、例えば、図1に示すように磁極N3とS3を配置することにより、現像剤Tを第1現像スリーブ8から第2現像スリーブへと受渡し可能な構成となる。本発明の補給用現像剤を用いる現像装置は、この構成にすることがより望ましい。これは、現像に使用された現像剤が確実に攪拌室4へ送られ攪拌され、また、現像には、現像室3にある攪拌済みの現像剤を使用することができるからである。こうすることで、常に帯電性が同じ現像剤を使用することができるため、長期にわたり同じ画像を出すことができるのである。
A different polarity is disposed at a position closest to the first developing sleeve 8 and the second developing sleeve 11, for example, magnetic poles N3 and S3 are disposed as shown in FIG. To the second developing sleeve. It is more desirable that the developing device using the replenishment developer of the present invention has this configuration. This is because the developer used for the development is surely sent to the agitating
また、第1現像スリーブと第2現像スリーブの最近接距離は、15μm以上3000μm以下が好ましく、100μm以上2000μm以下がより好ましい。最近接距離が15μmより短いと、第1現像スリーブから第2現像スリーブに受渡す時に受渡しができずにスリーブに連れ回った現像剤が、キャリア粒径より小さい隙間を通るために、現像剤が圧縮される。その結果、キャリアにトナーやトナーに含まれている外添剤が付着し、帯電性等が悪化してしまう場合がある。また、最近接距離が3000μmよりも長いと、距離が遠いために現像剤の受渡しがうまくいかず、その結果、受渡しされず第1現像スリーブに連れ回る現像剤が多くなってしまうからである。連れ回った現像剤は、一度現像を行われているためにトナーとキャリアの比が他の現像剤と異なる。このために、トナーの帯電性が不均一となり画像のムラを生じることがある。 Further, the closest distance between the first developing sleeve and the second developing sleeve is preferably 15 μm or more and 3000 μm or less, and more preferably 100 μm or more and 2000 μm or less. If the closest distance is shorter than 15 μm, the developer that has been delivered to the second developing sleeve from the first developing sleeve cannot pass and passes through the gap smaller than the carrier particle size. Compressed. As a result, the toner and the external additive contained in the toner may adhere to the carrier and the chargeability may deteriorate. Further, if the closest distance is longer than 3000 μm, the developer is not delivered successfully because the distance is long, and as a result, the developer that is not delivered and goes to the first developing sleeve increases. The developed developer has been developed once, so the toner to carrier ratio is different from that of other developers. For this reason, the chargeability of the toner becomes non-uniform and image unevenness may occur.
本発明に関する物性の好適な測定法について以下に説明する。 A suitable method for measuring physical properties related to the present invention will be described below.
<トナーの粒度分布及び重量平均粒径(D4)の測定>
測定装置としては、コールターカウンターTA−II或いはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。電解液は、約1%NaCl水溶液を用いる。電解液には、1級塩化ナトリウムを用いて調製された電解液や、例えば、ISOTON(登録商標)−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。
<Measurement of toner particle size distribution and weight average particle size (D 4 )>
As a measuring device, Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter Inc.) is used. As the electrolytic solution, an about 1% NaCl aqueous solution is used. As the electrolytic solution, an electrolytic solution prepared using primary sodium chloride or, for example, ISOTON (registered trademark) -II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used.
測定方法としては、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ホン塩酸)を、0.1〜5mlを加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、前記測定装置により、試料の体積及び個数をチャンネルごとに測定して、試料の体積分布と個数分布とを算出する。得
られたこれらの分布から、試料の重量平均粒径(D4)を求める。チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。
As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzenesulfone hydrochloride) 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 dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of the sample are measured for each channel by the measuring apparatus using a 100 μm aperture as the aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From these obtained distributions, the weight average particle diameter (D 4 ) of the sample is determined. As channels, 2.00 to 2.52 μm; 2.52 to 3.17 μm; 3.17 to 4.00 μm; 4.00 to 5.04 μm; 5.04 to 6.35 μm; 6.35 to 8. 00 μm; 8.00 to 10.08 μm; 10.08 to 12.70 μm; 12.70 to 16.00 μm; 16.00 to 20.20 μm; 20.20 to 25.40 μm; 25.40 to 32.00 μm; 13 channels of 32.00-40.30 μm are used.
<トナーの平均円形度の測定>
トナーの円相当径、円形度とは、トナー粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式(1)〜(2)を用いて算出する。
<Measurement of average circularity of toner>
The equivalent circle diameter and circularity of the toner are used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the toner particles. In the present invention, the flow type particle image measuring device “FPIA-2100 type” (manufactured by Sysmex Corporation) is used. ) Is used for calculation, and the following equations (1) to (2) are used for calculation.
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。測定は、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。 Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define. The measurement uses the perimeter of the particle image when image processing is performed at an image processing resolution of 512 × 512 (pixels of 0.3 μm × 0.3 μm).
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、測定粒子数をmとすると、次式から算出される。
In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity.
The average circularity C, which means the average value of the circularity frequency distribution, is calculated from the following equation, where ci is the circularity (center value) at the dividing point i of the particle size distribution and m is the number of measured particles.
なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出に当たって、得られた円形度によって、粒子を円形度0.4〜1.0を0.01ごとに等分割したクラスに分け、その分割点の中心値と測定粒子数を用いて平均円形度の算出を行う。 In addition, “FPIA-2100”, which is a measuring apparatus used in the present invention, calculates the circularity of each particle, and then calculates the average circularity. 1.0 is divided into classes equally divided every 0.01, and the average circularity is calculated using the center value of the division points and the number of measured particles.
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その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ホン酸塩を加えた後、更に測定試料を0.02g加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「Tetora150型」(日科機バイオス社製)を用い、2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置F
PIA−2100の機内温度が26〜27℃になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールし、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。
As a specific measuring method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant therein, followed by further measurement. Add 0.02 g of sample and disperse uniformly. As a means for dispersion, an ultrasonic disperser “Tetora 150 type” (manufactured by Nikka Ki Bios Co., Ltd.) is used, and dispersion treatment is performed for 2 minutes to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not be 40 degreeC or more. In addition, in order to suppress variations in circularity, the flow type particle image analyzer F
The installation environment of the device is controlled to 23 ° C. ± 0.5 ° C. so that the in-machine temperature of PIA-2100 is 26 to 27 ° C., and automatic focusing is performed using 2 μm latex particles at regular intervals, preferably every 2 hours. I do.
トナー粒子の形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のカラートナー粒子濃度が3000〜1万個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、2μm未満のデータをカットして、トナー粒子の平均円形度を求める。 To measure the shape of the toner particles, the flow type particle image measuring device is used, and the concentration of the dispersion is readjusted so that the color toner particle concentration at the time of measurement is 3000 to 10,000 particles / μl. Measure more than one. After the measurement, this data is used to cut data less than 2 μm, and the average circularity of the toner particles is obtained.
さらに本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、従来よりトナーの形状を算出するために用いられていた「FPIA−1000」と比較して、処理粒子画像の倍率の向上、さらに取り込んだ画像の処理解像度を向上(256×256→512×512)によりトナーの形状測定の精度が上がっており、それにより微粒子のより確実な補足を達成している装置である。従って、本発明のように、より正確に形状を測定する必要がある場合には、より正確に形状に関する情報が得られるFPIA2100の方が有用である。 Furthermore, “FPIA-2100”, which is a measuring apparatus used in the present invention, improves the magnification of the processed particle image as compared with “FPIA-1000” conventionally used for calculating the shape of the toner. Furthermore, the accuracy of toner shape measurement is improved by improving the processing resolution of the captured image (256 × 256 → 512 × 512), thereby achieving more reliable capture of fine particles. Therefore, when it is necessary to measure the shape more accurately as in the present invention, the FPIA 2100 that can obtain information on the shape more accurately is more useful.
<キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)及び平均円形度>
キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)及び平均円形度は、例えばマルチイメージアナライザー(ベックマン・コールター社製)を用いて、以下のようにして測定される。
<50% particle diameter on a volume basis of the carrier (D 50) and average circularity>
The 50% particle size (D 50 ) and average circularity based on the volume distribution of the carrier are measured as follows using, for example, a multi-image analyzer (manufactured by Beckman Coulter).
約1%NaCl水溶液とグリセリンとを、50体積%:50体積%で混合した溶液を電解液として用いる。ここでNaCl水溶液は、一級塩化ナトリウムを用いて調製されればよく、例えばISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)であってもよい。グリセリンは、特級あるいは一級の試薬であればよい。
電解液(約30ml)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ホン塩酸)を、0.1〜1.0ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料が懸濁された電解液を、超音波分散器で約1分間分散処理して、分散液を得る。
A solution obtained by mixing about 1% NaCl aqueous solution and glycerin at 50% by volume: 50% by volume is used as the electrolytic solution. Here, the NaCl aqueous solution may be prepared using primary sodium chloride, and may be, for example, ISOTON (registered trademark) -II (manufactured by Coulter Scientific Japan). Glycerin may be a special grade or first grade reagent.
To the electrolytic solution (about 30 ml), 0.1 to 1.0 ml of a surfactant (preferably alkylbenzenesulfone hydrochloride) is added as a dispersant, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 minute with an ultrasonic disperser to obtain a dispersion.
アパーチャーとして200μmアパーチャー、20倍のレンズを用いて、以下の測定条件で円相当径および円形度を算出する。
測定フレーム内平均輝度:220〜230、
測定フレーム設定:300、
SH(スレシュホールド):50、
2値化レベル:180
Using a 200 μm aperture and a 20 × lens as the aperture, the equivalent circle diameter and circularity are calculated under the following measurement conditions.
Average luminance within measurement frame: 220 to 230,
Measurement frame setting: 300,
SH (threshold): 50,
Binarization level: 180
ガラス測定容器に電解液、および前記分散液を入れて、測定容器中のキャリア粒子の濃度を5〜10体積%とする。ガラス測定容器内容物を最大撹拌スピードで撹拌する。サンプルの吸引圧を10kPaにする。キャリア比重が大きく沈降しやすい場合は、測定時間を15〜30分とする。また、5〜10分ごとに測定を中断して、サンプル液の補充および電解溶液−グリセリン混合溶液の補充を行う。
測定個数は2000個とする。測定終了後、本体ソフトにより、粒子画像画面でピンぼけ画像、凝集粒子(複数同時測定)などの除去を行う。
キャリアの円形度および円相当径は、下記式で算出される。
The electrolytic solution and the dispersion liquid are put into a glass measuring container, and the concentration of carrier particles in the measuring container is set to 5 to 10% by volume. Stir the contents of the glass measuring container at the maximum stirring speed. The sample suction pressure is 10 kPa. When the carrier specific gravity is large and the sedimentation is likely to occur, the measurement time is 15 to 30 minutes. Further, the measurement is interrupted every 5 to 10 minutes to replenish the sample solution and the electrolytic solution-glycerin mixed solution.
The number of measurements is 2000. After the measurement is finished, the main body software removes a defocused image, aggregated particles (multiple simultaneous measurements), etc. on the particle image screen.
The circularity and equivalent circle diameter of the carrier are calculated by the following formula.
ここで、「Area」とは二値化されたキャリア粒子像の投影面積であり、「MaxLength」とは該キャリア粒子像の最大径と定義される。円相当径は、「Area」を真円の面積としたときの真円の直径で表される。円相当径は、4〜100μmを256分割され、体積基準で対数表示して用いる。これを用い、体積分布基準の50%粒径(D50)を求める。平均円形度は、各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割った値を平均円形度とする。図1に測定結果のグラフの一例を示す。図中にある「円形度算術統計値」の項にある「算術平均値」が平均円形度を示す。 Here, “Area” is the projected area of the binarized carrier particle image, and “MaxLength” is defined as the maximum diameter of the carrier particle image. The equivalent circle diameter is represented by the diameter of a perfect circle when “Area” is the area of the perfect circle. The equivalent circle diameter is divided into 4 to 100 μm in 256, and is used by logarithmically displaying on a volume basis. Using this, the 50% particle size (D 50 ) based on volume distribution is obtained. The average circularity is obtained by adding the circularity of each particle and dividing by the total number of particles. FIG. 1 shows an example of a graph of measurement results. The “arithmetic average value” in the “circularity arithmetic statistical value” section in the figure indicates the average circularity.
<キャリアの真比重>
本発明の補給用現像剤に含まれるキャリア粒子の真比重は、乾式自動密度計オートピクノメータ(ユアサアイオニクス社製)を用いて測定できる。本測定機では、気相置換法を用いて測定を行っている。測定原理は、アルキメデスの原理に基づき、置換媒体としてガスを用いる。具体的には、同一体積を持った空の試料室と比較室の間に遮断弁を設け、試料室を1気圧まで加圧後、遮断弁を開けて比較室へガスを解放すると、試料室の圧力は1/2気圧に低下する。サンプルを入れて試料室の体積が1/2になった場合は、同様の操作によって得られる圧力は1/3気圧になる。
圧力と体積の関係は、気体の状態方程式 PV=nRT(nRT:一定値)に従うため、圧力Pの測定からサンプルの体積Vを計算することができる。
<True specific gravity of carrier>
The true specific gravity of the carrier particles contained in the developer for replenishment of the present invention can be measured using a dry automatic densimeter autopycnometer (manufactured by Yuasa Ionics). In this measuring machine, measurement is performed using a gas phase substitution method. The measurement principle is based on Archimedes' principle, and gas is used as a replacement medium. Specifically, a shut-off valve is provided between an empty sample chamber having the same volume and a comparison chamber. After pressurizing the sample chamber to 1 atm, the shut-off valve is opened to release gas to the comparison chamber. The pressure drops to 1/2 atmosphere. When the sample chamber volume is halved with the sample, the pressure obtained by the same operation is 1/3 atm.
Since the relationship between pressure and volume follows the gas equation of state PV = nRT (nRT: constant value), the volume V of the sample can be calculated from the measurement of the pressure P.
<キャリアの磁化の強さ>
本発明の補給用現像剤に含まれるキャリアの磁化の強さは、振動磁場型磁気特性装置VSM(Vibrating sample magnetometer)や直流磁化特性記録装置(B-Hトレーサー)などで求めることが可能である。好ましくは、振動磁場型磁気特性装置で測定できる。振動磁場型磁気特性装置の例には、理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置BHV−30が含まれる。これを用いて、以下の手順で測定することができる。円筒状のプラスチック容器にキャリアを十分に密に充填し、一方で1000/4π(kA/m)(1000エルステッド)の外部磁場を作り、この状態で容器に充填されたキャリアの磁化モーメントを測定する。さらに、該容器に充填したキャリアの実際の質量を測定して、キャリアの磁化の強さ(Am2/kg)を求める。
<Strength of magnetization of carrier>
The magnetization strength of the carrier contained in the replenishment developer of the present invention can be obtained by a vibrating magnetic field type magnetic property device VSM (Vibrating sample magnetometer), a direct current magnetization property recording device (BH tracer), or the like. . Preferably, it can measure with an oscillating magnetic field type magnetic property apparatus. Examples of the oscillating magnetic field type magnetic property apparatus include an oscillating magnetic field type magnetic property automatic recording apparatus BHV-30 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. Using this, it can be measured by the following procedure. A cylindrical plastic container is packed sufficiently densely, while an external magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) (1000 oersted) is created, and the magnetization moment of the carrier filled in the container is measured in this state. . Further, the actual mass of the carrier filled in the container is measured to determine the magnetization strength (Am 2 / kg) of the carrier.
<現像剤・補給用現像剤の比重比>
本発明の現像剤と補給用現像剤の比重比は、以下のようにして求めることができる。
乾式自動密度計アキュピック1330(株式会社 島津製作所)を用い、現像剤の比重(A)と補給用現像剤の比重(B)を求める。本測定機器では、定容積膨張法により乾式で密度を測定している。
本発明の現像剤と補給用現像剤の比重比は、以下のように計算し、算出する。
<Specific gravity ratio of developer and replenishment developer>
The specific gravity ratio between the developer of the present invention and the replenishment developer can be determined as follows.
Using a dry automatic densimeter AccuPick 1330 (Shimadzu Corporation), the specific gravity (A) of the developer and the specific gravity (B) of the replenishment developer are obtained. In this measuring instrument, the density is measured by a dry method by a constant volume expansion method.
The specific gravity ratio between the developer of the present invention and the replenishment developer is calculated and calculated as follows.
<GPCによる分子量の測定>
ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、1×103〜2×106の分子量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組み合わせるのが良く、例えば、Waters社製のμ−styragel 500、103、104、105の組み合わせや、昭和電工社製のshodex KA−801、802、803、804、805、806、807の組み合わせが好ましい。
<Measurement of molecular weight by GPC>
The molecular weight of the chromatogram by gel permeation chromatograph (GPC) is measured under the following conditions.
Resin prepared by stabilizing the column in a heat chamber at 40 ° C., and flowing tetrahydrofuran (THF) as a solvent at a flow rate of 1 ml / min to the column at this temperature to adjust the sample concentration to 0.05 to 0.6% by mass. Measurement is performed by injecting 50 to 200 μl of a THF sample solution. An RI (refractive index) detector is used as the detector. As the column, in order to accurately measure a molecular weight region of 1 × 10 3 to 2 × 10 6 , it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, μ-styragel 500, 103, 104 manufactured by Waters , 105, and combinations of shodex KA-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 manufactured by Showa Denko KK are preferable.
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical
Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical
Co. Manufactured by Toyo Soda Kogyo Co., Ltd., molecular weight of 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 , 1.1 × 10 5 It is appropriate to use 3.9 × 10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 , and use at least about 10 standard polystyrene samples.
<キャリアの個数平均粒径(D1)、重量平均粒径(D4)の測定>
本発明の補給用現像剤に含まれるキャリア粒子の個数平均粒径(D1)、重量平均粒径(D4)は、測定範囲がサブミクロンから数百ミクロンの測定レンジを持つものであれば、乾式または湿式のレーザー回折式の粒度分布計を用いて測定され得る。レーザー回折式の粒度分布計の例には、レーザー回折式粒度分布測定器SALD−3000、SALD−2200、SALD−300V(島津製作所製)が含まれる。
<Measurement of number average particle diameter (D 1 ) and weight average particle diameter (D 4 ) of carrier>
The number average particle diameter (D 1 ) and the weight average particle diameter (D 4 ) of the carrier particles contained in the replenishment developer of the present invention are those having a measurement range of submicron to several hundred microns. It can be measured using a dry or wet laser diffraction particle size distribution meter. Examples of the laser diffraction particle size distribution analyzer include laser diffraction particle size distribution analyzers SALD-3000, SALD-2200, and SALD-300V (manufactured by Shimadzu Corporation).
以下、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
〔キャリア製造例1〕
個数平均粒径0.30μm、1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ72Am2/kgのマグネタイト粉と、個数平均粒径0.30μmのヘマタイト粉に対して、夫々5.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて110℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール 10質量部
・ホルムアルデヒド溶液 6質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 75質量部
・処理したヘマタイト 9質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水25質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら40分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノ
ール樹脂を硬化させた。その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性体が分散されている磁性体含有樹脂キャリアコア(以下、「磁性体分散樹脂コア」とも称す。)を得た。
コート樹脂として、メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体(共重合比(質量%比)8:2、重量平均分子量40,000)を用い、これがコート時に前記磁性体分散樹脂コア100質量部に対して1質量部となるように、メチルエチルケトン及びトルエンの混合溶媒を溶媒として10質量%の前記メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体を含有するキャリアコート溶液を作製した。また、このキャリアコート溶液に、メラミン樹脂(個数平均粒径0.2μm)1.0質量部、カーボンブラック(個数平均粒径30nm、DBP吸油量50ml/100g)1.0質量部をホモジナイザーによりよく混合する。ついで、この混合溶液に前記磁性体分散樹脂コアを投入し、これに剪断応力を連続して加えながら溶媒を70℃で揮発させて、磁性体分散樹脂コア表面へ前記メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体をコートした。
前記メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体でコートされた樹脂コート磁性体分散樹脂コアを100℃で2時間撹拌することによって熱処理後、冷却、解砕し、200メッシュの篩で分級して、キャリア1を得た。キャリア1は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)35μm、D4/D1=1.22、真比重3.5g/cm3、磁化の強さ52Am2/kg、平均円形度0.92であった。
[Carrier Production Example 1]
4. A magnetite powder having a number average particle size of 0.30 μm and a magnetization strength of 72 Am 2 / kg under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) and a hematite powder having a number average particle size of 0.30 μm, respectively. 0% by mass of a silane coupling agent (3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane) was added, and the mixture was stirred and mixed at 110 ° C. or higher in a container to treat each fine particle.
・
-Treated magnetite 75 parts by mass-Treated hematite 9 parts by mass The above material, 5 parts by mass of 28% ammonia water, and 25 parts by mass of water are placed in a flask, and the temperature is raised and maintained up to 85 ° C over 40 minutes while stirring and mixing. The resulting phenol resin was cured by a polymerization reaction for 3 hours. Thereafter, the cured phenol resin was cooled to 30 ° C., water was further added, the supernatant was removed, the precipitate was washed with water, and then air-dried. Next, this is dried under reduced pressure (5 mmHg or less) at a temperature of 60 ° C., and a magnetic material-containing resin carrier core (hereinafter referred to as “magnetic material dispersion” in which spherical magnetic materials in which the magnetic materials are dispersed is dispersed. Also referred to as “resin core”.
As a coating resin, a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate (copolymerization ratio (mass% ratio) 8: 2, weight average molecular weight 40,000) is used, and this is 100 mass of the magnetic material dispersed resin core at the time of coating. A carrier coat solution containing 10% by mass of a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate was prepared using a mixed solvent of methyl ethyl ketone and toluene as a solvent so as to be 1 part by mass with respect to parts. In addition, 1.0 part by mass of melamine resin (number average particle diameter 0.2 μm) and 1.0 part by mass of carbon black (number
The resin-coated magnetic material-dispersed resin core coated with a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate is heat-treated by stirring at 100 ° C. for 2 hours, cooled, crushed, and classified with a 200 mesh sieve.
〔キャリア製造例2〕
マグネタイト粉の個数平均粒径を0.30μmから0.40μm、ヘマタイト粉の個数平均粒径を0.30μmから0.40μmに変えた以外はキャリア製造例1と同様にして、キャリア2を得た。キャリア2は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)50μm、D4/D1=1.20、真比重3.7g/cm3、磁化の強さ52Am2/kg、平均円形度0.87であった。
[Carrier Production Example 2]
Carrier 2 was obtained in the same manner as Carrier Production Example 1 except that the number average particle size of magnetite powder was changed from 0.30 μm to 0.40 μm and the number average particle size of hematite powder was changed from 0.30 μm to 0.40 μm. . As shown in Table 1, carrier 2 has a 50% particle diameter (D 50 ) of 50 μm based on volume distribution, D 4 / D 1 = 1.20, true specific gravity of 3.7 g / cm 3 , and magnetization strength of 52 Am 2. / Kg, average circularity was 0.87.
〔キャリア製造例3〕
キャリア製造例2において、処理したマグネタイトを75質量部から80質量部、処理したヘマタイトを9質量部から2質量部に変更した以外は、キャリア製造例2と同様にして、キャリア3を得た。キャリア3は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)50μm、D4/D1=1.16、真比重4.0g/cm3、磁化の強さ60Am2/kg、平均円形度0.93であった。
[Carrier Production Example 3]
In Carrier Production Example 2,
〔キャリア製造例4〕
キャリア製造例3において、マグネタイト粉の個数平均粒径を0.40μmから0.45μm、磁化の強さを72Am2/kgから80Am2/kg、フェノールを10質量部から25質量部、ホルムアルデヒド溶液を6質量部から15質量部に変更した以外は、キャリア製造例3と同様にして、キャリア4を得た。キャリア4は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)62μm、D4/D1=1.24、真比重2.7g/cm3、磁化の強さ68Am2/kg、平均円形度0.94であった。
[Carrier Production Example 4]
In Carrier Production Example 3, 0.45 [mu] m and the number average particle diameter of the magnetite powder from 0.40 .mu.m, the magnetization intensity 80 Am 2 / kg from 72Am 2 / kg, and 25 parts by mass from 10 parts by weight of phenol, formaldehyde
〔キャリア製造例5〕
フェライト成分
Fe2O3:56.3モル%
MgO :23.0モル%
SrO :20.7モル%
上記組成に配合したフェライト原材料の酸化物をボールミルで湿式混合し、乾燥・粉砕した後、750℃で2時間焼成し、クラッシャーで0.1〜1.0mm程度に粉砕した。さらに、ボールミルで湿式粉砕してスラリー化し、バインダーとしてポリビニルアルコールを1.0%、空孔調整剤としてCaCO3を3%加え、スプレードライヤー法で球状粒子に造粒し、酸素ガス濃度0.5%の窒素ガス雰囲気下950℃で焼成し、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去した。次いで風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級し、多孔質磁性体であるキャリアコアを得た。
次に
トルエンとメチルエチルケトン(4:1)混合溶剤 1000質量部
スチレン・メチルメタクリレート共重合体(4:6,Mw=5万) 70質量部
メチルメタクリレート・パーフルオロプロピルエチルメタクリレート共重合体
(80:20,Mw=1.8万) 30質量部上記成分を混合して被覆用液体を調製した。次いで、上記多孔質磁性体であるキャリアコアに対し、被覆樹脂固形分が5.0質量%となるように溶液の配合を調整し、減圧ニーダーで撹拌混合しながら減圧乾燥して溶剤を除去し、140℃で2時間焼き付けを行い、目開き74μmの篩で篩分して、キャリア5を得た。この得られたキャリアは多孔質磁性体に樹脂が含浸された樹脂含浸キャリアである。キャリア5は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)25μm、D4/D1=1.28、真比重4.1g/cm3、磁化の強さ42Am2/kg、平均円形度0.85であった。
[Carrier Production Example 5]
Ferrite component Fe 2 O 3 : 56.3 mol%
MgO: 23.0 mol%
SrO: 20.7 mol%
The ferrite raw material oxide blended in the above composition was wet-mixed with a ball mill, dried and ground, then fired at 750 ° C. for 2 hours, and ground with a crusher to about 0.1 to 1.0 mm. Further, the mixture was wet pulverized by a ball mill to form a slurry, added with 1.0% polyvinyl alcohol as a binder and 3% CaCO 3 as a pore adjuster, granulated into spherical particles by a spray dryer method, and an oxygen gas concentration of 0.5 The mixture was calcined at 950 ° C. in a nitrogen gas atmosphere of% and sieved with a sieve having an opening of 250 μm to remove coarse particles. Subsequently, classification was performed with an air classifier (Elbow Jet Lab EJ-L3, manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.) to obtain a carrier core which is a porous magnetic material.
Next, toluene and methyl ethyl ketone (4: 1) mixed solvent 1000 parts by mass Styrene / methyl methacrylate copolymer (4: 6, M w = 50,000) 70 parts by mass Methyl methacrylate / perfluoropropylethyl methacrylate copolymer
(80:20, M w = 18,000) 30 parts by mass The above components were mixed to prepare a coating liquid. Next, the composition of the solution is adjusted so that the solid content of the coating resin is 5.0% by mass with respect to the carrier core which is the porous magnetic material, and the solvent is removed by drying under reduced pressure while stirring and mixing with a vacuum kneader. The carrier 5 was obtained by baking at 140 ° C. for 2 hours and sieving with a sieve having an opening of 74 μm. The obtained carrier is a resin-impregnated carrier in which a porous magnetic material is impregnated with a resin. As shown in Table 1, the carrier 5 has a 50% particle size (D 50 ) of 25 μm based on volume distribution, D 4 / D 1 = 1.28, a true specific gravity of 4.1 g / cm 3 , and a magnetization strength of 42 Am 2. / Kg, average circularity was 0.85.
〔キャリア製造例6〕
キャリア5の製造例において、CaCO3を3%から15%に変更し、さらに分級条件、具体的には吸引風量の設定値を変更した以外は、キャリア製造例5と同様にして、キャリア6を得た。キャリア6は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)80μm、D4/D1=1.28、真比重2.4g/cm3、磁化の強さ38Am2/kg、平均円形度0.82であった。
[Carrier Production Example 6]
In the manufacture example of the carrier 5, CaCO 3 is changed from 3% to 15%, and the
〔キャリア製造例7〕
モル比で、Fe2O3=89.8モル%、MgO=10.2モル%になるようにこれらの金属酸化物粒子を秤量し、ボールミルを用いて混合した。得られた混合粉体を仮焼した後、ボールミルにより粉砕しさらにスプレードライヤーにより造粒し、これを焼結し、さらに分級して多孔質磁性体であるキャリアコア(以下、「磁性体粒子」とも称す。)を得た。
さらに、上記で得られた磁性体粒子の表面に、以下の方法で熱硬化性のシリコーン樹脂をコートした。磁性体粒子表面のシリコーン樹脂のコート量がコート後の樹脂コート磁性体粒子100質量部に対して2.0質量部になるように、トルエンを溶媒として10質量%のシリコーン樹脂を含有するキャリアコート溶液を作製した。
このキャリアコート溶液に前記磁性体粒子を投入し、これに剪断応力を連続して加えながら溶媒を70℃で揮発させて、磁性体粒子表面へ前記シリコーン樹脂をコートした。
このシリコーン樹脂でコートされた樹脂コート磁性体粒子を200℃で3時間撹拌することによって熱処理後、冷却、解砕し、200メッシュの篩でふるい分けして粗大粒子を除去し、次いで風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級し粒度調整を行い、キャリア7を得た。
キャリア7は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)50μm、D4/D1=1.34、真比重5.0g/cm3、磁化の強さ50Am2/kg、平均円形度0.83であった。
[Carrier Production Example 7]
These metal oxide particles were weighed so that the molar ratio was Fe 2 O 3 = 89.8 mol% and MgO = 10.2 mol%, and mixed using a ball mill. After calcining the obtained mixed powder, it is pulverized by a ball mill, further granulated by a spray dryer, sintered, and further classified to form a carrier core (hereinafter referred to as “magnetic particles”) that is a porous magnetic material. Also referred to as).
Furthermore, the surface of the magnetic particles obtained above was coated with a thermosetting silicone resin by the following method. Carrier coat containing 10% by mass of silicone resin using toluene as a solvent so that the coating amount of the silicone resin on the surface of the magnetic particles is 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the coated resin-coated magnetic particles A solution was made.
The magnetic particles were added to the carrier coating solution, and the silicone resin was coated on the surface of the magnetic particles by volatilizing the solvent at 70 ° C. while continuously applying shear stress thereto.
The resin-coated magnetic particles coated with the silicone resin are heat-treated by stirring at 200 ° C. for 3 hours, then cooled and crushed, and screened with a 200-mesh sieve to remove coarse particles, and then an air classifier ( Classification was carried out with Elbow Jet Lab EJ-L3 (manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.), and the particle size was adjusted to obtain Carrier 7.
As shown in Table 1, the carrier 7 has a volume distribution based 50% particle size (D 50 ) of 50 μm, D 4 / D 1 = 1.34, a true specific gravity of 5.0 g / cm 3 , and a magnetization strength of 50 Am 2. / Kg, average circularity was 0.83.
〔キャリア製造例8〕
キャリア製造例7において、金属酸化物粒子の比率を、Fe2O3=58.6モル%、Li2O=35.8モル%、CaO=5.6モル%に変更した以外は、キャリア製造例7
と同様にして、キャリア8を得た。キャリア8は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)50μm、D4/D1=1.38、真比重4.3g/cm3、磁化の強さ75Am2/kg、平均円形度0.80であった。
[Carrier Production Example 8]
In Carrier Production Example 7, carrier production except that the ratio of metal oxide particles was changed to Fe 2 O 3 = 58.6 mol%, Li 2 O = 35.8 mol%, and CaO = 5.6 mol%. Example 7
In the same manner, Carrier 8 was obtained. As shown in Table 1, the carrier 8 has a 50% particle size (D 50 ) of 50 μm based on volume distribution, D 4 / D 1 = 1.38, a true specific gravity of 4.3 g / cm 3 , and a magnetization strength of 75 Am 2. / Kg, average circularity was 0.80.
〔キャリア製造例9〕
キャリア製造例8の粉砕条件・分級条件を変更した以外は、キャリア製造例8と同様にして、キャリア9を得た。キャリア9は表1に示されるように、体積分布基準の50%粒径(D50)13μm、D4/D1=1.32、真比重4.3g/cm3、磁化の強さ75Am2/kg、平均円形度0.85であった。
[Carrier Production Example 9]
A carrier 9 was obtained in the same manner as in the carrier production example 8 except that the pulverization conditions and classification conditions in the carrier production example 8 were changed. As shown in Table 1, the carrier 9 has a volume distribution standard 50% particle size (D 50 ) of 13 μm, D 4 / D 1 = 1.32, a true specific gravity of 4.3 g / cm 3 , and a magnetization strength of 75 Am 2. / Kg, average circularity was 0.85.
〔結着樹脂製造例〕
ビニル系重合体ユニットの材料として、スチレン2.0mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.14mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、架橋剤及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。ポリエステルユニットの材料として、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸1.9mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの四つ口フラスコに入れた。この四つ口フラスコに温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取り付け、前記四つ口フラスコをマントルヒーター内においた。次に四つ口フラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートより上記ビニル系重合体ユニットの単量体及び重合開始剤を4時間かけて滴下した。次いで得られた生成物を200℃に昇温し、4時間反応せしめてハイブリッド樹脂を得た。このハイブリッド樹脂のGPCによる分子量は、重量平均分子量(Mw)が81500、数平均分子量(Mn)が3100であり、ピーク分子量が15500であった。
[Binder resin production example]
As the material of the vinyl polymer unit, 2.0 mol of styrene, 0.21 mol of 2-ethylhexyl acrylate, 0.14 mol of fumaric acid, 0.03 mol of α-methylstyrene dimer, dicumylpar as a crosslinking agent and a polymerization initiator 0.05 mol of oxide was put into the dropping funnel. As a material of the polyester unit, 7.0 mol of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) ) 3.0 mol of propane, 3.0 mol of terephthalic acid, 1.9 mol of trimellitic anhydride, 5.0 mol of fumaric acid and 0.2 g of dibutyltin oxide were put into a 4-liter four-necked flask made of glass. A thermometer, a stirring rod, a condenser, and a nitrogen introducing tube were attached to the four-necked flask, and the four-necked flask was placed in a mantle heater. Next, after the inside of the four-necked flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually increased while stirring, and the monomer and polymerization of the vinyl polymer unit were performed from the previous dropping funnel while stirring at a temperature of 145 ° C. The initiator was added dropwise over 4 hours. Next, the obtained product was heated to 200 ° C. and reacted for 4 hours to obtain a hybrid resin. As for the molecular weight of this hybrid resin by GPC, the weight average molecular weight (M w ) was 81500, the number average molecular weight (Mn) was 3100, and the peak molecular weight was 15500.
〔トナー製造例1〕
・上記結着樹脂 100質量部
・精製フィッシャートロプシュワックス 5質量部
・3、5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
・C.I.ピグメンブルー15:3 8質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)でよく混合
した後、温度130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、高圧気体を用いた衝突式気流粉砕機(日本ニューマチック工業社製IDS−5型)を用いて微粉砕した。得られた微粉砕物は、重量平均粒径(D4)が4.9μmであり、平均円形度は0.915であった。
次に、得られた微粉砕物を図3に示した表面改質装置を用い、この表面改質装置に一回当たり1.3kgずつ投入し、分級ローター35の回転数を7300rpmとして微粒子を除去しながら、分散ローター32の回転数を5800rpmとして(回転周速を130m/sec)で70秒間表面処理を行った(原料供給口39より微粉砕物を投入終了後、70秒間処理後、製品排出弁41を開けて処理品として取り出した)。
その際、本実施例においては、分散ローター32上部に角型ディスク33を10個設置し、ガイドリング36と分散ローター32上の角型ディスク33の間隔を30mmとし、分散ローター32とライナー34との間隔を5mmとした。またブロワー風量を14m3/min、ジャケットに通す冷媒の温度及び冷風温度T1を−20℃とした。
この状態で繰り返し20分間運転した結果、分級ローター35の後方の温度T2は27℃で安定した。表面処理後に得られたトナー粒子は、重量平均粒径(D4)が5.4μmであり、平均円形度が0.940であり、分級収率は82%であった。
さらに、網面固定式風力篩ハイボルター(NR−300型、新東京機械(株)製:金網の裏にエアーブラシを装着)を用い、これに直径が30cm、目開きが29μm、ワイヤーの平均径が30μmの金網を設置し、トナー粉体を風量が5Nm3/minの気流に乗せて前記金網に供給し、粗粒が分離されたトナー粒子を得た。得られたトナー粒子は、粒径が12.7μm以上の粒子は0.1体積%未満であった。また、分離した粗粒は、篩を通過したトナー粒子の約0.2質量%であった。
得られたトナー粒子100質量部に、無機微粒子として、平均粒径が40nmであり疎水化処理した1.0質量部の酸化チタン及び平均粒径が110nmの0.5質量部のアモルファスシリカを外添混合し、トナー1を得た。得られたトナー1は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は7.0μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は10個数%、平均円形度は0.930であった。
[Toner Production Example 1]
-100 parts by mass of the above binder resin-5 parts by mass of purified Fischer-Tropsch wax-1 part by mass of 3,5-di-t-butylsalicylic acid aluminum compound-C.I. I. Pigment Blue 15: 3 8 parts by mass After the above materials were thoroughly mixed with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), a twin-screw kneader (PCM-30 type, Ikegai set at a temperature of 130 ° C.) Kneading was carried out by an ironworker. The obtained kneaded material was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized material. The obtained coarsely crushed material was finely pulverized using a collision type airflow pulverizer using a high-pressure gas (IDS-5 manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.). The obtained finely pulverized product had a weight average particle diameter (D 4 ) of 4.9 μm and an average circularity of 0.915.
Next, the obtained finely pulverized product is put into the surface reforming apparatus at a rate of 1.3 kg per time using the surface modifying apparatus shown in FIG. However, the surface treatment was performed for 70 seconds at a rotation speed of the
At this time, in this embodiment, ten
As a result of repeated operation for 20 minutes in this state, the temperature T2 behind the
Furthermore, using a mesh surface fixed wind sieve high voltor (NR-300 type, manufactured by Shin Tokyo Machine Co., Ltd .: air brush attached to the back of the wire mesh), this has a diameter of 30 cm, an opening of 29 μm, and an average diameter of the wire Was provided with a 30 μm wire mesh, and the toner powder was supplied to the wire mesh with an air flow of 5 Nm 3 / min to obtain toner particles from which coarse particles were separated. The obtained toner particles had a particle diameter of 12.7 μm or more and less than 0.1% by volume. Further, the separated coarse particles were about 0.2% by mass of the toner particles that passed through the sieve.
To 100 parts by mass of the obtained toner particles, 1.0 part by mass of titanium oxide having an average particle diameter of 40 nm and hydrophobized and 0.5 part by mass of amorphous silica having an average particle diameter of 110 nm were added as inorganic fine particles. Addition and mixing were performed to obtain
〔トナー製造例2〕
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15の替わりに、ピグメントイエロー93に変更する以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー2を得た。得られたトナー2は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は5.5μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は26個数%、平均円形度は0.935であった。
[Toner Production Example 2]
In Toner Production Example 1, C.I. I. Toner 2 was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1 except that Pigment Yellow 93 was used instead of Pigment Blue 15. As shown in Table 2, the obtained toner 2 has a weight average particle diameter (D 4 ) of 5.5 μm, a ratio of particles of 0.6 μm or more and 2.0 μm or less of 26% by number, and an average circularity of 0.8. 935.
〔トナー製造例3〕
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15の替わりに、キナクリドンに変更する以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー3を得た。得られたトナー3は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は6.0μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は16個数%、平均円形度は0.932であった。
[Toner Production Example 3]
In Toner Production Example 1, C.I. I.
〔トナー製造例4〕
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15の替わりに、カーボンブラックを5質量部に変更する以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー4を得た。得られたトナー4は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は5.8μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は18個数%、平均円形度は0.940であった。
[Toner Production Example 4]
In Toner Production Example 1, C.I. I. Instead of Pigment Blue 15,
〔トナーの製造例5〕
・ポリエステル樹脂 100質量部
(プロポキシ化ビスフェノールAとフマル酸とトリメリット酸の縮合ポリマー)
・C.I.ピグメントブルー15:3 7質量部
・3、5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
・低分子量ポリオレフィン(mp.124℃) 5質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)により混合し、ベント口を吸引ポンプに接続し吸引しつつ、二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて溶融混練を行った。この溶融混練物を、ハンマーミルにて粗砕して1mmのメッシュパスの粗砕物を得た。さらに、ジェットミルにて微粉砕を行った後、風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)により、分級し、トナー粒子を得た。
このトナー粒子100質量部に対して、疎水化処理酸化チタン微粉体(ヘキサメチルジシラザン5%処理)(一次粒子の個数平均粒径:0.05μm)を0.8質量部、疎水化処理酸化シリカ微粉体(ヘキサメチルジシラザン10%処理)(一次粒子の個数平均粒径:0.03μm)を0.8質量部ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)により混合し、トナー5を得た。得られたトナー5は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は6.6μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は14個数%、平均円形度は0.936であった。
[Toner Production Example 5]
・ 100 parts by mass of polyester resin (condensation polymer of propoxylated bisphenol A, fumaric acid and trimellitic acid)
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 7 parts by mass, 3,5-di-t-butylsalicylic
0.8 parts by mass of hydrophobized titanium oxide fine powder (hexamethyldisilazane 5% treated) (number average particle diameter of primary particles: 0.05 μm), 100 parts by mass of the toner particles, hydrophobized oxidized Silica fine powder (
〔トナーの製造例6〕
イオン交換水710質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液450質量部を投入し、60℃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、12000rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液68質量部を徐々に添加し、Ca3(PO4)2を含む水系媒体を得た。
一方、
・スチレン 100質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3(着色剤) 8質量部
・3、5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
・飽和ポリエステル(極性樹脂、Mp=8000) 7質量部
・エステルワックス(融点70℃) 14質量部
上記材料を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10000rpm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)7質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃,N2雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで10分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、80℃に昇温し、10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Ca3(PO4)2等を溶解した後、ろ過、水洗、乾燥をして、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に対して、疎水化処理シリカ微粉体(ヘキサメチルジシラザン10%処理)(一次粒子の個数平均粒径:0.03μm)を0.5質量部、疎水化処理チタニア粉体(ヘキサメチルジシラザン5%処理)(一次粒子の個数平均粒径:0.03μm)を0.5質量部外添し、トナー6を得た。得られたトナー6は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は6.5μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は11個数%、平均円形度は0.940であった。
[Toner Production Example 6]
450 parts by mass of 0.1M Na 3 PO 4 aqueous solution was added to 710 parts by mass of ion-exchanged water, heated to 60 ° C., and then at 12000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Special Machine Industries). Stir. To this, 68 parts by mass of 1.0 M CaCl 2 aqueous solution was gradually added to obtain an aqueous medium containing Ca 3 (PO 4 ) 2 .
on the other hand,
-
The polymerizable monomer composition was put into an aqueous medium and stirred at 10,000 rpm for 10 minutes with a TK homomixer at 60 ° C. in an N 2 atmosphere to granulate the polymerizable monomer composition. Then, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 80 ° C. and reacted for 10 hours. After the completion of the polymerization reaction, the residual monomer was distilled off under reduced pressure. After cooling, hydrochloric acid was added to dissolve Ca 3 (PO 4 ) 2 and the like, followed by filtration, washing with water and drying to obtain toner particles.
Hydrophobicized silica fine powder (
〔トナーの製造例7〕
分散液A
・スチレン 350質量部
・n−ブチルアクリレート 100質量部
・アクリル酸 25質量部
・t−ドデシルメルカプタン 10質量部
以上の組成を混合及び溶解し、モノマー混合物Aとして準備した。
・ 融点78℃のパラフィンワックス分散液 100 質量部
(固形分濃度30%、分散粒径0.14μm)
・ アニオン性界面活性剤 1.2質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・非イオン性界面活性剤 0.5質量部
(三洋化成(株)製:ノニポール400)
・イオン交換水 1530 質量部
上記組成をフラスコ中で分散し、窒素置換を行いつつ加熱を開始する。液温が70℃となったところで、これに6.56質量部の過硫酸カリウムを350質量部のイオン交換水で溶解した溶液を投入した。液温を70℃に保ちつつ、前記モノマー混合物Aを投入攪拌し、液温を80℃にあげて5時間そのまま乳化重合を継続した後に液温を40℃とした後にフィルターで濾過して分散液Aを得た。こうして、得られた分散液中の粒子径は、平均粒径が0.17μm、固形分のガラス転移点が60℃、重量平均分子量(Mw)が14,000であり、ピーク分子量は、11,000であった。パラフィンワックスは、重合体中6質量%含有されており、本固形分の薄片を透過電子顕微鏡にて観察した結果、重合体粒子がワックス粒子を内包化していることを確認した。
[Toner Production Example 7]
Dispersion A
Styrene 350 parts by mass n-
100 parts by mass of paraffin wax dispersion having a melting point of 78 ° C. (
Anionic surfactant 1.2 parts by mass (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC)
・ 0.5 parts by weight of nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd .: Nonipol 400)
-Ion exchange water 1530 mass parts The said composition is disperse | distributed in a flask and a heating is started, performing nitrogen substitution. When the liquid temperature reached 70 ° C., a solution prepared by dissolving 6.56 parts by mass of potassium persulfate with 350 parts by mass of ion-exchanged water was added thereto. While maintaining the liquid temperature at 70 ° C., the monomer mixture A was charged and stirred, and the liquid temperature was raised to 80 ° C. and emulsion polymerization was continued for 5 hours. After that, the liquid temperature was adjusted to 40 ° C. and filtered through a filter. A was obtained. Thus, the particle diameter in the obtained dispersion liquid is 0.17 μm in average particle diameter, 60 ° C. in glass transition point of solid content, 14,000 in weight average molecular weight (M w ), and 11 in peak molecular weight. 000. Paraffin wax was contained in the polymer in an amount of 6% by mass. As a result of observing a thin piece of this solid content with a transmission electron microscope, it was confirmed that the polymer particles encapsulated the wax particles.
分散液B
・スチレン 350質量部
・n−ブチルアクリレート 100質量部
・アクリル酸 30質量部
以上の割合を混合及び溶解し、モノマー混合物Bとして準備した。
・ 融点105℃のフィッシャートロプシュワックス分散液 100 質量部
(固形分濃度30%、分散粒径0.15μm)
・ アニオン性界面活性剤 1.5質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・非イオン性界面活性剤 0.5質量部
(三洋化成(株)製:ノニポール400)
・イオン交換水 1530 質量部
上記組成をフラスコ中で分散し、窒素置換を行いつつ加熱を開始する。液温が65℃となったところで、これに5.85質量部の過硫酸カリウムを300部のイオン交換水で溶解した溶液を投入した。液温を65℃に保ちつつ、前記モノマー混合物Bを投入攪拌し、液温を75℃にあげて8時間そのまま乳化重合を継続した後に液温を40℃とした後にフィルターで濾過して分散液Bを得た。こうして、得られた分散液中の粒子径は、平均粒径が0.16μm、固形分のガラス転移点が63℃、重量平均分子量(Mw)が650,000であった。炭化水素系ワックスは、重合体中6質量%含有されており、本固形分の薄片を透過型電子顕微鏡にて観察した結果、ワックス粒子を内包化していることを確認した。
Dispersion B
A ratio of 350 parts by mass of styrene, 100 parts by mass of n-butyl acrylate, and 30 parts by mass of acrylic acid was mixed and dissolved to prepare a monomer mixture B.
100 parts by mass of a Fischer-Tropsch wax dispersion with a melting point of 105 ° C. (
・ Anionic surfactant 1.5 parts by mass (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC)
・ 0.5 parts by weight of nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd .: Nonipol 400)
-Ion exchange water 1530 mass parts The said composition is disperse | distributed in a flask and a heating is started, performing nitrogen substitution. When the liquid temperature reached 65 ° C., a solution prepared by dissolving 5.85 parts by mass of potassium persulfate with 300 parts of ion-exchanged water was added thereto. While maintaining the liquid temperature at 65 ° C., the monomer mixture B was charged and stirred, and the liquid temperature was raised to 75 ° C. and emulsion polymerization was continued for 8 hours. The liquid temperature was adjusted to 40 ° C. and filtered through a filter. B was obtained. Thus, the particle diameter in the obtained dispersion was 0.16 μm in average particle diameter, 63 ° C. in glass transition point of solid content, and 650,000 in weight average molecular weight (M w ). The hydrocarbon wax was contained in the polymer in an amount of 6% by mass, and as a result of observing a thin piece of the solid content with a transmission electron microscope, it was confirmed that the wax particles were encapsulated.
分散液C
・C.I.ピグメンブルー15:3 12質量部
・アニオン性界面活性剤 2質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78質量部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散し着色剤分散液Cを得た。
Dispersion C
・ C. I. Pigment Blue 15: 3 12 parts by mass / Anionic surfactant 2 parts by mass (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC)
-Ion exchange water 78 mass parts or more was mixed, and it disperse | distributed using the sand grinder mill, and obtained the colorant dispersion liquid C.
前記分散液A300質量部、分散液B150質量部及び分散液C25質量部を、撹拌装置、冷却管及び温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液180質量部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら54℃まで加熱した。48℃で1時間保持した後
、光学顕微鏡にて観察すると径が約5μmである会合粒子が形成されていることが確認された。
300 parts by mass of the dispersion A, 150 parts by mass of the dispersion B, and 25 parts by mass of the dispersion C were put into a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a thermometer and stirred. As a flocculant, 180 parts by mass of a 10% sodium chloride aqueous solution was dropped into this mixed solution, and the flask was heated to 54 ° C. while stirring the inside of the flask. After maintaining at 48 ° C. for 1 hour, it was confirmed by observation with an optical microscope that associated particles having a diameter of about 5 μm were formed.
その後の融着工程において、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら100℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子7を得た。 In the subsequent fusion process, after adding 3 parts by mass of an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC), the stainless steel flask was sealed and stirring was continued using a magnetic seal. While heating to 100 ° C., it was held for 3 hours. Then, after cooling, the reaction product was filtered, sufficiently washed with ion exchange water, and then dried to obtain toner particles 7.
このトナー粒子100部に対し、BET比表面積が200m2/gである疎水性シリカ(ヘキサメチルジシラザン10%処理)0.7部と一次粒子径が80nmである疎水性酸化チタン(ヘキサメチルジシラザン5%処理)0.7部を添加して乾式混合し、トナー7を得た。得られたトナー7は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は6.8μm、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は8個数%、平均円形度は0.945であった。
For 100 parts of the toner particles, 0.7 part of hydrophobic silica (
〔トナーの製造例8〕
エチレングリコール10.0mol、テレフタル酸3.5mol、1,10−デカンジカルボン酸6.5mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの四つ口フラスコに入れた。この四つ口フラスコに温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取り付け、前記四つ口フラスコをマントルヒーター内においた。次に四つ口フラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に200℃に昇温し、4時間反応せしめてポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂のGPCによる分子量は、ピーク分子量が15500であり、重量平均分子量(Mw)が81500であった。
[Toner Production Example 8]
10.0 mol of ethylene glycol, 3.5 mol of terephthalic acid, 6.5 mol of 1,10-decanedicarboxylic acid and 0.2 g of dibutyltin oxide were put in a 4-liter four-necked flask made of glass. A thermometer, a stirring rod, a condenser, and a nitrogen introducing tube were attached to the four-necked flask, and the four-necked flask was placed in a mantle heater. Next, after the inside of the four-necked flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually raised to 200 ° C. while stirring and reacted for 4 hours to obtain a polyester resin. As for the molecular weight of this polyester resin by GPC, the peak molecular weight was 15500, and the weight average molecular weight (M w ) was 81500.
得られたポリエステル樹脂100質量部、トナー製造例1で用いた融点98℃のパラフィンワックス分散液20質量部をイオン交換水860質量に入れ、90℃に加熱しながら、サンドグラインダーミルで撹拌し、ポリエステル樹脂分散液Aを作成した。 100 parts by weight of the obtained polyester resin and 20 parts by weight of a paraffin wax dispersion having a melting point of 98 ° C. used in Toner Production Example 1 were placed in 860 parts by weight of ion-exchanged water and stirred at 90 ° C. with a sand grinder mill. A polyester resin dispersion A was prepared.
このポリエステル樹脂分散液A450質量部、トナー製造例7で使用した分散液C25部を、撹拌装置、冷却管及び温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液180部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら54℃まで加熱した。48℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると径が約5μmである会合粒子が形成されていることが確認された。 450 parts by mass of this polyester resin dispersion A and 25 parts of dispersion C used in Toner Production Example 7 were charged into a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a cooling tube and a thermometer and stirred. To this mixed solution, 180 parts of a 10% aqueous sodium chloride solution was added dropwise as a flocculant, and the mixture was heated to 54 ° C. while stirring the inside of the flask in a heating oil bath. After maintaining at 48 ° C. for 1 hour, it was confirmed by observation with an optical microscope that associated particles having a diameter of about 5 μm were formed.
その後の融着工程において、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら100℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子8を得た。 In the subsequent fusion process, after adding 3 parts by mass of an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC), the stainless steel flask was sealed and stirring was continued using a magnetic seal. While heating to 100 ° C., it was held for 3 hours. Then, after cooling, the reaction product was filtered, thoroughly washed with ion exchange water, and then dried to obtain toner particles 8.
このトナー粒子100部に対し、BET比表面積が200m2/gである疎水性シリカ(ヘキサメチルジシラザン10%処理)0.7部と一次粒子径が70nmである疎水性酸化チタン(ヘキサメチルジシラザン5%処理)0.7部を添加して乾式混合し、トナー8を得た。得られたトナー8は表2に示すように、重量平均粒径(D4)は6.8μm、、0.6μm以上2.0μm以下である粒子の割合は8個数%、平均円形度は0.965であった。
To 100 parts of the toner particles, 0.7 part of hydrophobic silica (
上記のようにして作製した磁性キャリアとトナーを表3のような組み合わせ及び比率でターブラーミキサを用い混合し、現像剤・補給用現像剤を作成した。また、この現像剤と補給用現像剤の真比重の比を表3に示す。 The magnetic carrier and toner produced as described above were mixed in a combination and ratio as shown in Table 3 using a tumbler mixer to prepare a developer / replenishment developer. Table 3 shows the ratio of the true specific gravity between the developer and the replenishment developer.
次に市販のカラー複写機CLC−5100(キヤノン株式会社)の現像装置を図1に示すように改造した。
第1現像スリーブ8と第2現像スリーブ11の最近接距離は800μm、第1現像スリーブ8と規制ブレード9の最近接距離は400μm、第1マグネットローラー8’のS1極の磁束密度は100mTとなるように改造した。また、現像剤のトナーがキャリア1質
量部に対して、2質量部以上50質量部以下の範囲を外れた場合には、攪拌室4に設置してある補給用現像剤導入口(不図示)より、補給用現像剤を導入し、過剰になったキャリアは、現像室3に設置してある廃棄口(不図示)より廃棄できるように改造した。また、定着ユニットの定着ローラの表層をシリコーンチューブに変え、オイル塗布機構を取り外した。現像装置には、現像剤を500g入れ、印刷に伴い必要に応じて補給用現像剤を補給した。
Next, the developing device of a commercially available color copier CLC-5100 (Canon Inc.) was modified as shown in FIG.
The closest distance between the first developing sleeve 8 and the second developing sleeve 11 is 800 μm, the closest distance between the first developing sleeve 8 and the regulating blade 9 is 400 μm, and the magnetic flux density of the S1 pole of the first magnet roller 8 ′ is 100 mT. Remodeled as follows. Further, when the developer toner deviates from the range of 2 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 1 part by mass of the carrier, a replenishment developer introduction port (not shown) installed in the stirring
本改造機を用い下記条件で10万枚印刷を行ったのちに各種評価を行った。
印刷環境:23℃/60%(以下「N/N」)、35℃/90%(以下「H/H」)
紙:カラーレーザーコピアペーパー(81.4g/m2)(キヤノン販売株式会社)
画像形成速度:400mm/sec
現像スリーブ回転速度:500mm/sec
画像:画像面積20%のベタ画像
Various evaluations were made after 100,000 sheets were printed under the following conditions using this modified machine.
Printing environment: 23 ° C./60% (hereinafter “N / N”), 35 ° C./90% (hereinafter “H / H”)
Paper: Color laser copier paper (81.4 g / m 2 ) (Canon Sales Co., Ltd.)
Image forming speed: 400mm / sec
Development sleeve rotation speed: 500 mm / sec
Image: Solid image with an image area of 20%
以下に評価方法・基準を示す。 The evaluation methods and standards are shown below.
(1)カブリ
画出し前の紙の平均反射率Dr(%)をリフレクトメータ(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定した。
次にベタ白画像を印刷し、ベタ白画像の反射率Ds(%)を測定した。カブリ(%)は下記式から算出する。
(1) Fog The average reflectance Dr (%) of the paper before image printing was measured with a reflectometer (“REFLECTOMETER MODEL TC-6DS” manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.).
Next, a solid white image was printed, and the reflectance Ds (%) of the solid white image was measured. The fog (%) is calculated from the following formula.
A:0.4%未満
B:0.4%以上1.0%未満
C:1.0%以上
A: Less than 0.4% B: 0.4% or more and less than 1.0% C: 1.0% or more
(2)ベタ均一性
画像面積50%のベタ画像を印刷した。
SPIフィルターを装着したマクベス社製マクベスデンシトメータRD918タイプ(Macbeth Densitometer RD918manufactured by Mcbeth Co.)を使用して、画像の4隅、中央の5点を測定し、最大濃度差を求めた。
A:0.00以上0.05未満
B:0.05以上0.20未満
C:0.20以上
(2) Solid uniformity A solid image having an image area of 50% was printed.
Using a Macbeth Densitometer RD918 type (Macbeth Densitometer RD918manufactured by Mcbeth Co.) equipped with an SPI filter, the maximum density difference was determined by measuring the four corners and the center of the image.
A: 0.00 or more and less than 0.05 B: 0.05 or more and less than 0.20 C: 0.20 or more
(3)現像剤の搬送性
(i)現像剤の連れ回り
次に、現像装置を取り出し、分解し、第1現像スリーブ8から第2現像スリーブ11へ受け渡されずに、第1現像スリーブ8に連れ回る剤がどの程度あるか、観察を行った。
A:現像剤の連れ回りがない。
B:現像剤の連れ回りがわずかにある。
C:現像剤の連れ回りがある。
(3) Developer transportability (i) Developer rotation Next, the developing device is taken out and disassembled, and the first developing sleeve 8 is not transferred from the first developing sleeve 8 to the second developing sleeve 11. Observed how much agent was taken around.
A: There is no rotation of the developer.
B: There is a slight rotation of the developer.
C: The developer is accompanied.
(ii)ブレード裏の剤留り
また、規制ブレード9の裏に現像剤がどの程度溜まっているか、観察をおこなった。
A:溜まった現像剤が少ない。
B:溜まった現像剤がある。
C:溜まった現像剤が多い。
(Ii) Agent retention on the back of the blade In addition, it was observed how much developer was accumulated on the back of the regulating blade 9.
A: The amount of accumulated developer is small.
B: There is accumulated developer.
C: A large amount of developer has accumulated.
これら評価の結果を表4に示す。 Table 4 shows the results of these evaluations.
実施例1〜6、8は、10万枚印刷後のカブリ・ベタ均一性共に良好であった。また、第1現像スリーブ8に連れ回る剤もなく、規制ブレードの裏に溜まっている剤も少ない。このため、現像剤にかかるストレスも少ないことが予想される。以上のことより、実施例1〜6、8のような補給用現像剤を用いた場合、さらに多くの印刷を行っても良好な画像が維持されることが予想される。 In Examples 1 to 6 and 8, both fog and solid uniformity after printing 100,000 sheets were good. In addition, there is no agent that goes around the first developing sleeve 8, and there is little agent that accumulates behind the regulating blade. For this reason, it is expected that the stress applied to the developer is small. From the above, when the replenishment developer as in Examples 1 to 6 and 8 is used, it is expected that a good image is maintained even if more printing is performed.
実施例7では、10万枚印刷後のカブリ・ベタ均一性が、実使用上問題ないレベルではあるものの多少悪かった。これは現像剤と補給用現像剤の比重の比(現像剤/補給用現像剤)が3.0より大きいために、現像装置内の現像剤と新たに補給された補給用現像剤がうまく攪拌されず、その結果トナーへの帯電が不均一になったためと推測される。 In Example 7, the fog / solid uniformity after printing 100,000 sheets was somewhat bad although it was at a level where there was no problem in practical use. This is because the ratio of the specific gravity between the developer and the replenishment developer (developer / replenishment developer) is greater than 3.0, so the developer in the developing device and the newly replenished replenishment developer are well stirred. As a result, it is presumed that the charging of the toner became non-uniform as a result.
実施例9では、10万枚印刷後カブリ・ベタ均一性が、実使用上問題ないレベルではあるものの多少悪かった。これは、キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が62μmとやや大きく、その結果スリーブ上の穂がわずかに疎になり、その結果実使用上問題ないレベルではあるものの画像が粗くなってしまったためだと推測される。また、キャリ
アの1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さが68Am2/kgとやや大きいために、規制ブレード裏に溜まっている現像剤があり、その結果、そこで現像剤にストレスがかかり、わずかではあるが現像剤の劣化がおこり、その結果画像が低下したためとも推測される。
In Example 9, the fog / solid uniformity after printing 100,000 sheets was a little bad although it was at a level where there was no problem in practical use. This is because the 50% particle diameter (D 50 ) based on the volume distribution of the carrier is a little as large as 62 μm, and as a result, the ears on the sleeve are slightly sparse, and as a result, the image is rough although it is at a level that does not cause any problems in actual use It is guessed that this is because it has become. Further, since the magnetization intensity of the carrier under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) is a little as high as 68 Am 2 / kg, there is a developer that has accumulated on the back of the regulating blade. It is presumed that stress was applied and the developer deteriorated slightly, and as a result, the image was lowered.
比較例1では、10万枚印刷後のカブリ及びベタ均一性が悪い。これは補給用現像剤に磁性キャリアを含有しないものを用いたために、キャリアの劣化が進行し、その結果トナーへの帯電が不均一になったためと推測される。 In Comparative Example 1, fog and solid uniformity after printing 100,000 sheets are poor. This is presumably because the carrier developer deteriorated because the replenishment developer did not contain a magnetic carrier, and as a result, the toner was non-uniformly charged.
比較例2では、10万枚印刷後のカブリとベタ均一性が悪い。これは、補給用現像剤中のキャリアの比重が4.2g/cm3より大きいいために現像機内で現像剤が攪拌された時のキャリアにかかるストレスが大きく、キャリアの劣化が進行し、その結果トナーへの帯電が不均一になったためと推測される。また、現像剤と補給用現像剤の比重比も大きいために、高速で印刷された場合に補給された補給用現像剤と現像装置内の現像剤の混合が不十分であり、その結果、トナーの帯電が不均一になり画像が劣化したためだと思われる。 In Comparative Example 2, fog and solid uniformity after printing 100,000 sheets are poor. This is because the specific gravity of the carrier in the developer for replenishment is larger than 4.2 g / cm 3 , so that the stress applied to the carrier when the developer is agitated in the developing machine is large and the deterioration of the carrier proceeds. This is presumed to be due to uneven charging of the toner. Further, since the specific gravity ratio between the developer and the replenishment developer is large, mixing of the replenishment developer replenished with the developer in the developing device when printing at high speed is insufficient, and as a result, the toner This is thought to be due to the non-uniform charging of the image and the deterioration of the image.
比較例3では、10万枚印刷後のH/H環境下でのカブリとベタ均一性が悪い。これは体積分布基準の50%粒径(D50)が70μmより大きいために、スリーブ上の穂が粗になり、その結果、画像が粗くなってしまったためと推測される。また、補給用現像剤中のキャリアの1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さが40Am2/kg未満であるために、第1現像スリーブ8から第2現像スリーブ11への現像剤の受渡しがうまくいかず、第1現像スリーブ8に連れ回る剤が多くなっている。このため、しっかりと攪拌されていない現像剤が現像に使用されたことも、画像劣化の一因と推測される。 Comparative Example 3 has poor fog and solid uniformity in an H / H environment after printing 100,000 sheets. This is presumably because the 50% particle diameter (D 50 ) based on the volume distribution is larger than 70 μm, so that the ears on the sleeve become rough, and as a result, the image becomes rough. Further, since the strength of magnetization of the carrier in the replenishment developer under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) is less than 40 Am 2 / kg, the first developing sleeve 8 to the second developing sleeve 11 The delivery of the developer is not successful, and the amount of the agent that is accompanied by the first developing sleeve 8 is increasing. For this reason, it is presumed that a developer that has not been stirred well is used for development, which is also a cause of image deterioration.
比較例4では、10万枚印刷後のH/H環境下でのカブリとベタ均一性が悪い。これは、補給用現像剤中のキャリアの比重が4.3g/cm3より大きく、1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さが70Am2/kgより大きいために、現像スリーブと規制ブレードの間でキャリアに負荷がかかり、このためにキャリアの劣化が進行し、その結果トナーへの帯電が不均一になったためと推測される。 In Comparative Example 4, fog and solid uniformity in a H / H environment after printing 100,000 sheets is poor. This is because the specific gravity of the carrier in the developer for replenishment is larger than 4.3 g / cm 3 and the strength of magnetization under a magnetic field of 1000 / 4π (kA / m) is larger than 70 Am 2 / kg. It is presumed that the carrier is subjected to a load between the control blade and the regulating blade, which causes deterioration of the carrier, and as a result, the toner is non-uniformly charged.
比較例5では、10万枚印刷後のカブリとベタ均一性が悪化した。これは、キャリアの粒径が小さく、トナーとの粒径差が少ないために、トナーと共にキャリアも現像されたためと推測される。 In Comparative Example 5, fog and solid uniformity after printing 100,000 sheets were deteriorated. This is presumably because the carrier was developed together with the toner because the particle size of the carrier was small and the particle size difference from the toner was small.
以上、述べたように、像担持体の回転方向に二つの現像剤担持体と現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤層厚規制部材とを少なくとも有する現像装置を用い、トナーとキャリアとを少なくとも含有する補給用現像剤を現像装置に補給しながら現像し、現像装置内部で過剰になったキャリアを必要に応じて現像装置から排出する二成分現像方法に使用するための補給用現像剤であって、該補給用現像剤は、キャリア1質量部に対して、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有し、該キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm以上70μm以下であり、該キャリアの真比重が2.5g/cm3以上4.2g/cm3以下であり、1000/4π(kA/m)の磁界下における、該キャリアの磁化の強さが40Am2/kg以上70Am2/kg以下であることを特徴とする補給用現像剤、または、該現像剤を用いた現像方法を用いることで、高速印刷時においても、高画質そして高耐久性を達成することができる。 As described above, using a developing device having at least two developer carriers in the rotation direction of the image carrier and a developer layer thickness regulating member for forming a developer layer on the developer carrier, A two-component developing method for developing a replenishment developer containing at least toner and carrier while replenishing the developing device, and discharging the excess carrier inside the developing device from the developing device as necessary. A replenishment developer, wherein the replenishment developer contains 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less of a toner containing at least a binder resin and a colorant with respect to 1 part by weight of the carrier, The carrier has a 50% particle size (D 50 ) based on volume distribution of 15 μm or more and 70 μm or less, the true specific gravity of the carrier is 2.5 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less, and 1000 / 4π ( kA / m) By using a developer for replenishment characterized in that the strength of magnetization of the carrier in a magnetic field of 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less, or a developing method using the developer, High image quality and high durability can be achieved even during high-speed printing.
1 現像装置
2 現像容器
3 現像室
4 攪拌室
5 第1搬送スクリュー(循環手段)
6 第2搬送スクリュー(循環手段)
7 隔壁
8 第1現像スリーブ(第1現像剤担持体)
8’ 第1マグネットローラー
9 規制ブレード(現像剤層厚規制部材)
10 感光ドラム(像担持体)
11 第2現像スリーブ(第2現像剤担持体)
11’ 第2マグネットローラー
20 補給槽
21 一次帯電器
22 発光素子
23 第一転写帯電器
24 転写材搬送シート
25 定着装置
26 クリーニング装置
27 転写紙(記録材)
30 本体ケーシング
31 冷却ジャケット
32 分散ローター
33 角型ディスク
34 ライナー
35 分級ローター
36 ガイドリング
37 原料投入口
38 原料供給弁
39 原料供給口
40 製品排出口
41 製品排出弁
42 製品抜取口
43 天板
44 微粉排出部
45 微粉排出口
46 冷風導入口
47 第一の空間
48 第二の空間
49 表面改質ゾーン
50 分級ゾーン
100 現像装置
DESCRIPTION OF
6 Second conveying screw (circulation means)
7 Partition 8 First developing sleeve (first developer carrier)
8 '1st magnet roller 9 Regulating blade (Developer layer thickness regulating member)
10 Photosensitive drum (image carrier)
11 Second developing sleeve (second developer carrier)
11 '
30 Main body casing 31
Claims (8)
該補給用現像剤は、キャリア1質量部に対して、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有し、
該キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)が15μm以上70μm以下であり、該キャリアの真比重が2.5g/cm3以上4.2g/cm3以下であり、1000/4π(kA/m)の磁界下における、該キャリアの磁化の強さが40Am2/kg以上70Am2/kg以下であることを特徴とする現像装置。 And two of the developer carrying member in the rotation direction of the image carrier, and a developer layer thickness regulating member for forming a developer layer on the developer carrying member, a developer for replenishment containing at least a toner and a carrier the a least a developing device, a developing device having a means for developing with replenished to the developing device the replenishment developer is discharged from the developing device when necessary excess since the carrier inside the developing device There,
The replenishment developer contains a toner containing at least a binder resin and a colorant at a blending ratio of 2 parts by weight or more and 50 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the carrier,
The carrier has a 50% particle size (D 50 ) based on volume distribution of 15 μm or more and 70 μm or less, the true specific gravity of the carrier is 2.5 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less, and 1000 / 4π ( A developing device, wherein the intensity of magnetization of the carrier under a magnetic field of kA / m) is 40 Am 2 / kg or more and 70 Am 2 / kg or less.
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