JP5250389B2 - Toner for electrophotography and image forming method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電子写真法、静電記録法、静電印刷法等により形成される静電潜像の現像に用いられ、非磁性トナーまたは磁性トナーとして好適な電子写真用トナー、およびこれを用いた画像形成方法に関する。 The present invention is used for developing an electrostatic latent image formed by, for example, electrophotography, electrostatic recording method, electrostatic printing method, etc., and suitable for non-magnetic toner or magnetic toner, The present invention relates to the image forming method used.
一般的に、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等においては、光導電性感光体や誘電体等よりなる潜像担持体(感光体)の表面をコロナ帯電等により帯電せしめ、さらにレーザやLED等を照射して感光体表面を露光することで形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤を用いて可視化して、または静電潜像を反転現像により可視化して、感光体上にトナー薄層を形成し、これを被転写体に転写することで高品質な画像を得ている。
感光体としては、有機感光体(OPC)が一般的である。有機感光体を用いて画像形成を行う場合、帯電、露光、現像(反転現像)、転写、クリーング、除電といった各工程を順次行うことで、画像を形成する。
In general, in electrophotography, electrostatic recording method, electrostatic printing method, etc., the surface of a latent image carrier (photoreceptor) made of a photoconductive photoreceptor or dielectric is charged by corona charging or the like, Furthermore, the electrostatic latent image formed by exposing the surface of the photoreceptor by irradiating a laser or LED is visualized using a developer containing toner, or the electrostatic latent image is visualized by reversal development. A high-quality image is obtained by forming a thin toner layer on the photoreceptor and transferring it to a transfer target.
As the photoconductor, an organic photoconductor (OPC) is generally used. When an image is formed using an organic photoreceptor, an image is formed by sequentially performing each process such as charging, exposure, development (reversal development), transfer, cleaning, and charge removal.
このような画像形成に用いられるトナーとしては、通常、バインダー(結着樹脂)としての熱可塑性樹脂に、着色剤、帯電制御剤としての染料や顔料、離剥剤としてのワックス等を混合し、さらに得られるトナーを磁性トナーとして用いる場合には磁性材料を加え、混練、粉砕、分級を行い、平均粒子径が5〜15μmの粒子(トナー母粒子)としたものが用いられる。そして、トナーに流動性を付与したり、トナーの帯電制御を行なったり、クリーニング性を向上させたりする目的で、シリカ等の無機微粉末や酸化チタン等の無機金属微粉末が、トナー母粒子に外添される場合が多い。 As a toner used for such image formation, usually, a thermoplastic resin as a binder (binder resin) is mixed with a colorant, a dye or pigment as a charge control agent, a wax as a release agent, and the like. Further, when the obtained toner is used as a magnetic toner, a magnetic material is added, kneaded, pulverized and classified to obtain particles (toner base particles) having an average particle diameter of 5 to 15 μm. Then, for the purpose of imparting fluidity to the toner, controlling charging of the toner, or improving the cleaning property, an inorganic fine powder such as silica or an inorganic metal fine powder such as titanium oxide is added to the toner base particles. Often externally added.
近年、高画質化への高まりから、トナーには小粒子径化が求められている。トナーを小粒子径にすることで、文字散りや細線再現性は向上する傾向にある。しかし、特に粉砕トナーにおいては、小粒子径に粉砕する際に発生する粒子径3μm以下の超微粉粒子が、キャリアや現像ローラを汚染することがあった。例えば、超微粉粒子は付着力が強いため、現像ローラに超微粉粒子が付着すると、現像時に感光体へ現像されず、現像ローラに残留しやすい。これが繰り返されると現像ローラ上に付着力の強い超微粉粒子が偏在し、その結果、現像ローラへのトナー薄層形成が不十分となり、現像性が低下し、画像濃度の低下を引き起こすこととなる。
一方、キャリアにトナーが付着すると、長期の使用によってカブリが発生したり、トナー飛散を引き起こしたりしやすかった。
In recent years, the toner has been required to have a small particle size due to the increase in image quality. By making the toner have a small particle size, there is a tendency for the letter scattering and fine line reproducibility to be improved. However, particularly in the pulverized toner, the ultra fine particles having a particle diameter of 3 μm or less generated when pulverized to a small particle diameter may contaminate the carrier and the developing roller. For example, since the ultrafine powder particles have a strong adhesive force, if the ultrafine powder particles adhere to the developing roller, they are not developed on the photoconductor during development and are likely to remain on the developing roller. If this is repeated, ultra fine particles having strong adhesion force are unevenly distributed on the developing roller. As a result, the toner thin layer is not sufficiently formed on the developing roller, the developability is lowered, and the image density is lowered. .
On the other hand, when the toner adheres to the carrier, it is easy to cause fogging or toner scattering due to long-term use.
現像ローラへのトナーの付着対策としては、例えば特許文献1には、現像ローラと供給ローラのバイアス電圧を制御する現像装置が開示されている。特許文献1に記載の現像装置によればトナーの現像ローラへの付着を抑制できるが、これは装置側の対策であって、トナー側の対策は行われていない。 As a countermeasure against toner adhesion to the developing roller, for example, Patent Document 1 discloses a developing device that controls the bias voltage between the developing roller and the supply roller. According to the developing device described in Patent Document 1, toner adhesion to the developing roller can be suppressed, but this is a countermeasure on the apparatus side, and no countermeasure on the toner side is taken.
また、超微粉粒子は、他の粒子径のものに比べて比表面積が大きいため、特に、高温高湿環境(H/H環境)で水分を吸着しやすい。その結果、トナーの帯電量が低下し、画像を形成する場合にカブリが発生しやすくなる。 In addition, since the ultrafine powder particles have a larger specific surface area than those of other particle sizes, they tend to adsorb moisture particularly in a high temperature and high humidity environment (H / H environment). As a result, the charge amount of the toner decreases, and fog is likely to occur when an image is formed.
ところで、現在、実用化されている乾式現像法としては、トナー(非磁性トナー)と鉄粉などのキャリアからなる2成分現像剤を用いる2成分現像方式と、キャリアを用いずに、磁性材料を含有するトナー(磁性トナー)を現像剤として用いる磁性1成分現像方式が知られている。
また、静電潜像の現像方法としては、例えは特許文献2に記載の磁気ブラシ法、特許文献3に記載のカスケード法、パウダークラウド法、ファーブラシ現像法など、多数の現像方法が知られている。これらの中でも、特に2成分現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法等が広く実用化されている。
By the way, as a dry development method currently in practical use, a two-component development method using a two-component developer composed of a carrier such as toner (non-magnetic toner) and iron powder, and a magnetic material without using a carrier. A magnetic one-component development system using a toner (magnetic toner) contained therein as a developer is known.
As a method for developing an electrostatic latent image, a number of development methods such as the magnetic brush method described in Patent Document 2, the cascade method described in Patent Document 3, the powder cloud method, and the fur brush development method are known. ing. Among these, a magnetic brush method using a two-component developer, a cascade method, and the like have been widely put into practical use.
また、2成分現像剤を用いるカラー複写機においては、現像剤を保持する磁気ローラと、該磁気ローラに保持された現像剤からトナーのみが移され、表面にトナー薄層を形成する現像ローラと、該現像ローラから一定の間隔をあけて設けられた感光体とを備えた画像形成装置を用い、現像ローラの表面に形成されたトナー薄層から感光体にトナーを飛翔させて、感光体表面の静電潜像をトナー像として現像する、いわゆるタッチダウン現像方式(ハイブリッド現像方式)が知られている。
タッチダウン現像方式においては、高速の画像形成方式の現像として、感光体上に複数のカラー画像を順次形成する1ドラム色重ね方式が検討されてきた。この方式では、感光体上に正確にトナーを重ねることで色ズレの少ないカラー画像形成が可能で、カラーの高画質化に対応できる。
In a color copying machine using a two-component developer, a magnetic roller for holding the developer, and a developing roller for transferring only the toner from the developer held on the magnetic roller to form a thin toner layer on the surface, And an image forming apparatus including a photoconductor provided at a predetermined interval from the developing roller, and the toner is ejected from the toner thin layer formed on the surface of the developing roller to the photoconductor A so-called touch-down development method (hybrid development method) is known in which an electrostatic latent image is developed as a toner image.
In the touch-down development method, a one-drum color superposition method in which a plurality of color images are sequentially formed on a photoreceptor has been studied as a high-speed image forming method. In this method, it is possible to form a color image with little color misregistration by accurately superimposing toner on the photoconductor, and it is possible to cope with high image quality of color.
さらに、近年、トナーの色に対応した複数の感光体を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し、転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されている。この方式では、高速性に優れる利点があるものの、各色に対応した電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならないため、画像形成装置が大型化になるといった問題があった。
そこで、この問題の対策として、感光体同士の間隔を狭くして小型化された画像形成ユニットを配置した小型タンデム画像形成装置が提案されている。
Furthermore, in recent years, attention has been paid to a tandem method in which a plurality of photoconductors corresponding to the color of toner are used to form a color image in synchronization with the feeding of the transfer member and to superimpose colors on the transfer member. Although this method has an advantage of high speed, there is a problem that the image forming apparatus becomes large because the electrophotographic process members corresponding to the respective colors have to be arranged side by side.
Therefore, as a countermeasure against this problem, there has been proposed a small tandem image forming apparatus in which a compact image forming unit is arranged by narrowing the interval between the photosensitive members.
小型タンデム画像形成装置においては、画像形成ユニットの幅方向の大きさを極力小さくするため、現像器を縦型とすることが有利である。すなわち、感光体の上部方向に現像器を配置することが望ましい。
このような画像形成装置としては、例えば現像装置や転写装置などを効率よく装置内部に配置した画像形成装置が知られているが、このような画像形成装置は、小型化が可能になるものの、現像装置や転写装置をスライドさせて装脱着する必要があり、構造上、複雑になりやすかった。
In a small tandem image forming apparatus, it is advantageous to make the developing device a vertical type in order to minimize the size of the image forming unit in the width direction. That is, it is desirable to arrange the developing device in the upper direction of the photosensitive member.
As such an image forming apparatus, for example, an image forming apparatus in which a developing device, a transfer device, and the like are efficiently arranged inside the apparatus is known, but such an image forming apparatus can be downsized, It was necessary to slide the developing device and the transfer device, and it was easy to make the structure complicated.
小型タンデム画像形成装置のうち、タッチダウン現像方式を採用した画像形成装置は、感光体がトナー薄層を形成した現像ローラから一定の間隔をあけて設けられているので、非接触型である。そのため、接触型に比べて感光体へのトナー成分、キャリア等の付着や、磁気ブラシ等による感光体の損傷が少なく、高画質化が可能である。また、現像器内での帯電方式として、キャリアとの混合による2成分方式を採用しており、特に高濃度印字や連続印字において素早くトナーを所望の帯電量に帯電できる。従って、小型化により現像器の容積が小さい機種において特に有効である。 Among small tandem image forming apparatuses, an image forming apparatus that employs a touch-down developing method is a non-contact type because the photosensitive member is provided at a certain distance from the developing roller on which the toner thin layer is formed. For this reason, compared to the contact type, there is less adhesion of toner components, carriers, etc. to the photoconductor, and damage to the photoconductor by a magnetic brush or the like, and high image quality is possible. Further, as a charging method in the developing device, a two-component method by mixing with a carrier is adopted, and the toner can be quickly charged to a desired charge amount particularly in high density printing or continuous printing. Therefore, it is particularly effective in a model in which the volume of the developing device is small due to downsizing.
しかし、タッチダウン現像方式を採用する場合、小型化を実現するには現像ローラが磁気ローラの下側に配置されることが多く、現像剤がストレスを受けやすかった。その結果、長期にわたる印刷(耐刷)によりトナー母粒子の表面に外添剤が埋没し、トナーがチャージアップして現像ローラにトナーが付着するといった問題があった。現像ローラにトナーが付着すると、現像性が低下し、その結果、画像濃度が低下しやすくなる。このような現象は以下によるものと考えられる。 However, when the touch-down development method is employed, the developing roller is often disposed below the magnetic roller in order to achieve downsizing, and the developer is easily stressed. As a result, there has been a problem that the external additive is buried in the surface of the toner base particles due to long-term printing (printing durability), the toner is charged up, and the toner adheres to the developing roller. When toner adheres to the developing roller, the developability deteriorates, and as a result, the image density tends to decrease. Such a phenomenon is considered to be caused by the following.
すなわち、例えばタッチダウン現像方式を採用した、小型タンデム型ページプリンタの場合、磁気ローラと現像ローラとの間では、所望の帯電量に帯電したトナーを磁気ローラから現像ローラに供給すると同時に、現像ローラから感光体に飛翔せずに現像ローラに残留したトナーは磁気ローラに回収され、現像ローラには常にフレッシュなトナーが供給されるようになっている。しかし、装置を小型化にする上では現像ローラは磁気ローラの下側に配置されるため、重力に逆らって現像ローラに残留したトナーを磁気ローラに回収することになり、回収が困難になりやすい。さらに、トナーがチャージアップすると、現像ローラへの鏡像力が増加するためトナーが付着しやすくなり、トナーの回収がより困難となる。その結果、現像ローラには常に同じトナーが滞留し、チャージアップがさらに加速され現像ローラへのトナーの付着が強固となる。上述したように、近年、高画質化への高まりから、トナーの粒子径を小さくする傾向にあり、粒子径が小さくなるほど、現像ローラへの付着は顕著になる。 That is, for example, in the case of a small tandem page printer that employs a touch-down development method, a toner charged to a desired charge amount is supplied from the magnetic roller to the developing roller between the magnetic roller and the developing roller, and at the same time, the developing roller The toner remaining on the developing roller without flying to the photosensitive member is collected by the magnetic roller, and fresh toner is always supplied to the developing roller. However, in order to reduce the size of the apparatus, the developing roller is disposed below the magnetic roller, so that the toner remaining on the developing roller is collected on the magnetic roller against gravity, and the collection is likely to be difficult. . Further, when the toner is charged up, the mirror image force on the developing roller is increased, so that the toner is easily attached, and the toner is more difficult to collect. As a result, the same toner always stays on the developing roller, the charge-up is further accelerated, and the toner adheres firmly to the developing roller. As described above, due to the recent increase in image quality, there is a tendency to reduce the particle diameter of toner, and the smaller the particle diameter, the more noticeable adhesion to the developing roller.
現像ローラへのトナーの付着対策としては、特許文献1に記載のように現像ローラと供給ローラ(磁気ローラ)のバイアス電圧を制御する方法が知られているが、特許文献1では、供給ローラは現像ローラと圧接するように設けられており、またトナーを現像剤として用いる1成分現像剤を使用しているため、タッチダウン現像方式を採用した画像形成装置には適用が困難である。 As a countermeasure against toner adhesion to the developing roller, a method of controlling the bias voltage between the developing roller and the supply roller (magnetic roller) as described in Patent Document 1 is known. Since it is provided so as to be in pressure contact with the developing roller, and a one-component developer using toner as a developer is used, it is difficult to apply to an image forming apparatus employing a touch-down developing method.
このように、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の場合、初期の段階では比較的安定して高画質な画像を形成することが可能であるが、長期にわたる使用の結果、現像ローラにトナーが付着して画像濃度が低下したり、キャリアにトナーが付着してカブリが発生したりして、高画質な画像が得られにくくなることがあった。 As described above, in the case of the two-component development method using a two-component developer, it is possible to form a relatively stable and high-quality image in the initial stage. As a result, the image density decreases, or the toner adheres to the carrier and fogging occurs, which may make it difficult to obtain a high-quality image.
一方、磁性1成分現像方式としては、例えば特許文献4には、導電性磁性トナーによる現像方法が開示されている。特許文献4に記載の現像方法は、内部に磁性を有する円筒状の導電性現像ローラ上に導電性磁性トナーを保持し、該導電性磁性トナーを感光体表面に形成された静電潜像に接触させてトナー像を現像する方法である。現像の際には、感光体表面と現像ローラ表面の間に、トナーにより導電路が形成され、該導電路を経て現像ローラよりトナーに電荷が導かれ、静電潜像の画像部との間のクーロン力によりトナーが画像部に付着してトナー像を形成する。
特許文献4に記載の方法では、トナーが導電性であるため、感光体上に形成されたトナー像を被転写体(例えば紙など)に電界を利用して静電気的に転写することが困難であった。また、画像形成における各工程で、導電性トナーに由来する不具合が発生しやすく、長期にわたって高画質な画像を形成することが困難であった。さらに、感光体が電気的にリーク破壊されることがあった。
On the other hand, as a magnetic one-component developing system, for example, Patent Document 4 discloses a developing method using conductive magnetic toner. In the developing method described in Patent Document 4, a conductive magnetic toner is held on a cylindrical conductive developing roller having magnetism inside, and the conductive magnetic toner is applied to an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor. This is a method of developing a toner image by bringing it into contact. During development, a conductive path is formed by the toner between the surface of the photosensitive member and the surface of the developing roller, and the charge is guided to the toner from the developing roller through the conductive path, and between the image portion of the electrostatic latent image. Due to the Coulomb force, the toner adheres to the image portion and forms a toner image.
In the method described in Patent Document 4, since the toner is conductive, it is difficult to electrostatically transfer the toner image formed on the photosensitive member to the transfer target (for example, paper) using an electric field. there were. In addition, in each step of image formation, defects derived from conductive toner are likely to occur, and it has been difficult to form high-quality images over a long period of time. In addition, the photoconductor may be leak-destructed electrically.
また、磁性1成分現像方式としては、例えば特許文献5には、絶縁性トナーによる現像方法が開示されている。特許文献5に記載の現像方法は、通常、磁性1成分ジャンピング現像方式と呼ばれるもので、感光体に対向し、かつ一定の間隔をあけて現像ローラが設けられている。現像ローラは、磁石ローラを内蔵したスリーブを有し、該スリーブの回転によりトナーを搬送し、スリーブと磁性ブレードとの隙間を通過させることで、現像ローラの表面にトナー薄層を形成させる。そして、帯電したトナーが感光体表面に形成された静電潜像に飛翔してトナー像を現像する。
磁性1成分ジャンピング現像方式は、長期間使用してもカブリの発生を抑制できるので、長期にわたって高画質な画像を形成できる。また、該現像方式を採用することで、画像形成装置に備わる現像器の小型化が可能となり、簡単な構成とすることができる。
As a magnetic one-component development system, for example, Patent Document 5 discloses a development method using an insulating toner. The developing method described in Patent Document 5 is generally called a magnetic one-component jumping developing method, and is provided with a developing roller facing the photoconductor and at a predetermined interval. The developing roller has a sleeve with a built-in magnet roller, conveys toner by rotation of the sleeve, and passes through a gap between the sleeve and the magnetic blade, thereby forming a thin toner layer on the surface of the developing roller. Then, the charged toner flies to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor to develop the toner image.
The magnetic one-component jumping development system can suppress the occurrence of fog even when used for a long period of time, so that a high-quality image can be formed over a long period of time. Further, by adopting the developing system, the developing device provided in the image forming apparatus can be downsized, and a simple configuration can be achieved.
近年、電子写真法や静電印刷法等によるコピー機、プリンタ等の市場では、印刷の高速化や装置の小型化が著しく進んでいる。印刷速度の高速化により、印刷速度に合わせた画像特性、すなわち帯電特性は、より安定化したものであることが望まれる。また、装置の小型化が進む中低速機は、電源を入れた後のウォーミングアップ時間が短いため、初期帯電が良好で、かつ帯電特性が長期にわたり安定して維持できることが求められる。つまり、長期間、安定して現像ローラ上に均一なトナー薄層を形成することが求められる。 In recent years, in the market of copying machines, printers, and the like based on electrophotography and electrostatic printing, printing speed and apparatus size have been remarkably advanced. As the printing speed increases, it is desirable that the image characteristics matched to the printing speed, that is, the charging characteristics are more stabilized. In addition, medium- and low-speed machines that are becoming smaller in size are required to have good initial charging and stable charging characteristics over a long period of time because the warm-up time after turning on the power is short. That is, it is required to form a uniform toner thin layer on the developing roller stably for a long period of time.
また、プリンタ、複写機などの事務機器が、更なる高速化・小型化の方向に進む中、高解像度、高画質、高耐久性が当然の性能として求められるようになった。高解像度、高画質、高耐久や、環境変動への対応などは、現像ローラ上のトナー薄層形成が重要となる。特に、磁性1成分ジャンピング現像方式を採用し、スリーブの十点平均粗さ(Rz)が比較的小さい現像ローラでは、トナー薄層形成が高画質、高耐久性に影響を与える。 In addition, as office equipment such as printers and copiers are moving toward higher speeds and miniaturization, high resolution, high image quality, and high durability have come to be required. Formation of a thin toner layer on the developing roller is important for high resolution, high image quality, high durability, and response to environmental fluctuations. In particular, in a developing roller that employs a magnetic one-component jumping development method and has a relatively small ten-point average roughness (Rz) of the sleeve, toner thin layer formation affects high image quality and high durability.
しかし、磁性1成分ジャンピング現像方式を採用した高速機、小型機などでは、現像ローラ上へのトナー薄層形成の長期安定性を確保することが、長期使用、環境変動(特に低温低湿環境)、素早いウォームアップタイムなどの要因で困難であった。そのため、現像ローラ上のトナー薄層に乱れが生じたり、縦筋状にトナー薄層抜けが発生したりするなどの不具合が生じ、長期にわたって安定した画像を形成すること、すなわち、高解像度、高画質、高耐久性を実現できないという問題があった。
例えば特許文献6には、長期にわたって安定した画像を形成できるトナーが開示されているが、必ずしも満足するものではなかった。
For example, Patent Document 6 discloses a toner capable of forming a stable image over a long period of time, but it is not always satisfactory.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長期にわたって画像濃度の低下を抑制し、安定して高画質な画像を形成できる電子写真用トナー、およびこれを用いた画像形成方法の実現を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to realize an electrophotographic toner that can suppress a decrease in image density over a long period of time and can stably form a high-quality image, and an image forming method using the same. And
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、粒子径が4.0μm以下の粒子の個数分布の比率、および粒子径が3.0μm以下の粒子の比率、ならびに体積分布の標準偏差を規定することで、トナーの現像性が向上すると共に、高温高湿環境でも水分の吸着を抑制できることを見出した。このようなトナーは、1成分現像剤、または2成分現像剤として好適に使用でき、かつ1成分ジャンピング現像方式やタッチダウン現像方式を採用し、高速化や小型化の要求に対応した画像形成装置に用いても、長期にわたって安定して高画質な画像を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors specify the number distribution ratio of particles having a particle diameter of 4.0 μm or less, the ratio of particles having a particle diameter of 3.0 μm or less, and the standard deviation of the volume distribution. As a result, it has been found that the developability of the toner is improved and that moisture adsorption can be suppressed even in a high temperature and high humidity environment. Such a toner can be suitably used as a one-component developer or a two-component developer, and adopts a one-component jumping development method or a touch-down development method, and an image forming apparatus that meets the demands for speeding up and downsizing. The present invention has been completed by finding that a high-quality image can be stably formed over a long period of time.
すなわち、本発明の電子写真用トナーは、有機感光体を具備する画像形成装置に用いられ、少なくとも結着樹脂を含むトナー母粒子に外添剤が添加された電子写真用トナーにおいて、当該電子写真用トナーに含まれる全粒子中における、粒子径が4.0μm以下である粒子の個数分布の比率が8.0%以下であり、体積分布の標準偏差(SD)が1.25以下であり、外添処理トナー中、粒子径が3.0μm以下である粒子の比率が5.0%以下であり、かつ、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上であることを特徴とする。 That is, the electrophotographic toner of the present invention is used in an image forming apparatus having an organic photoreceptor, and is an electrophotographic toner in which an external additive is added to toner base particles containing at least a binder resin. The ratio of the number distribution of particles having a particle diameter of 4.0 μm or less in all the particles contained in the toner for use is 8.0% or less, and the standard deviation (SD) of the volume distribution is 1.25 or less, In the externally added toner, the ratio of particles having a particle size of 3.0 μm or less is 5.0% or less, and the average circularity of particles having a particle size of 3 to 10 μm is 0.950 or more. Features.
また、本発明の電子写真用トナーは、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌し、表面に該現像剤の穂立ちを形成する磁気ローラと、穂立ちした現像剤と接して、表面に非磁性トナーの薄層を形成する現像ローラと、該現像ローラから一定の間隔をあけて設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備え、静電潜像が形成された有機感光体の表面に、前記現像ローラの表面に形成された前記薄層から非磁性トナーを飛翔させて、有機感光体表面の静電潜像をトナー像として現像する画像形成装置における前記非磁性トナーとして好適である。 In addition, the electrophotographic toner of the present invention comprises a magnetic roller that stirs a developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier and forms a spike of the developer on the surface; A developing roller for forming a thin layer of non-magnetic toner and an organic photosensitive member provided on the surface of the developing roller at a certain distance from the developing roller to form an electrostatic latent image. In the image forming apparatus for developing the electrostatic latent image on the surface of the organic photoreceptor as a toner image by causing non-magnetic toner to fly from the thin layer formed on the surface of the developing roller onto the surface of the formed organic photoreceptor. Suitable as non-magnetic toner.
また、本発明の電子写真用トナーは、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌し、表面に該現像剤の穂立ちを形成する現像ローラと、該現像ローラに対向して設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備え、前記現像ローラの表面に形成された現像剤の穂立ちに前記有機感光体を接触させて、有機感光体表面の静電潜像をトナー像として現像する画像形成装置における前記非磁性トナーとして好適である。
さらに、前記現像剤100質量%中の非磁性トナーの含有量が1〜20質量%であることが好ましい。
The electrophotographic toner of the present invention is provided with a developing roller that stirs a developer composed of a non-magnetic toner and a magnetic carrier and forms a spike of the developer on the surface, and is opposed to the developing roller. An electrostatic latent image formed on the surface of the developing roller, wherein the organic photosensitive member is brought into contact with a spike of developer formed on the surface of the developing roller, thereby forming an electrostatic latent image on the surface of the organic photosensitive member. Is suitable as the non-magnetic toner in an image forming apparatus that develops toner as a toner image.
Further, the content of the nonmagnetic toner in 100% by mass of the developer is preferably 1 to 20% by mass.
また、本発明の電子写真用トナーは、表面に磁性トナーの薄層を形成する現像ローラと、該現像ローラから一定の間隔をあけて設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備え、静電潜像が形成された有機感光体の表面に、前記現像ローラの表面に形成された前記薄層から磁性トナーを飛翔させて、有機感光体表面の静電潜像をトナー像として現像する画像形成装置における前記磁性トナーとして好適である。 In addition, the electrophotographic toner of the present invention is provided with a developing roller for forming a thin layer of magnetic toner on the surface, and an organic photosensitive film on which an electrostatic latent image is formed on the surface. A magnetic toner is ejected from the thin layer formed on the surface of the developing roller onto the surface of the organic photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed. It is suitable as the magnetic toner in an image forming apparatus that develops a toner image.
また、本発明の画像形成方法は、有機感光体の表面を帯電させる帯電工程と、有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して磁気ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、穂立ちした現像剤と接して現像ローラの表面に非磁性トナーの薄層を形成し、該薄層から有機感光体の表面に非磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、前記非磁性トナーとして本発明の電子写真用トナーを用いることを特徴とする。 The image forming method of the present invention comprises a charging step for charging the surface of the organic photoreceptor, an exposure step for exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image, and a non-magnetic toner and a magnetic carrier. The developer is agitated to form a spike of the developer on the surface of the magnetic roller, and a thin layer of nonmagnetic toner is formed on the surface of the developer roller in contact with the developer that has been spiked. A non-magnetic toner flying on the surface of the substrate to develop an electrostatic latent image as a toner image, and a transfer step of transferring the toner image from an organic photoreceptor to a transfer object. The toner for electrophotography of the present invention is used.
また、本発明の画像形成方法は、有機感光体の表面を帯電させる帯電工程と、有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して現像ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、現像剤の穂立ちに有機感光体を接触させて静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、前記非磁性トナーとして請求項1に記載の電子写真用トナーを用いることを特徴とする。 The image forming method of the present invention comprises a charging step for charging the surface of the organic photoreceptor, an exposure step for exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image, and a non-magnetic toner and a magnetic carrier. A developing step of agitating the developer to form developer spikes on the surface of the developing roller, bringing an organic photoreceptor into contact with the developer spikes and developing the electrostatic latent image as a toner image; And a transfer step of transferring from an organic photoreceptor to a transfer target, wherein the electrophotographic toner according to claim 1 is used as the non-magnetic toner.
さらに、本発明の画像形成方法は、有機感光体の表面を帯電させる帯電工程と、有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、現像ローラの表面に形成された磁性トナーの薄層から、有機感光体の表面に磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、前記磁性トナーとして本発明の電子写真用トナーを用いることを特徴とする。
また、前記現像ローラは、表面における十点平均粗さ(Rz)が2.0〜8.0μmであるスリーブを有し、該スリーブがステンレス鋼製であることが好ましい。
Further, the image forming method of the present invention is formed on the surface of the developing roller, a charging step for charging the surface of the organic photoconductor, an exposure step for exposing the surface of the organic photoconductor to form an electrostatic latent image. A developing process in which a magnetic toner is ejected from a thin layer of magnetic toner onto the surface of the organic photoconductor to develop the electrostatic latent image as a toner image; and a transfer process in which the toner image is transferred from the organic photoconductor to the transfer target. The toner for electrophotography of the present invention is used as the magnetic toner.
The developing roller has a sleeve having a ten-point average roughness (Rz) of 2.0 to 8.0 μm on the surface, and the sleeve is preferably made of stainless steel.
本発明の電子写真用トナー、およびこれを用いた画像形成方法によれば、長期にわたって画像濃度の低下を抑制し、安定して高画質な画像を形成できる。
また、本発明の電子写真用トナーは、1成分現像剤、または2成分現像剤として好適に使用できる。
According to the electrophotographic toner of the present invention and the image forming method using the same, it is possible to suppress a decrease in image density over a long period of time and to stably form a high-quality image.
Further, the electrophotographic toner of the present invention can be suitably used as a one-component developer or a two-component developer.
以下、本発明を詳細に説明する。
[電子写真用トナー]
本発明の電子写真用トナー(以下、単に「トナー」という。)は、有機感光体を具備する画像形成装置に用いられる。トナーには、後述するトナー母粒子と、該トナー母粒子に外添剤が付着した粒子と、トナー母粒子に付着せずに遊離した状態の外添剤が含まれる。また、本発明において、「外添処理トナー」は、トナー母粒子に外添剤が付着した粒子と、外添剤が付着していない粒子(トナー母粒子)の総称とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Electrophotographic toner]
The electrophotographic toner of the present invention (hereinafter simply referred to as “toner”) is used in an image forming apparatus having an organic photoreceptor. The toner includes toner mother particles, which will be described later, particles having an external additive attached to the toner mother particles, and external additives that are free without being attached to the toner mother particles. In the present invention, “externally added toner” is a generic term for particles having an external additive attached to toner base particles and particles having no external additive (toner base particles).
本発明のトナーは、当該トナーに含まれる全粒子中、粒子径が4.0μm以下である粒子(以下、「微粉粒子」という。)の個数分布の比率が8.0%以下であり、7.5%以下であることが好ましい。微粉粒子の個数分布の比率が8.0%以下であれば、トナーの帯電量分布がブロードになるのを抑制でき、長期にわたる印刷(耐刷)においても現像性を良好に維持でき、画像濃度の低下を抑制できる。 In the toner of the present invention, the ratio of the number distribution of particles having a particle diameter of 4.0 μm or less (hereinafter referred to as “fine powder particles”) among all particles contained in the toner is 8.0% or less. .5% or less is preferable. If the ratio of the number distribution of fine powder particles is 8.0% or less, it is possible to suppress the toner charge amount distribution from being broad, maintain good developability even during long-term printing (printing durability), and image density. Can be suppressed.
本発明のトナーは、体積分布の標準偏差(SD)が1.25以下であり、1.24以下が好ましい。SDが1.25以下であれば、トナーの粒度分布や帯電量分布がブロードになるのを抑制でき、耐刷においても現像性を良好に維持でき、画像濃度の低下を抑制できる。 The toner of the present invention has a standard deviation (SD) of volume distribution of 1.25 or less, preferably 1.24 or less. When SD is 1.25 or less, it is possible to suppress the toner particle size distribution and charge amount distribution from becoming broad, maintain good developability even in printing durability, and suppress the decrease in image density.
微粉粒子の個数分布の比率、およびトナーのSDは、以下のようにして求めることができる。
ベックマンコールター社製の粒度分布測定装置「コールターカウンターマルチマイザー3」を使用して、電解液としてベックマンコールター社製のアイソトンIIを用い、アパーチャ径として100μmアパーチャを用いて、トナーの粒度分布(個数分布または体積分布)を測定する。
具体的には、電解液中に界面活性剤を少量添加した溶液中に、測定試料(トナー)を10mg加え、超音波分散器にて分散処理を行い、測定試料が分散した溶液を粒度分布測定装置にて測定して、試料粒径の個数分布、または体積分布を得る。得られた個数分布から粒子径が4.0μm以下の粒子の比率を求める。一方、体積分布からトナーのSDを求める。
The ratio of the number distribution of fine particles and the SD of the toner can be obtained as follows.
Using a particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multimizer 3” manufactured by Beckman Coulter, using Isoton II manufactured by Beckman Coulter as an electrolytic solution, using a 100 μm aperture as an aperture diameter, a toner particle size distribution (number distribution) Or volume distribution).
Specifically, 10 mg of a measurement sample (toner) is added to a solution obtained by adding a small amount of a surfactant to the electrolytic solution, and dispersion processing is performed with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution measurement is performed on the solution in which the measurement sample is dispersed. The number distribution or volume distribution of the sample particle diameter is obtained by measuring with an apparatus. The ratio of particles having a particle size of 4.0 μm or less is determined from the obtained number distribution. On the other hand, the toner SD is obtained from the volume distribution.
本発明のトナーは、外添処理トナー中、粒子径が3.0μm以下である粒子(以下、「超微粉粒子」という。)の比率が5.0%以下であり、4.0%以下であることが好ましい。超微粉粒子の比率が5.0%以下であれば、超微粉粒子の影響を軽減できるので、トナーのチャージアップ現象を抑制でき、現像ローラ上でトナーが帯電凝集するのを防げる。従って、現像ローラ上でトナー薄層を良好に形成でき、その結果、特にベタ画像を印刷する際に発生しやすいとされる画像ムラを軽減でき、画像欠陥を抑制できる。
なお、超微粉粒子は、他の粒子径の粒子に比べて比表面積が大きいため、空気中に存在する水分と吸着しやすい。特に、高温高湿環境の場合、水分を吸着しやすく、その結果、トナーの帯電量が低下すると共に帯電量分布がブロードになりやすくなり、カブリが発生したり画像濃度が低下したりして画像欠陥を引き起こしやすい。しかし、本発明のトナーであれば、超微粉粒子の比率が5.0%以下であるため、トナー全体における水分の吸着量を軽減できる。よって、高温高湿環境であってもトナーの帯電量の低下を抑制できるので、カブリの発生や画像濃度の低下を防げる。
In the toner of the present invention, the ratio of particles having a particle size of 3.0 μm or less (hereinafter referred to as “ultra fine particles”) in the externally added toner is 5.0% or less, and is 4.0% or less. Preferably there is. When the ratio of the ultrafine particles is 5.0% or less, the influence of the ultrafine particles can be reduced, so that the charge-up phenomenon of the toner can be suppressed and the toner can be prevented from being charged and aggregated on the developing roller. Accordingly, the toner thin layer can be satisfactorily formed on the developing roller, and as a result, image unevenness that is likely to occur particularly when printing a solid image can be reduced, and image defects can be suppressed.
In addition, since the ultrafine powder particle has a large specific surface area as compared with particles having other particle sizes, it is easily adsorbed with moisture present in the air. In particular, in a high-temperature and high-humidity environment, it is easy to adsorb moisture, and as a result, the charge amount of the toner decreases and the charge amount distribution tends to become broad, causing fogging and decreasing the image density. Prone to defects. However, in the case of the toner of the present invention, since the ratio of the ultrafine particles is 5.0% or less, the amount of moisture adsorbed in the entire toner can be reduced. Therefore, a decrease in toner charge amount can be suppressed even in a high-temperature and high-humidity environment, thereby preventing fogging and a decrease in image density.
また、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いことで、画像形成装置に用いたときに、現像ローラの鏡像力の増加を抑制できる。従って、現像ローラへのトナー付着を軽減できる。特に、トナーをキャリアと混合して2成分現像剤とし、タッチダウン現像方式を採用した、小型化のタンデム画像形成装置に用いた場合、現像ローラ上の残留トナーを効率よく磁気ローラへ回収できるので、現像ローラへのトナー付着を抑制でき、画像濃度の低下を抑制できる。
さらに、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いことで、キャリアへのトナーの付着力を軽減できる。従って、長期にわたってカブリの発生やトナー飛散を抑制できる。
In addition, since the ratio of the ultrafine powder particles is as extremely low as 5.0% or less, an increase in the mirror image force of the developing roller can be suppressed when used in an image forming apparatus. Therefore, toner adhesion to the developing roller can be reduced. In particular, when the toner is mixed with a carrier to form a two-component developer and used in a miniaturized tandem image forming apparatus employing a touch-down development method, the residual toner on the developing roller can be efficiently collected on the magnetic roller. Further, toner adhesion to the developing roller can be suppressed, and a decrease in image density can be suppressed.
Furthermore, the adhesion of the toner to the carrier can be reduced because the ratio of the ultra fine particles is as low as 5.0% or less. Therefore, fogging and toner scattering can be suppressed over a long period of time.
超微粉粒子の比率は、以下のようにして求めることができる。
走査型電子顕微鏡により拡大撮影したトナーの写真と、さらに走査型電子顕微鏡に付属しているX線マイクロアナライザー(XMA)などの元素分析によってマッピングされたトナーの写真とを対照し、1視野に観察される外添処理トナーの個数を測定して、粒子径が3.0μm以下と測定される超微粉粒子の個数をカウントする。ランダムに選択した外添処理トナー1000個について観察し、粒子径が3.0μm以下の超微粉粒子の個数をカウントして、超微粉粒子の比率を求める。
なお、マッピングされたトナーのうち、外添剤と思われる粒子はカウントしないものとする。
The ratio of ultrafine particles can be determined as follows.
Contrast the photograph of the toner magnified by the scanning electron microscope with the photograph of the toner mapped by elemental analysis such as X-ray microanalyzer (XMA) attached to the scanning electron microscope. The number of externally added toners to be measured is measured, and the number of ultrafine particles whose particle diameter is measured to be 3.0 μm or less is counted. Observation is performed on 1000 randomly selected externally added toners, and the number of ultrafine particles having a particle size of 3.0 μm or less is counted to determine the ratio of the ultrafine particles.
In the mapped toner, particles that are considered to be external additives are not counted.
本発明のトナーは、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上であり、0.951以上であることが好ましい。平均円形度が0.950以上であれば、トナーの形状が真球に近づくため、感光体との接触摩擦係数の増加を抑制できる。従って、トナー像の転写時における感光体からトナーが剥がれる際に、トナーが容易に剥がれるようになり、転写中抜け等の発生を抑制でき、転写効率を向上できる。 In the toner of the present invention, the average circularity of particles having a particle diameter of 3 to 10 μm is 0.950 or more, and preferably 0.951 or more. If the average circularity is 0.950 or more, the shape of the toner approaches a true sphere, so that an increase in the coefficient of contact friction with the photoreceptor can be suppressed. Therefore, when the toner is peeled off from the photosensitive member at the time of transferring the toner image, the toner can be easily peeled off, so that the occurrence of transfer loss or the like can be suppressed and the transfer efficiency can be improved.
粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度は、以下のようにして求めることができる。
シスメックス社製のフロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」を使用して、温度23℃、湿度60RH%の環境下で、円相当径0.60〜400μmの範囲内の粒子について測定する。そして測定された粒子の円形度を下記式(1)より求め、さらに、円相当径3〜10μmの粒子において、円形度の総和を全粒子数で除した値を円形度とする。1000〜1500個の粒子について測定を行い、算出した値を平均円形度とする。
円形度=粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長/粒子の投影像の周囲長 ・・・(1)
The average circularity of particles having a particle diameter of 3 to 10 μm can be determined as follows.
Using a flow-type particle image analyzer “FPIA-3000” manufactured by Sysmex Corporation, measurement is performed on particles having a circle-equivalent diameter of 0.60 to 400 μm in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60 RH%. And the circularity of the measured particle | grain is calculated | required from following formula (1), and also the value which remove | divided the sum total of circularity by the total number of particles in particle | grains with a circle equivalent diameter of 3-10 micrometers is made into circularity. Measurement is performed on 1000 to 1500 particles, and the calculated value is defined as the average circularity.
Circularity = perimeter of a circle having the same projected area as the particle image / perimeter of the projected image of the particle (1)
このようなトナーを得るためには、各成分の種類や配合量、製造条件などを調整すればよい。以下、各成分について説明する。
本発明のトナーは、トナー母粒子に外添剤を添加してなる。トナー母粒子は、少なくとも結着樹脂を含有する。また、必要に応じて、着色剤、電荷制御剤、離型剤などを含有する。
In order to obtain such a toner, the type and amount of each component, manufacturing conditions, etc. may be adjusted. Hereinafter, each component will be described.
The toner of the present invention is obtained by adding an external additive to toner base particles. The toner base particles contain at least a binder resin. Moreover, a coloring agent, a charge control agent, a mold release agent, etc. are contained as needed.
<トナー母粒子>
(結着樹脂)
結着樹脂としては、例えばポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。中でも、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。
<Toner base particles>
(Binder resin)
Examples of the binder resin include polystyrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, polyethylene resin, polypropylene resin, vinyl chloride resin, polyester resin, polyamide resin, polyurethane resin, and polyvinyl alcohol. And thermoplastic resins such as vinyl resins, vinyl ether resins, N-vinyl resins, and styrene-butadiene resins. Of these, polystyrene resins and polyester resins are preferable.
ポリスチレン系樹脂は、スチレンの単独重合体でも、スチレンと共重合可能な他の共重合モノマーとの共重合体でもよい。他の共重合モノマーとしては、p−クロルスチレン;ビニルナフタレン;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エステル;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリデンなどのN−ビニル化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせてスチレン単量体と共重合させてもよい。 The polystyrene resin may be a styrene homopolymer or a copolymer with another copolymerizable monomer copolymerizable with styrene. Other copolymerization monomers include p-chlorostyrene; vinyl naphthalene; ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride; vinyl acetate , Vinyl esters such as vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate , (Meth) acrylic esters such as phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate; other acrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide Vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidene N-vinyl compounds such as These may be used alone or in combination of two or more with a styrene monomer.
ポリエステル系樹脂としては、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合ないし共縮重合によって得られるものが挙げられる。ポリエステル系樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のものが挙げられる。
アルコール成分としては、2価または3価以上のアルコール成分が好ましく、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類;ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノール類;ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の3価以上のアルコール類を例示できる。
Examples of the polyester resin include those obtained by condensation polymerization or co-condensation polymerization of an alcohol component and a carboxylic acid component. The following are mentioned as a component used when synthesize | combining a polyester-type resin.
As the alcohol component, a bivalent or trivalent or higher alcohol component is preferable. Specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butane. Diol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, etc. Diols; bisphenols such as bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A; sorbitol, 1,2,3,6-hexane Trol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, diglycerol, 2-methylpropanetriol, 2- Trivalent or higher alcohols such as methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene can be exemplified.
一方、カルボン酸成分としては、2価または3価以上のカルボン酸成分が好ましく、具体的には、2価または3価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキルエステルが挙げられる。このようなカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、あるいはn−ブチルコハク酸、n−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の2価カルボン酸;1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の3価以上のカルボン酸等が例示できる。 On the other hand, the carboxylic acid component is preferably a divalent or trivalent or higher carboxylic acid component, and specific examples thereof include a divalent or trivalent carboxylic acid, an acid anhydride thereof, or a lower alkyl ester thereof. Examples of such carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malon Acid, or n-butyl succinic acid, n-butenyl succinic acid, isobutyl succinic acid, isobutenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecyl succinic acid, Divalent carboxylic acids such as alkyl or alkenyl succinic acids such as isododecenyl succinic acid; 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7 -Naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricar Acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, Examples thereof include trivalent or higher carboxylic acids such as tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, and empole trimer acid.
また、ポリエステル系樹脂の軟化点は、80〜150℃であることが好ましく、より好ましくは90〜140℃である。 Moreover, it is preferable that the softening point of a polyester-type resin is 80-150 degreeC, More preferably, it is 90-140 degreeC.
また、結着樹脂として、熱硬化性樹脂を用いてもよい。熱硬化性樹脂は、一部架橋構造を有しているが、架橋構造を導入することにより、トナーの定着性を低下させることなく、トナーの保存安定性や形態保持性、あるいは耐久性をより向上させることができる。よって、結着樹脂として熱可塑性樹脂を100質量部使用する必要はなく、架橋剤を添加したり、熱硬化性樹脂を一部併用したりしてもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂やシアネート系樹脂等が挙げられ、具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、シアネート樹脂等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
Further, a thermosetting resin may be used as the binder resin. The thermosetting resin partially has a cross-linked structure, but by introducing the cross-linked structure, the storage stability, shape retention, or durability of the toner can be further improved without deteriorating the toner fixability. Can be improved. Therefore, it is not necessary to use 100 parts by mass of the thermoplastic resin as the binder resin, and a crosslinking agent may be added, or a part of the thermosetting resin may be used in combination.
Examples of the thermosetting resin include epoxy resins and cyanate resins, and specifically, bisphenol A type epoxy resins, hydrogenated bisphenol A type epoxy resins, novolac type epoxy resins, polyalkylene ether type epoxy resins. , Cycloaliphatic epoxy resins, cyanate resins and the like. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
結着樹脂のガラス転移点(Tg)は、50〜65℃であることが好ましく、より好ましくは50〜60℃である。Tgが50℃以上であれば、得られたトナー同士が現像器内で融着するのを防げるので、保存安定性を維持できる。また、樹脂強度を保持できるので、感光体へのトナー付着を抑制できる。一方、Tgが65℃以下であれば、トナーの低温定着性が低下するのを抑制できる。
なお、結着樹脂のTgは、示差走査熱量計(DSC)を用いて、比熱の変化点から求めることができる。より具体的には、測定装置としてセイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量計「DSC−6200」を用い、吸熱曲線を測定することで求める。測定試料10mgをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを使用し、測定温度範囲25〜200℃、昇温速度10℃/分の条件で常温常湿下にて測定し、得られた吸熱曲線よりTgを求める。
The glass transition point (Tg) of the binder resin is preferably 50 to 65 ° C, more preferably 50 to 60 ° C. When Tg is 50 ° C. or higher, the obtained toner can be prevented from fusing with each other in the developing device, so that the storage stability can be maintained. Further, since the resin strength can be maintained, toner adhesion to the photoreceptor can be suppressed. On the other hand, when Tg is 65 ° C. or lower, it is possible to suppress a decrease in low-temperature fixability of the toner.
In addition, Tg of binder resin can be calculated | required from the change point of specific heat using a differential scanning calorimeter (DSC). More specifically, it is obtained by measuring an endothermic curve using a differential scanning calorimeter “DSC-6200” manufactured by Seiko Instruments Inc. as a measuring device. 10 mg of a measurement sample was put in an aluminum pan, an empty aluminum pan was used as a reference, and the measurement temperature range was 25 to 200 ° C. and the temperature increase rate was 10 ° C./min. Tg is obtained from the endothermic curve.
(着色剤)
着色剤は、トナーの色調を調整するものであり、カーボンブラックなどの顔料や、アシッドバイオレットなどの染料等、公知の着色剤を用いることができる。また、着色剤として、公知のカラートナー用の顔料を用いることができる。
着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して1〜10質量部が好ましい。
(Coloring agent)
The colorant adjusts the color tone of the toner, and a known colorant such as a pigment such as carbon black and a dye such as acid violet can be used. As the colorant, a known pigment for color toner can be used.
The content of the colorant is preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
(電荷制御剤)
電荷制御剤は、トナーの帯電レベルや帯電立ち上がり特性(短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかどうかの指標)を著しく向上させ、耐久性や安定性に優れた特性等をトナーに付与するために配合されるものである。
トナーを正帯電させて現像に供する場合には、正帯電性の電荷制御剤を添加すればよく、負帯電させて現像に供する場合には、負帯電性の電荷制御剤を添加すればよい。
(Charge control agent)
The charge control agent remarkably improves the toner charge level and charge rise characteristics (an index of whether or not the toner is charged to a constant charge level in a short time), and imparts characteristics such as excellent durability and stability to the toner. It is formulated for this purpose.
When the toner is positively charged for development, a positively chargeable charge control agent may be added. When the toner is negatively charged for development, a negatively chargeable charge control agent may be added.
正帯電性の電荷制御剤としては、例えばピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−オキサジアジン、1,3,4−オキサジアジン、1,2,6−オキサジアジン、1,3,4−チアジアジン、1,3,5−チアジアジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,5−テトラジン、1,2,4,6−オキサトリアジン、1,3,4,5−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリンなどのアジン化合物;アジンファストレッドFC、アジンファストレッド12BK、アジンバイオレットBO、アジンブラウン3G、アジンライトブラウンGR、アジンダークグリーンBH/C、アジンディープブラックEWおよびアジンディープブラック3RLなどのアジン化合物からなる直接染料;ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体などのニグロシン化合物;ニグロシンBK、ニグロシンNB、ニグロシンZなどのニグロシン化合物からなる酸性染料;ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩類;アルコキシル化アミン;アルキルアミド;ベンジルメチルヘキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を例示できる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。特に、ニグロシン化合物は、より迅速な立ち上がり性が得られる観点から、正帯電性の電荷制御剤として好適である。 Examples of positively chargeable charge control agents include pyridazine, pyrimidine, pyrazine, orthooxazine, metaoxazine, paraoxazine, orthothiazine, metathiazine, parathiazine, 1,2,3-triazine, 1,2,4-triazine, 1, 3,5-triazine, 1,2,4-oxadiazine, 1,3,4-oxadiazine, 1,2,6-oxadiazine, 1,3,4-thiadiazine, 1,3,5-thiadiazine, 1,2, 3,4-tetrazine, 1,2,4,5-tetrazine, 1,2,3,5-tetrazine, 1,2,4,6-oxatriazine, 1,3,4,5-oxatriazine, phthalazine, Azine compounds such as quinazoline and quinoxaline; azine fast red FC, azine fast red 12BK, azine violet BO, azine Direct dyes composed of azine compounds such as Raun 3G, azine light brown GR, azine dark green BH / C, azine deep black EW and azine deep black 3RL; nigrosine compounds such as nigrosine, nigrosine salt, nigrosine derivatives; nigrosine BK, nigrosine NB Examples include acidic dyes composed of nigrosine compounds such as Nigrosine Z; metal salts of naphthenic acid or higher fatty acids; alkoxylated amines; alkylamides; quaternary ammonium salts such as benzylmethylhexyldecylammonium and decyltrimethylammonium chloride. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. In particular, the nigrosine compound is suitable as a positively chargeable charge control agent from the viewpoint of obtaining a quicker start-up property.
また、正帯電性の電荷制御剤として、4級アンモニウム塩、カルボン酸塩、あるいはカルボキシル基を官能基として有する樹脂またはオリゴマーなどを用いることができる。具体的には、4級アンモニウム塩を有するスチレン系樹脂、4級アンモニウム塩を有するアクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するポリエステル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン系樹脂、カルボン酸塩を有するアクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリエステル系樹脂、カルボキシル基を有するポリスチレン系樹脂、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Further, as a positively chargeable charge control agent, a quaternary ammonium salt, a carboxylate, or a resin or oligomer having a carboxyl group as a functional group can be used. Specifically, a styrene resin having a quaternary ammonium salt, an acrylic resin having a quaternary ammonium salt, a styrene-acrylic resin having a quaternary ammonium salt, a polyester resin having a quaternary ammonium salt, and a carboxylate Styrene resin having carboxylate, acrylic resin having carboxylate, styrene-acrylic resin having carboxylate, polyester resin having carboxylate, polystyrene resin having carboxyl group, acrylic resin having carboxyl group , A styrene-acrylic resin having a carboxyl group, a polyester resin having a carboxyl group, and the like. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
特に、4級アンモニウム塩を官能基として有するスチレン−アクリル系樹脂は、帯電量を所望の範囲内の値に容易に調節することができる観点から、正帯電性の電荷制御剤として最適である。この場合において、スチレン単位と共重合させる好ましいアクリル系コモノマーとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸iso−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸n−ブチル、メタアクリル酸iso−ブチルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
また、4級アンモニウム塩としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートから第4級化の工程を経て誘導される単位が用いられる。誘導されるジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジ(低級アルキル)アミノエチル(メタ)アクリレート;ジメチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドが好適である。また、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシ基含有重合性モノマーを重合時に併用することもできる。
In particular, a styrene-acrylic resin having a quaternary ammonium salt as a functional group is optimal as a positively chargeable charge control agent from the viewpoint that the charge amount can be easily adjusted to a value within a desired range. In this case, preferred acrylic comonomers copolymerized with styrene units include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, Examples include (meth) acrylic acid alkyl esters such as 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and iso-butyl methacrylate.
As the quaternary ammonium salt, a unit derived from a dialkylaminoalkyl (meth) acrylate through a quaternization step is used. Examples of the derived dialkylaminoalkyl (meth) acrylate include di (lower) such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dipropylaminoethyl (meth) acrylate, and dibutylaminoethyl (meth) acrylate. Alkyl) aminoethyl (meth) acrylate; dimethylmethacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide are preferred. Further, hydroxy group-containing polymerizable monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and N-methylol (meth) acrylamide can be used in combination during polymerization.
負帯電性の電荷制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が好適であり、具体的には、アルミニウムアセチルアセトナート、鉄(II)アセチルアセトナート、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸クロム等が挙げられ、特にアセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体またはその塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましい。 As the negatively chargeable charge control agent, for example, an organometallic complex and a chelate compound are suitable. Specifically, aluminum acetylacetonate, iron (II) acetylacetonate, 3,5-di-tert-butylsalicylic acid Examples thereof include chromium and the like, and acetylacetone metal complexes, salicylic acid metal complexes or salts thereof are particularly preferable, and salicylic acid metal complexes or salicylic acid metal salts are particularly preferable.
電荷制御剤の含有量は、トナー母粒子100質量%中、0.5〜15.0質量%が好ましく、0.5〜8.0質量%がより好ましく、0.5〜7.0質量%が特に好ましい。電荷制御剤の含有量が0.5質量%以上であれば、所定の極性のトナーを安定して帯電することができ、静電潜像の現像を行って画像形成を行う際に、画像濃度の低下や、画像濃度の耐久性の低下を抑制できる。また、電荷制御剤の分散不良を防げるので、カブリの発生や感光体汚染を抑制できる。一方、電荷制御剤の含有量が15.0質量%以下であれば、耐環境性、特に高温高湿環境での帯電不良や画像不良を防ぐことができ、感光体汚染を抑制できる。 The content of the charge control agent is preferably 0.5 to 15.0% by mass, more preferably 0.5 to 8.0% by mass, and more preferably 0.5 to 7.0% by mass in 100% by mass of the toner base particles. Is particularly preferred. When the content of the charge control agent is 0.5% by mass or more, a toner having a predetermined polarity can be stably charged, and the image density is determined when an image is formed by developing an electrostatic latent image. And deterioration of durability of image density can be suppressed. In addition, since poor dispersion of the charge control agent can be prevented, generation of fog and contamination of the photoreceptor can be suppressed. On the other hand, if the content of the charge control agent is 15.0% by mass or less, it is possible to prevent environmental resistance, in particular, charging failure and image failure in a high-temperature and high-humidity environment, and to suppress photoreceptor contamination.
(離型剤)
離型剤は、トナーの定着性やオフセット性を向上させるために配合されるものである。離型剤としては、ワックス類が好適であり、具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリ4フッ化エチレン系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。上述したワックス類を配合することで、オフセット性や像スミアリングをより効率的に防止できる。
(Release agent)
The release agent is blended in order to improve the fixing property and offset property of the toner. As the release agent, waxes are suitable, and specific examples include polyethylene wax, polypropylene wax, polytetrafluoroethylene wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, ester wax, montan wax, rice wax and the like. It is done. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. By blending the waxes described above, offset properties and image smearing can be more efficiently prevented.
離型剤の含有量は、トナー母粒子100質量%中、1.0〜5.0質量%が好ましい。離型剤の含有量が1.0質量%以上であれば、オフセット性や像スミアリングを効率的に防止できる。一方、離型剤の含有量が5.0質量%以下あれば、トナー同士の融着を防止でき、トナーの保存安定性の低下を抑制できる。 The content of the release agent is preferably 1.0 to 5.0% by mass in 100% by mass of the toner base particles. If the content of the release agent is 1.0% by mass or more, offset property and image smearing can be efficiently prevented. On the other hand, when the content of the release agent is 5.0% by mass or less, fusion between the toners can be prevented, and a decrease in storage stability of the toner can be suppressed.
(磁性粉)
本発明のトナーを磁性1成分現像剤として用いる場合、トナー母粒子には、上述した各成分以外に、磁性粉を含有させる。なお、磁性粉を含有させる場合は、該磁性粉によりトナーは着色されるため、上述した着色剤は含有させなくてもよい。
磁性粉としては、公知のものを使用でき、例えばフェライト、マグネタイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属、もしくは合金またはこれらの元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、または二酸化クロム等を挙げることができる。
(Magnetic powder)
When the toner of the present invention is used as a magnetic one-component developer, the toner base particles contain magnetic powder in addition to the components described above. When the magnetic powder is included, the toner is colored by the magnetic powder, and thus the above-described colorant may not be included.
As the magnetic powder, known powders can be used, for example, iron, cobalt, nickel and other ferromagnetic metals such as ferrite and magnetite, alloys, compounds containing these elements, or ferromagnetic elements. An alloy that exhibits ferromagnetism by applying an appropriate heat treatment, chromium dioxide, or the like can be given.
磁性粉は、平均粒子径が0.1〜1.0μm、特に0.1〜0.5μmの範囲内の微粉末の形で、上述した結着樹脂中に均一に分散されるのが好ましい。また、磁性粉は、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理を施して使用することもできる。
磁性粉の含有量は、トナー母粒子100質量%中、35〜60質量%が好ましく、40〜60質量%がより好ましい。磁性粉の含有量が35質量%以上であれば、画像濃度の耐久性を維持でき、カブリの発生を抑制できる。一方、磁性粉の含有量が60質量%以下であれば、画像濃度の耐久性を維持できると共に、定着性の低下を抑制できる。
The magnetic powder is preferably uniformly dispersed in the above-described binder resin in the form of fine powder having an average particle size of 0.1 to 1.0 μm, particularly 0.1 to 0.5 μm. The magnetic powder can also be used after being subjected to a surface treatment with a surface treatment agent such as a titanium coupling agent or a silane coupling agent.
The content of the magnetic powder is preferably 35 to 60% by mass and more preferably 40 to 60% by mass in 100% by mass of the toner base particles. If the content of the magnetic powder is 35% by mass or more, the durability of the image density can be maintained and the occurrence of fog can be suppressed. On the other hand, when the content of the magnetic powder is 60% by mass or less, it is possible to maintain the durability of the image density and to suppress the deterioration of the fixability.
磁性粉は、体積固有の抵抗値が1×103〜1×107Ω・cmであることが好ましく、1×103〜1×106Ω・cmであることがより好ましい。磁性粉の抵抗値が1×103Ω・cm以上であれば、トナーに十分な正帯電性を付与でき、画像濃度を維持できる。一方、磁性粉の抵抗値が1×107Ω・cm以下であれば、トナーの帯電量が必要以上に高くなるのを抑制でき、また、耐久性においてチャージアップを抑制できるので、画像濃度の低下や耐久性の悪化を防げる。 The magnetic powder preferably has a volume specific resistance value of 1 × 10 3 to 1 × 10 7 Ω · cm, and more preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 6 Ω · cm. If the resistance value of the magnetic powder is 1 × 10 3 Ω · cm or more, sufficient positive chargeability can be imparted to the toner, and the image density can be maintained. On the other hand, if the resistance value of the magnetic powder is 1 × 10 7 Ω · cm or less, it is possible to suppress the toner charge amount from becoming higher than necessary, and it is possible to suppress charge-up in durability. Prevents deterioration and deterioration of durability.
磁性粉の体積固有の抵抗値は、磁性粉の形状(球形、六面体、八面体等)を変化させたり、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、各種脂肪酸等の表面処理剤の種類や処理量を変化させたり、磁性粉の表面にスズ/アンチモン、フランシウム等からなる導電性の被覆層を形成するたりすることにより調整できる。
なお、磁性粉の体積固有の抵抗値は、アドバンテスト社製の微小電流計「R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER」を用い、1kgの荷重をかけ、印加電圧DC10Vにて求めることができる。
The volume specific resistance value of magnetic powder changes the shape of the magnetic powder (spherical, hexahedral, octahedral, etc.), and includes titanium coupling agents, silane coupling agents, aluminum coupling agents, various fatty acids, etc. It can be adjusted by changing the type and amount of the surface treatment agent or by forming a conductive coating layer made of tin / antimony, francium or the like on the surface of the magnetic powder.
In addition, the volume specific resistance value of magnetic powder can be calculated | required with the applied voltage DC10V, applying 1 kg load using the microammeter "R8340A ULTRA HIGH RESISTANCE METER" made from an Advantest company.
(トナー母粒子の調製)
トナー母粒子は、結着樹脂と必要に応じて上述した各成分とを混合し、押出機等の混練機を用いて溶融混練した後、これを冷却し、粉砕及び分級することにより得られる。この際、粉砕工程では機械式粉砕機を、分級工程では気流式分級機を用いるのが一般的であるが、これらの粉砕機や分級機の設定条件を調整することで、微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度を制御できる。例えば分級工程の場合、分級機(日鉄鉱業社製、「エルボージェット」)の分級エッジ角を変更することで粒度分布を調整でき、具体的には分級機の微粉側に分級されるゾーン(微粉ゾーン、ゾーン幅:ΔF)と、粗分側に分級されるゾーン(粗分ゾーン、ゾーン幅:ΔM)を調節して粒度分布を調整することで、微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度を制御する。より具体的には、ΔFを大きくすると、微粉粒子の個数分布の比率は低くなり、SDの値は小さくなる傾向にある。
トナー母粒子は、通常、平均粒子径が5〜10μm程度になるように、分級および粒度調整される。
(Preparation of toner base particles)
The toner base particles are obtained by mixing the binder resin and, if necessary, the above-described components, melt-kneading using a kneader such as an extruder, cooling, pulverizing and classifying. At this time, it is common to use a mechanical pulverizer in the pulverization process and an airflow classifier in the classification process, but by adjusting the setting conditions of these pulverizers and classifiers, the number distribution of fine powder particles Ratio, SD, ultrafine particle ratio, and average circularity can be controlled. For example, in the classifying process, the particle size distribution can be adjusted by changing the classifying edge angle of a classifier (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd., “Elbow Jet”). Specifically, the zone (classified to the fine powder side of the classifier ( By adjusting the particle size distribution by adjusting the fine powder zone, zone width: ΔF) and the zone classified to the coarse side (coarse zone, zone width: ΔM), the ratio of the number distribution of fine particles, SD, Controls the ratio of ultrafine particles and average circularity. More specifically, when ΔF is increased, the ratio of the number distribution of fine powder particles is decreased and the value of SD tends to be decreased.
The toner base particles are usually classified and adjusted in size so that the average particle size is about 5 to 10 μm.
<外添剤>
本発明のトナーには、上述したトナー母粒子に、外添剤が添加されてなる。外添剤を添加することで、感光体表面に付着する帯電生成物等を研磨除去できる。
外添剤としては、無機金属酸化物が挙げられる。具体的には、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等が挙げられ、中でも酸化チタンが好ましい。これら無機金属酸化物の平均粒子径は0.01〜1.0μmが好ましい。
外添剤として無機金属酸化物を添加する場合、その添加量は、トナー母粒子100質量部に対して0.5〜5.0質量部が好ましい。無機金属酸化物の添加量が0.5質量部以上であれば、感光体を十分に研磨でき、特に高温高湿環境において像流れの発生を抑制でき、画像欠陥を防げる。一方、無機金属酸化物の添加量が5.0質量部以下であれば、トナーの流動性を維持できるので、画像濃度の低下や耐久性の悪化を防げる。
<External additive>
In the toner of the present invention, an external additive is added to the toner base particles described above. By adding an external additive, charged products and the like attached to the surface of the photoreceptor can be removed by polishing.
Examples of the external additive include inorganic metal oxides. Specific examples include alumina, titanium oxide, magnesium oxide, zinc oxide, strontium titanate, and barium titanate. Among these, titanium oxide is preferable. The average particle diameter of these inorganic metal oxides is preferably 0.01 to 1.0 μm.
When an inorganic metal oxide is added as an external additive, the addition amount is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of toner base particles. When the added amount of the inorganic metal oxide is 0.5 parts by mass or more, the photoreceptor can be polished sufficiently, and the occurrence of image flow can be suppressed particularly in a high temperature and high humidity environment, thereby preventing image defects. On the other hand, if the added amount of the inorganic metal oxide is 5.0 parts by mass or less, the fluidity of the toner can be maintained, so that it is possible to prevent a decrease in image density and a deterioration in durability.
なお、無機金属酸化物の体積固有の抵抗値は、無機金属酸化物表面に酸化スズおよび酸化アンチモンからなる被覆層を形成し、形成される被覆層の厚みを変化させることや、酸化スズおよび酸化アンチモンの含有比を変更すること等により調整できる。 The volume-specific resistance value of the inorganic metal oxide is determined by forming a coating layer made of tin oxide and antimony oxide on the surface of the inorganic metal oxide and changing the thickness of the formed coating layer, It can be adjusted by changing the content ratio of antimony.
また、トナーの流動性、保存安定性、クリーニング性等を維持する目的で、上述した無機金属酸化物以外の外添剤をトナー母粒子に添加し、トナー母粒子の表面を処理してもよい。このような外添剤としては、例えばコロイダルシリカ、疎水性シリカ、炭化珪素などが挙げられる。また、これら外添剤は、必要に応じて、アミノシラン、シコーンオイル、ヘキサメチルジシラザン、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤等で表面処理をした後に、トナー母粒子に添加することもできる。これら外添剤は、上述した無機金属酸化物と併用して用いてもよい。
これら外添剤の平均粒子径は1.0μm以下が好ましい。また、添加量は、トナー母粒子100質量部に対して0.2〜10.0質量部が好ましい。
Further, for the purpose of maintaining the fluidity, storage stability, cleaning properties, etc. of the toner, an external additive other than the above-described inorganic metal oxide may be added to the toner base particles to treat the surface of the toner base particles. . Examples of such external additives include colloidal silica, hydrophobic silica, and silicon carbide. These external additives may be added to the toner base particles after surface treatment with aminosilane, chicone oil, hexamethyldisilazane, titanate coupling agent, silane coupling agent, etc., if necessary. You can also. These external additives may be used in combination with the inorganic metal oxides described above.
The average particle diameter of these external additives is preferably 1.0 μm or less. Further, the addition amount is preferably 0.2 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner base particles.
<トナーの調製>
本発明のトナーは、上述したトナー母粒子と外添剤とを乾式で撹拌混合することで得られる。撹拌混合の際は、外添剤がトナー母粒子に埋め込まれないように、ヘンシェルミキサーやナウターミキサーなどを用いて行うのが好ましい。
<Preparation of toner>
The toner of the present invention can be obtained by mixing the above-described toner base particles and the external additive in a dry manner. The stirring and mixing is preferably performed using a Henschel mixer or a Nauter mixer so that the external additive is not embedded in the toner base particles.
このようにして得られる本発明のトナーは、粒子径が4.0μm以下の粒子の個数分布の比率、および粒子径が3.0μm以下の粒子の比率、ならびに体積分布の標準偏差を規定しているので、トナーの現像性が向上すると共に、高温高湿環境でも水分の吸着を抑制できる。
また、本発明のトナーは、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いので、画像形成装置に用いたときに、現像ローラの鏡像力の増加を抑制できる。従って、現像ローラへのトナー付着を軽減できる。また、現像ローラ上でトナーが帯電凝集するのを防げるので、現像ローラ上でトナー薄層を良好に形成できる。さらに、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いことで、キャリアへのトナーの付着力も軽減できるので、長期にわたってカブリの発生やトナー飛散を抑制できる。
また、本発明のトナーは、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上であるため、感光体との接触摩擦係数の増加を抑制できるので、転写効率が向上する。
The toner of the present invention thus obtained defines the number distribution ratio of particles having a particle diameter of 4.0 μm or less, the ratio of particles having a particle diameter of 3.0 μm or less, and the standard deviation of volume distribution. Therefore, the developability of the toner is improved, and moisture adsorption can be suppressed even in a high temperature and high humidity environment.
Further, since the toner of the present invention has a very low ratio of ultrafine particles of 5.0% or less, an increase in the image power of the developing roller can be suppressed when used in an image forming apparatus. Therefore, toner adhesion to the developing roller can be reduced. Further, since the toner can be prevented from being charged and aggregated on the developing roller, the toner thin layer can be favorably formed on the developing roller. Furthermore, since the ratio of the ultrafine powder particles is as low as 5.0% or less, the adhesion force of the toner to the carrier can be reduced, so that fogging and toner scattering can be suppressed over a long period of time.
In the toner of the present invention, since the average circularity of particles having a particle diameter of 3 to 10 μm is 0.950 or more, an increase in the coefficient of contact friction with the photosensitive member can be suppressed, so that the transfer efficiency is improved.
本発明のトナーは、そのまま1成分現像剤として用いることができる。特に、トナー母粒子に磁性粉を含有させれば磁性トナーが得られるため、磁性1成分現像剤として用いることができる。
また、本発明のトナーとキャリアとを混合し、2成分現像剤として用いることができる。特に、磁性粉を含有しないトナー母粒子を用いたトナーは非磁性トナーであるため、非磁性2成分現像剤として用いることができる。その際、キャリアとしては磁性キャリアを用いるのがよい。
The toner of the present invention can be used as it is as a one-component developer. In particular, a magnetic toner can be obtained if the toner base particles contain magnetic powder, and therefore can be used as a magnetic one-component developer.
Further, the toner of the present invention and a carrier can be mixed and used as a two-component developer. In particular, a toner using toner base particles that do not contain magnetic powder is a non-magnetic toner and can therefore be used as a non-magnetic two-component developer. At that time, it is preferable to use a magnetic carrier as the carrier.
磁性キャリアとしては、キャリアコア材が表面コート剤で表面処理されたものが挙げられる。
キャリアコア材としては、例えば鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属およびそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物、およびそれらの混合物等の磁性体材料を焼結およびアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子の表面を樹脂被覆したものなどが挙げられる。
一方、表面コート剤としては、フッ素系結着樹脂が好ましく、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
Examples of the magnetic carrier include a carrier core material whose surface is treated with a surface coating agent.
Carrier core materials include, for example, magnetic metals such as iron, nickel, cobalt and their alloys, or alloys containing rare earths, hematite, magnetite, manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, manganese-magnesium Resin the surface of magnetic particles produced by sintering and atomizing magnetic materials such as ferrite, soft ferrites such as lithium ferrite, iron-based oxides such as copper-zinc ferrite, and mixtures thereof. The thing etc. which were coat | covered are mentioned.
On the other hand, the surface coating agent is preferably a fluorine-based binder resin, and specific examples thereof include polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, and polyvinylidene fluoride.
キャリアの粒子径は、通常、電子顕微鏡法による粒径で表して、20〜200μmが好ましく、30〜150μmがより好ましい。
また、キャリアの見掛け密度は、磁性材料を主体とする場合は、磁性体の組成や表面構造等によっても相違するが、一般に、2.4〜3.0g/cm3が好ましい。
The particle diameter of the carrier is usually 20 to 200 μm, more preferably 30 to 150 μm, expressed as a particle diameter by electron microscopy.
Further, the apparent density of the carrier is preferably 2.4 to 3.0 g / cm 3 in general when it is mainly composed of a magnetic material, although it varies depending on the composition of the magnetic material and the surface structure.
本発明のトナーを2成分現像剤として用いる場合、トナーの含有量は、2成分現像剤100質量%中、1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましい。トナーの含有量が1質量%以上であれば、適度な画像濃度を維持できる。一方、トナーの含有量が20質量%以下であれば、現像装置内におけるトナー飛散の発生を抑制でき、機内の汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着するのを防げる。 When the toner of the present invention is used as a two-component developer, the toner content is preferably 1 to 20% by mass and more preferably 3 to 15% by mass in 100% by mass of the two-component developer. When the toner content is 1% by mass or more, an appropriate image density can be maintained. On the other hand, when the toner content is 20% by mass or less, the occurrence of toner scattering in the developing device can be suppressed, and the toner can be prevented from adhering to background portions such as dirt in the apparatus and transfer paper.
上述したように、本発明のトナーは、1成分現像剤、または2成分現像剤として好適に使用できる。また、本発明のトナーは、感光体として有機感光体を搭載した一般の画像形成装置において好適に使用できるが、その特性から、非磁性2成分現像剤として用いる場合には接触型の現像方式を採用した画像形成装置はもちろんのこと、非接触型の現像方式であるタッチダウン現像方式を採用した画像形成装置の使用に特に適している。また磁性1成分現像剤として用いる場合には非接触型の現像方式である1成分ジャンピング現像方式を採用した画像形成装置の使用に特に適している。 As described above, the toner of the present invention can be suitably used as a one-component developer or a two-component developer. The toner of the present invention can be suitably used in a general image forming apparatus equipped with an organic photoreceptor as a photoreceptor. However, due to its characteristics, a contact-type development system is used when used as a non-magnetic two-component developer. It is particularly suitable for use with an image forming apparatus that employs a touch-down developing system, which is a non-contact developing system, as well as the employed image forming apparatus. Further, when used as a magnetic one-component developer, it is particularly suitable for use in an image forming apparatus employing a one-component jumping development method which is a non-contact type development method.
タッチダウン現像方式を採用した画像形成装置は、非磁性2成分現像剤を撹拌し、表面に非磁性2成分現像剤の穂立ちを形成する磁気ローラと、穂立ちした非磁性2成分現像剤と接して、表面に非磁性トナーの薄層を形成する現像ローラと、該現像ローラから一定の間隔をあけて設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備えている。
なお、タッチダウン現像方式とは、「磁気ローラの表面に形成された非磁性2成分現像剤の穂立ちと接触することで、磁気ローラから現像ローラの表面に非磁性トナーのみを転移させて、現像ローラの表面に非磁性トナーの薄層を形成させ、静電潜像が形成された有機感光体の表面に、前記薄層から非磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する方式」のことである。
An image forming apparatus that employs a touch-down development method includes a magnetic roller that stirs a non-magnetic two-component developer to form spikes of the non-magnetic two-component developer on the surface, and a spiked non-magnetic two-component developer. In contact therewith, a developing roller for forming a thin layer of non-magnetic toner on the surface, and an organic photoreceptor provided on the surface with an electrostatic latent image formed at a certain distance from the developing roller.
The touch-down development method means that “only the non-magnetic toner is transferred from the magnetic roller to the surface of the developing roller by contacting the spikes of the non-magnetic two-component developer formed on the surface of the magnetic roller. A thin layer of non-magnetic toner is formed on the surface of the developing roller, and the non-magnetic toner is allowed to fly from the thin layer onto the surface of the organic photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed. "Development method".
本発明のトナーは、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いので、画像形成装置に用いたときに、現像ローラの鏡像力の増加を抑制できる。従って、現像ローラへのトナー付着を軽減できる。従って、本発明によれば、タッチダウン現像方式を採用した画像形成装置において、現像ローラ上の残留トナーを効率よく磁気ローラへ回収できるので、現像ローラへのトナー付着を抑制でき、画像濃度の低下を抑制できる。また、本発明は、小型化の画像形成装置にも対応できる。 Since the toner of the present invention has a very low ratio of ultrafine particles of 5.0% or less, an increase in the image power of the developing roller can be suppressed when used in an image forming apparatus. Therefore, toner adhesion to the developing roller can be reduced. Therefore, according to the present invention, in the image forming apparatus adopting the touch-down development method, the residual toner on the developing roller can be efficiently collected on the magnetic roller, so that the toner adhesion to the developing roller can be suppressed and the image density is lowered. Can be suppressed. The present invention can also be applied to a downsized image forming apparatus.
接触型の現像方式を採用した画像形成装置は、非磁性2成分現像剤を撹拌し、表面に該現像剤の穂立ちを形成する現像ローラと、該現像ローラに対向して設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備えている。
なお、接触型の現像方式とは、「現像ローラの表面に形成された非磁性2成分現像剤の穂立ちに、静電潜像が形成された有機感光体を接触させ、有機感光体表面に非磁性トナーを転移させて、静電潜像をトナー像として現像する方式」のことである。
An image forming apparatus that employs a contact-type developing system is provided with a developing roller that stirs a non-magnetic two-component developer and forms a spike of the developer on the surface, and is opposed to the developing roller. And an organic photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed.
Note that the contact-type development method means that “an organic photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed is brought into contact with the head of the nonmagnetic two-component developer formed on the surface of the developing roller, and the surface of the organic photoreceptor is contacted. A system in which non-magnetic toner is transferred and an electrostatic latent image is developed as a toner image ”.
接触型の現像方式の場合、感光体へのトナー成分、キャリア等の付着や磁気ブラシ等による感光体の損傷が問題となる場合があるが、本発明のトナーは、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上であるため、適度な研磨性を発揮できる。従って、感光体から被転写体へ転写されずに残留する非磁性トナーを回収する際に、回収されたトナーを利用して感光体表面を研磨して、感光体に付着したトナー成分、キャリア等を容易に除去できる。 In the case of the contact-type development method, there are cases where adhesion of toner components, carriers, etc. to the photoreceptor and damage to the photoreceptor due to a magnetic brush, etc. may be a problem, but the toner of the present invention has a particle diameter of 3-10 μm. Since the average circularity of the particles is 0.950 or more, an appropriate polishing property can be exhibited. Therefore, when recovering non-magnetic toner that remains without being transferred from the photosensitive member to the transfer target, the surface of the photosensitive member is polished by using the recovered toner, and toner components, carriers, etc. attached to the photosensitive member Can be easily removed.
磁性1成分ジャンピング現像方式を採用した画像形成装置は、内部に磁石ローラを内蔵したスリーブを表面に有し、表面に磁性トナーの薄層を形成する現像ローラと、該現像ローラから一定の間隔をあけて設けられ、表面に静電潜像が形成される有機感光体とを備えている。
なお、磁性1成分ジャンピング現像方式とは、「磁力を有する現像ローラの表面に、磁性トナーの薄層を形成させ、静電潜像が形成された有機感光体の表面に、前記薄層から磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する方式」のことである。
An image forming apparatus adopting a magnetic one-component jumping development system has a sleeve having a magnet roller built in on the surface thereof, a developing roller for forming a thin layer of magnetic toner on the surface, and a constant distance from the developing roller. And an organic photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed.
The magnetic one-component jumping development method is “a thin layer of magnetic toner is formed on the surface of a developing roller having magnetic force, and the magnetic layer is magnetically formed on the surface of the organic photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed. This is a system that develops an electrostatic latent image as a toner image by flying toner.
本発明のトナーは、超微粉粒子の比率が5.0%以下と極めて低いので、超微粉粒子の影響を軽減でき、トナーのチャージアップ現象を抑制でき、現像ローラ上でトナーが帯電凝集するのを防げる。従って、現像ローラ上でトナー薄層を良好に形成できる。従って、本発明によれば、磁性1成分ジャンピング現像方式を採用した画像形成装置において、トナー薄層形成の長期安定性を確保できるので、長期にわたって安定した画像を形成でき、高解像度、高画質、高耐久性の要求を満足できる。また、本発明は、小型化の画像形成装置にも対応できる。 In the toner of the present invention, the ratio of the ultrafine particles is as low as 5.0% or less, so the influence of the ultrafine particles can be reduced, the charge-up phenomenon of the toner can be suppressed, and the toner is charged and aggregated on the developing roller. Can be prevented. Therefore, a thin toner layer can be satisfactorily formed on the developing roller. Therefore, according to the present invention, since the long-term stability of the toner thin layer formation can be secured in the image forming apparatus adopting the magnetic one-component jumping development system, a stable image can be formed over a long period of time, and the high resolution, high image quality, It can satisfy the demand for high durability. The present invention can also be applied to a downsized image forming apparatus.
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、タッチダウン現像方式、接触型の現像方式、または磁性1成分ジャンピング現像方式により画像を形成することを特徴とする。これらの画像形成方法においては、画像形成装置として、上述したタッチダウン現像方式、接触型の現像方式、または磁性1成分ジャンピング現像方式を採用した画像形成装置を使用する。
[Image forming method]
The image forming method of the present invention is characterized in that an image is formed by a touch-down developing method, a contact developing method, or a magnetic one-component jumping developing method. In these image forming methods, as the image forming apparatus, an image forming apparatus adopting the above-described touch-down developing method, contact-type developing method, or magnetic one-component jumping developing method is used.
<タッチダウン現像方式>
タッチダウン現像方式による画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程とを有する。また、この画像形成方法では、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアからなる非磁性2成分現像剤を使用し、非磁性トナーとして本発明のトナーを用いる。また、磁性キャリアとしては、上述したキャリアが挙げられる。
帯電工程は、有機感光体の表面を帯電させる工程である。
露光工程は、有機感光体の表面を露光して、静電潜像を形成する工程である。
現像工程は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して磁気ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、穂立ちした現像剤と接して現像ローラの表面に非磁性トナーの薄層を形成し、該薄層から有機感光体の表面に非磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する工程である。
転写工程は、トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する工程である。
<Touchdown development method>
The image forming method using the touch-down development method includes a charging process, an exposure process, a development process, and a transfer process. In this image forming method, a nonmagnetic two-component developer composed of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is used as the developer, and the toner of the present invention is used as the nonmagnetic toner. Moreover, the carrier mentioned above is mentioned as a magnetic carrier.
The charging step is a step of charging the surface of the organic photoreceptor.
The exposure step is a step of exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image.
In the developing process, a developer consisting of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is agitated to form developer spikes on the surface of the magnetic roller, and in contact with the spiked developer, a non-magnetic toner thin film is formed on the surface of the developer roller. In this step, a non-magnetic toner is ejected from the thin layer onto the surface of the organic photoreceptor to develop the electrostatic latent image as a toner image.
The transfer step is a step of transferring the toner image from the organic photoreceptor to the transfer target.
従来、2成分現像剤を用いる2成分現像方式の場合、初期の段階では比較的安定して高画質な画像を形成することが可能であるが、長期にわたる使用の結果、現像ローラにトナーが付着して画像濃度が低下したり、キャリアにトナーが付着してカブリが発生したりして、高画質な画像が得られにくくなることがあった。特に、タッチダウン現像方式の場合、現像ローラ上に残留するトナーを磁気ローラへ回収することが困難であった。 Conventionally, in the case of a two-component developing method using a two-component developer, it is possible to form a relatively high-quality image at a relatively early stage, but as a result of long-term use, toner adheres to the developing roller. As a result, the image density may decrease, or the toner may adhere to the carrier and fogging may occur, making it difficult to obtain a high-quality image. In particular, in the case of the touch-down development method, it is difficult to collect the toner remaining on the developing roller to the magnetic roller.
しかし、本発明であれば、微粉粒子の個数分布の比率が8.0%以下であり、SDが1.25以下であるトナーを用いるので、耐刷においても現像性を良好に維持でき、画像濃度の低下を抑制できる。また、超微粉粒子の比率が5.0%以下であるトナーを用いるので、現像ローラの鏡像力の増加を抑制でき、現像ローラへのトナーの付着を軽減できる。従って、現像ローラ上の残留トナーを効率よく磁気ローラへ回収できるので、現像ローラへのトナー付着を抑制でき、画像濃度の低下を抑制できる。さらに、キャリアへのトナーの付着を軽減できるので、カブリの発生を抑制できる。 However, according to the present invention, a toner having a fine powder particle number distribution ratio of 8.0% or less and an SD of 1.25 or less can be used. The decrease in concentration can be suppressed. Further, since the toner having the ultrafine particle ratio of 5.0% or less is used, an increase in the mirror image force of the developing roller can be suppressed, and the adhesion of the toner to the developing roller can be reduced. Therefore, since the residual toner on the developing roller can be efficiently collected on the magnetic roller, toner adhesion to the developing roller can be suppressed, and a decrease in image density can be suppressed. Further, since the adhesion of the toner to the carrier can be reduced, the occurrence of fog can be suppressed.
<接触型の現像方式>
接触型の現像方式による画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程とを有する。また、この画像形成方法では、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアからなる非磁性2成分現像剤を使用し、非磁性トナーとして本発明のトナーを用いる。また、磁性キャリアとしては、上述したキャリアが挙げられる。
帯電工程、露光工程、および転写工程は、タッチダウン現像方式による画像形成方法の場合と同様である。
現像工程は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して現像ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、現像剤の穂立ちに有機感光体を接触させて静電潜像をトナー像として現像する工程である。
<Contact development system>
An image forming method using a contact-type development method includes a charging step, an exposure step, a development step, and a transfer step. In this image forming method, a nonmagnetic two-component developer composed of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier is used as the developer, and the toner of the present invention is used as the nonmagnetic toner. Moreover, the carrier mentioned above is mentioned as a magnetic carrier.
The charging process, the exposure process, and the transfer process are the same as those in the image forming method using the touch-down development method.
In the development process, a developer consisting of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is agitated to form developer spikes on the surface of the developing roller, and an organic photoreceptor is brought into contact with the developer spikes to form an electrostatic latent image. This is a step of developing as a toner image.
接触型の現像方式の場合、感光体へのトナー成分、キャリア等の付着や磁気ブラシ等による感光体の損傷が問題となる場合がある。
しかし、本発明であれば、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上であるトナーを用いるので、感光体から被転写体へ転写されずに残留する非磁性トナーを回収する際に、回収されたトナーを利用して感光体表面を研磨して、感光体に付着したトナー成分、キャリア等を容易に除去できる。
In the case of the contact-type development method, adhesion of toner components and carriers to the photoconductor and damage to the photoconductor due to a magnetic brush or the like may be a problem.
However, according to the present invention, toner having a particle diameter of 3 to 10 μm and an average circularity of 0.950 or more is used, so that the nonmagnetic toner remaining without being transferred from the photosensitive member to the transfer target is recovered. At this time, the surface of the photoconductor is polished using the collected toner, and the toner component, carrier, and the like attached to the photoconductor can be easily removed.
<磁性1成分ジャンピング現像方式>
磁性1成分ジャンピング現像方式による画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程とを有する。この画像形成方法では、現像剤として磁性トナーからなる磁性1成分現像剤を使用し、磁性トナーとして本発明のトナーを用いる。
帯電工程、露光工程、および転写工程は、タッチダウン現像方式による画像形成方法の場合と同様である。
現像工程は、現像ローラの表面に磁性トナーの薄層を形成し、該薄層から有機感光体の表面に磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する工程である。
<Magnetic single component jumping development method>
An image forming method using a magnetic one-component jumping development method includes a charging step, an exposure step, a development step, and a transfer step. In this image forming method, a magnetic one-component developer composed of a magnetic toner is used as a developer, and the toner of the present invention is used as a magnetic toner.
The charging process, the exposure process, and the transfer process are the same as those in the image forming method using the touch-down development method.
The developing step is a step in which a thin layer of magnetic toner is formed on the surface of the developing roller, the magnetic toner is ejected from the thin layer onto the surface of the organic photoreceptor, and the electrostatic latent image is developed as a toner image.
また、磁性1成分ジャンピング現像方式による画像形成方法においては、現像ローラとして、表面における十点平均粗さ(Rz)が2.0〜8.0μmであるスリーブを有する現像ローラを用いるのが好ましい。Rzが2.0μm以上であれば、トナー搬送力の低下を抑制できるので、適度な画像濃度を維持できる。一方、Rzが8.0μm以下であれば、高画質な画像を形成できると共に、スリーブ表面の突起部から有機感光体へのリーク発生を抑制できるので、黒点の発生を防止し、画像品質を維持できる。
Rzは、小坂研究所社製の表面粗さ測定器「サーフコーダSE−30D」を用いて測定することができる。
In the image forming method using the magnetic one-component jumping development method, it is preferable to use a developing roller having a sleeve having a ten-point average roughness (Rz) of 2.0 to 8.0 μm on the surface as the developing roller. If Rz is 2.0 μm or more, a decrease in toner conveying force can be suppressed, and an appropriate image density can be maintained. On the other hand, if Rz is 8.0 μm or less, a high-quality image can be formed and leakage from the protrusion on the sleeve surface to the organic photoconductor can be suppressed, thereby preventing black spots and maintaining image quality. it can.
Rz can be measured using a surface roughness measuring instrument “Surfcoder SE-30D” manufactured by Kosaka Laboratory.
スリーブに用いる材質としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼(SUS)等を用いることができる。高耐久性を考慮する場合、スリーブ材質としてSUSを使用することが好ましく、具体的には「SUS303」、「SUS304」、「SUS305」、「SUS316」等が挙げられる。また、磁性が弱く、かつ加工しやすい点で、「SUS305」を使用することがより好ましい。 As a material used for the sleeve, for example, aluminum, stainless steel (SUS), or the like can be used. In consideration of high durability, it is preferable to use SUS as a sleeve material, and specifically, “SUS303”, “SUS304”, “SUS305”, “SUS316”, and the like can be given. In addition, it is more preferable to use “SUS305” because it is weak in magnetism and easy to process.
従来、磁性1成分ジャンピング現像方式の場合、特に高速機や小型機などでは、現像ローラ上へのトナー薄層形成の長期安定性を確保することが困難であった。そのため、現像ローラ上のトナー薄層に乱れが生じたり、縦筋状にトナー薄層抜けが発生したりするなどの不具合が生じ、長期にわたって安定した画像が得られにくかった。 Conventionally, in the case of the magnetic one-component jumping development method, it has been difficult to ensure long-term stability of the toner thin layer formation on the developing roller, particularly in a high-speed machine or a small machine. For this reason, problems such as disturbance of the toner thin layer on the developing roller and occurrence of toner thin layer omission in the form of vertical streaks occur, making it difficult to obtain a stable image over a long period of time.
しかし、本発明であれば、微粉粒子の個数分布の比率が8.0%以下であり、SDが1.25以下であるトナーを用いるので、耐刷においても現像性を良好に維持でき、画像濃度の低下を抑制できる。また、超微粉粒子の比率が5.0%以下であるトナーを用いるので、超微粉粒子の影響を軽減でき、トナーのチャージアップ現象を抑制でき、現像ローラ上でトナーが帯電凝集するのを防げる。従って、現像ローラ上でトナー薄層を良好に形成できる。従って、トナー薄層形成の長期安定性を確保できるので、長期にわたって安定した画像を形成でき、高解像度、高画質、高耐久性の要求を満足できる。 However, according to the present invention, a toner having a fine powder particle number distribution ratio of 8.0% or less and an SD of 1.25 or less can be used. The decrease in concentration can be suppressed. In addition, since the toner having a ratio of the ultrafine particles of 5.0% or less is used, the influence of the ultrafine particles can be reduced, the toner charge-up phenomenon can be suppressed, and the toner can be prevented from being charged and aggregated on the developing roller. . Therefore, a thin toner layer can be satisfactorily formed on the developing roller. Therefore, since long-term stability of toner thin layer formation can be ensured, a stable image can be formed over a long period of time, and the requirements for high resolution, high image quality, and high durability can be satisfied.
以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to a following example.
[実施例1−1]
<ポリエステル系樹脂の調製>
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物1,960g、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物780g、ドデセニル無水コハク酸257g、テレフタル酸770gの原料モノマー、および酸化ジブチル錫4gを窒素雰囲気下、235℃で8時間かけて反応させた後、さらに8.3kPaにて1時間反応させた。さらに、180℃で無水トリメリット酸を所望の酸価になるように反応系に添加し、10℃/時間の速度で210℃まで昇温し、反応させ、ポリエステル系樹脂を得た。
[Example 1-1]
<Preparation of polyester resin>
1,960 g of propylene oxide adduct of bisphenol A, 780 g of ethylene oxide adduct of bisphenol A, 257 g of dodecenyl succinic anhydride, 770 g of terephthalic acid, and 4 g of dibutyltin oxide in a nitrogen atmosphere at 235 ° C. over 8 hours After reacting, it was further reacted at 8.3 kPa for 1 hour. Furthermore, trimellitic anhydride was added to the reaction system at 180 ° C. so as to have a desired acid value, and the temperature was raised to 210 ° C. at a rate of 10 ° C./hour to cause reaction to obtain a polyester resin.
<非磁性トナーの製造>
結着樹脂として先に調製したポリエステル系樹脂100質量部と、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学社製、「MA100」)5質量部と、電荷制御剤として4級アンモニウム塩(オリエント化学工業社製、「ボントロンP−51」)2質量部と、離型剤としてカルナバワックス(加藤洋行社製、「カルナバワックス1号」)5質量部とをヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合した後、2軸混練機(東芝機械社製)にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミル(ホソカワミクロン社製)にて粗粉砕した。その後、機械式粉砕機(ターボ工業社製、「ターボミル」)にて微粉砕したものを気流式分級機(日鉄鉱業社製、「エルボージェット」)にて分級し、体積平均粒子径(D50)6.8μmのトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子に、外添剤として疎水性シリカ(日本アエロジル社製、「REA200」)と酸化チタン(チタン工業社製、「EC−100」)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて、回転速度30m/秒、混合時間5分の条件で撹拌混合し、ブラックトナー(非磁性トナー)を得た。なお、各外添剤の添加量は、トナー100質量%中、疎水性シリカが1.8質量%、酸化チタンが1.0質量%となるようにした。
<Manufacture of non-magnetic toner>
100 parts by mass of a polyester resin prepared as a binder resin, 5 parts by mass of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “MA100”) as a colorant, and a quaternary ammonium salt (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.) as a charge control agent , "Bontron P-51") and 2 parts by mass of Carnauba wax (manufactured by Kato Yoko Co., "Carnauba wax No. 1") as a release agent were mixed with a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.) The mixture was melt kneaded with a twin-screw kneader (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), cooled, and coarsely pulverized with a hammer mill (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). Thereafter, the finely pulverized product by a mechanical pulverizer (Turbo Kogyo Co., “Turbo Mill”) is classified by an airflow classifier (Nittetsu Mining Co., “Elbow Jet”), and the volume average particle size (D50 ) Toner mother particles of 6.8 μm were obtained.
Hydrophobic silica (“REA200” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and titanium oxide (“EC-100” manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) as external additives are added to the obtained toner base particles, and a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.) is added. The mixture was stirred and mixed under the conditions of a rotational speed of 30 m / sec and a mixing time of 5 minutes to obtain a black toner (non-magnetic toner). The amount of each external additive added was 1.8% by mass for hydrophobic silica and 1.0% by mass for titanium oxide in 100% by mass of the toner.
<測定・評価>
(トナー母粒子の体積平均粒子径の測定)
ベックマンコールター社製の粒度分布測定装置「コールターカウンターマルチマイザー3」を使用して、電解液としてベックマンコールター社製のアイソトンIIを用い、アパーチャ径として100μmアパーチャを用いて、トナー母粒子の粒度分布(体積分布)を測定した。
具体的には、電解液100gに界面活性剤(7質量%アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム)を10g添加した溶液中に、測定試料(トナー母粒子)を10mg加え、超音波分散器にて分散処理を行い、測定試料が分散した溶液を粒度分布測定装置にて測定して、試料粒径の体積分布を得た。得られた体積分布からトナー母粒子の体積平均粒子径(D50)を求めた。結果を表1に示す。
<Measurement / Evaluation>
(Measurement of volume average particle diameter of toner base particles)
Using a Beckman Coulter particle size distribution measuring device “Coulter Counter Multimizer 3”, using Beckman Coulter's Isoton II as the electrolyte, and using a 100 μm aperture as the aperture diameter, the particle size distribution of the toner base particles ( Volume distribution) was measured.
Specifically, 10 mg of a measurement sample (toner mother particles) is added to a solution obtained by adding 10 g of a surfactant (7 mass% sodium alkyl ether sulfate) to 100 g of an electrolytic solution, and the dispersion treatment is performed using an ultrasonic disperser. The solution in which the measurement sample was dispersed was measured with a particle size distribution measuring device to obtain a volume distribution of the sample particle size. From the obtained volume distribution, the volume average particle diameter (D50) of the toner base particles was determined. The results are shown in Table 1.
(微粉粒子の個数分布の比率の測定)
トナー母粒子の体積平均粒子径の測定と同様にして、粒度分布測定装置を使用し、測定試料としてブラックトナー10mgを用いて、ブラックトナーの粒度分布(個数分布)を測定した。得られた個数分布から粒子径が4.0μm以下の粒子の比率を求めた。結果を表1に示す。
(Measurement of the number distribution ratio of fine particles)
In the same manner as the measurement of the volume average particle diameter of the toner base particles, the particle size distribution (number distribution) of the black toner was measured using a particle size distribution measuring apparatus and using 10 mg of black toner as a measurement sample. The ratio of particles having a particle size of 4.0 μm or less was determined from the obtained number distribution. The results are shown in Table 1.
(SDの測定)
トナー母粒子の体積平均粒子径の測定と同様にして、粒度分布測定装置を使用し、測定試料としてブラックトナー10mgを用いて、ブラックトナーの粒度分布(体積分布)を測定した。得られた体積分布からブラックトナーのSDを求めた。結果を表1に示す。
(Measurement of SD)
In the same manner as the measurement of the volume average particle diameter of the toner base particles, the particle size distribution (volume distribution) of the black toner was measured using a particle size distribution measuring apparatus and using 10 mg of black toner as a measurement sample. The SD of the black toner was determined from the obtained volume distribution. The results are shown in Table 1.
(超微粉粒子の比率の測定)
走査型電子顕微鏡により拡大撮影したブラックトナーの写真と、さらに走査型電子顕微鏡に付属しているX線マイクロアナライザー(XMA)などの元素分析によってマッピングされたブラックトナーの写真とを対照し、1視野に観察される外添処理トナーの個数を測定して、粒子径が3.0μm以下と測定される超微粉粒子の個数をカウントした。ランダムに選択した外添処理トナー1000個について観察し、粒子径が3.0μm以下の超微粉粒子の個数をカウントして、超微粉粒子の比率を求めた。なお、マッピングされたブラックトナーのうち、外添剤と思われる粒子はカウントしないものとする。結果を表1に示す。
(Measurement of the ratio of ultrafine particles)
One field of view comparing a black toner photograph magnified by a scanning electron microscope with a black toner photograph mapped by elemental analysis such as an X-ray microanalyzer (XMA) attached to the scanning electron microscope. The number of externally treated toner observed in the above was measured, and the number of ultrafine particles measured with a particle size of 3.0 μm or less was counted. Observation was conducted on 1000 randomly selected externally added toners, and the number of ultrafine particles having a particle size of 3.0 μm or less was counted to determine the ratio of the ultrafine particles. It is assumed that particles that are considered to be external additives among the mapped black toner are not counted. The results are shown in Table 1.
(平均円形度の測定)
シスメックス社製のフロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」を使用して、温度23℃、湿度60RH%の環境下で、円相当径0.60〜400μmの範囲内の粒子について測定した。次いで、測定された粒子の円形度を下記式(1)より求め、さらに、円相当径3〜10μmの粒子において、円形度の総和を全粒子数で除した値を円形度とした。1000個の粒子について測定を行い、算出した値を平均円形度とした。結果を表1に示す。
円形度=粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長/粒子の投影像の周囲長 ・・・(1)
(Measurement of average circularity)
Using a flow particle image analyzer “FPIA-3000” manufactured by Sysmex Corporation, measurement was performed on particles in a range of an equivalent circle diameter of 0.60 to 400 μm in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60 RH%. Next, the circularity of the measured particles was obtained from the following formula (1), and the value obtained by dividing the sum of the circularity by the total number of particles in the particles having an equivalent circle diameter of 3 to 10 μm was defined as the circularity. Measurement was performed on 1000 particles, and the calculated value was defined as the average circularity. The results are shown in Table 1.
Circularity = perimeter of a circle having the same projected area as the particle image / perimeter of the projected image of the particle (1)
(画像濃度の測定)
ブラックトナーとキャリア(パウダーテック社製、「フェライトキャリア」、平均粒子径:35μm)を混合して、非磁性2成分現像剤を調製した。トナー(T)とキャリア(C)の質量比は、T:C=1:10となるようにした。
得られた非磁性2成分現像剤を、タッチダウン現像方式を採用した、有機感光体搭載の評価機(京セラミタ社製、「FS−C5016」)にセットし、評価機の電源を入れ安定直後のソリッド画像(印字率100%のベタ画像)を出力し、これを初期画像とした。
ついで、印字率4%原稿で5000枚出力した後のソリッド画像(印字率100%のベタ画像)を出力し、これを耐刷画像とした。
初期画像と耐刷画像のソリッド画像について、マクベス反射濃度計(グレタグマクベス社製、「RD−914」)を用いて、それぞれ画像濃度(ID)を測定した。結果を表2に示す。
(Measurement of image density)
A black toner and a carrier (“Ferrite Carrier”, manufactured by Powdertech Co., Ltd., average particle size: 35 μm) were mixed to prepare a nonmagnetic two-component developer. The mass ratio of the toner (T) and the carrier (C) was T: C = 1: 10.
The obtained non-magnetic two-component developer is set in an organic photoconductor-mounted evaluation machine (“FS-C5016” manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd.) that employs a touch-down development method. A solid image (solid image with a printing rate of 100%) was output and used as an initial image.
Next, a solid image (solid image with a printing rate of 100%) after outputting 5000 sheets of a document with a printing rate of 4% was output, and this was used as a printing-resistant image.
The image density (ID) of each of the initial image and the solid image of the printing durability image was measured using a Macbeth reflection densitometer (manufactured by Gretag Macbeth, “RD-914”). The results are shown in Table 2.
(転写性の評価)
画像濃度の測定と同様にして、得られた非磁性2成分現像剤を評価機にセットし、評価機の電源を入れ安定直後の画像(細線画像)を出力した。
得られた細線画像について、細線中の中抜け具合をルーペで目視観察し、以下の評価基準にて評価した。結果を表2に示す。
5:中抜けが発生していない。
4:中抜けが非常に軽微に発生している。
3:中抜けが多く発生している。
2:中抜けが顕著に発生している。
1:中抜けが広範囲にわたって顕著に発生している。
(Evaluation of transferability)
In the same manner as the measurement of image density, the obtained non-magnetic two-component developer was set in an evaluation machine, the evaluation machine was turned on, and an image immediately after stabilization (thin line image) was output.
The obtained thin line image was visually observed with a magnifying glass for the void in the thin line and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
5: No void has occurred.
4: The void is very slight.
3: Many voids occur.
2: The void is remarkably generated.
1: The void is remarkably generated over a wide range.
(高温高湿環境(H/H環境)におけるカブリの評価)
評価機を高温高湿環境(温度:35℃、湿度:85RH%)に一晩放置した以外は、画像濃度の測定と同様にして、得られた非磁性2成分現像剤を評価機にセットし、評価機の電源を入れ安定直後のソリッド画像(印字率100%のベタ画像)を出力した。
得られたソリッド画像について、カブリの発生具合を目視観察し、以下の評価基準にて評価した。結果を表2に示す。
5:カブリが発生せず、画像品質が良好である。
4:カブリが非常に軽微に発生しているが、画像品質は良好である。
3:カブリが多く発生し、画像品質に影響がある。
2:カブリが顕著に発生し、画像品質に影響があり、問題となるレベルである。
1:カブリが広範囲にわたって顕著に発生し、画像品質としては問題となるレベルであり、実使用に耐えない。
(Evaluation of fog in high temperature and high humidity environment (H / H environment))
The obtained non-magnetic two-component developer is set in the evaluation machine in the same manner as the image density measurement except that the evaluation machine is left in a high temperature and high humidity environment (temperature: 35 ° C., humidity: 85 RH%) overnight. The evaluation machine was turned on and a solid image immediately after stabilization (solid image with a printing rate of 100%) was output.
The resulting solid image was visually observed for occurrence of fog and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
5: No fog occurs and the image quality is good.
4: Fog is very slight, but the image quality is good.
3: A lot of fog occurs and the image quality is affected.
2: Fog is noticeably generated and the image quality is affected, which is a problem level.
1: Fog is remarkably generated over a wide range, which is a problem level as image quality, and cannot be used in actual use.
(画像品質の評価)
画像濃度の測定と同様にして、得られた非磁性2成分現像剤を評価機にセットし、印字率4%原稿で5000枚出力した後、ベタ画像・50%ハーフ画像を出力した。その後の現像ローラの状態、およびベタ画像・50%ハーフ画像について目視にて観察し、以下の評価基準にて評価した。結果を表2に示す。
5:現像ローラ上にトナーが付着せず、ベタ画像・50%ハーフ画像共に良好である。
4:現像ローラ上にトナーがわずかに付着しているが、ベタ画像・50%ハーフ画像共に良好である。
3:現像ローラ上にトナーが多く付着しており、ベタ画像・50%ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損(スリーブ層ムラ)が発生している。
2:現像ローラ上にトナーが多く付着しており、ベタ画像・50%ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損(スリーブ層ムラ)が多く発生し、かつ、耐刷の途中で現像ローラへのトナーの付着が発生し、問題となるレベルである。
1:現像ローラ上にトナーが多く付着しており、ベタ画像・50%ハーフ画像にスリーブローラピッチによる画像欠損(スリーブ層ムラ)が多く発生し、かつ、耐刷の初期から現像ローラへのトナーの付着が発生し、問題となるレベルであり実使用に耐えない。
(Evaluation of image quality)
In the same manner as the measurement of image density, the obtained non-magnetic two-component developer was set in an evaluation machine, and after outputting 5000 sheets of a 4% printing original, a solid image and a 50% half image were output. Thereafter, the state of the developing roller and the solid image / 50% half image were visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
5: No toner adheres to the developing roller, and both solid images and 50% half images are good.
4: Toner is slightly adhered on the developing roller, but both solid image and 50% half image are good.
3: A lot of toner adheres on the developing roller, and an image defect (sleeve layer unevenness) occurs due to the sleeve roller pitch in the solid image and 50% half image.
2: A large amount of toner adheres to the developing roller, a large amount of image defects (sleeve layer unevenness) occur due to the sleeve roller pitch in the solid image and 50% half image, and the toner on the developing roller during printing durability This is a problem level.
1: A large amount of toner adheres to the developing roller, and image defects (sleeve layer unevenness) occur due to the sleeve roller pitch in the solid image and 50% half image, and the toner on the developing roller from the initial stage of printing durability This is a problem level and cannot withstand actual use.
[実施例1−2〜1−4、比較例1−1〜1−5]
トナー母粒子の体積平均粒子径(D50)、微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度が表1に示す値になるように、粉砕工程での機械式粉砕機、および分級工程での気流式分級機の条件を変更した以外は、実施例1−1と同様にして、ブラックトナーを製造し、各測定および評価を行った。結果を表2に示す。
[Examples 1-2 to 1-4, Comparative Examples 1-1 to 1-5]
A mechanical pulverizer in the pulverizing step so that the volume average particle diameter (D50) of toner base particles, the number distribution ratio of fine particles, SD, the ratio of ultrafine particles, and the average circularity are the values shown in Table 1. A black toner was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the conditions of the airflow classifier in the classification step were changed, and each measurement and evaluation were performed. The results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、各実施例で得られたブラックトナーは、5000枚の印刷(耐刷)を行っても、画像濃度に殆ど変化がなく、画像濃度の低下を抑制できた。また、転写性、カブリ、画像品質の結果も良好であった。
一方、比較例1−1で得られたブラックトナーは、SDが1.28と大きかったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例1−2で得られたブラックトナーは、微粉粒子の個数分布の比率が9.8%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例1−3で得られたブラックトナーは、超微粉粒子の比率が5.5%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。また、カブリが発生しやすかった。
比較例1−4、1−5で得られたブラックトナーは、平均円形度が0.950未満であったため、感光体との接触摩擦係数が増加し、転写性が各実施例に比べて劣っていた。
As is apparent from Table 2, the black toner obtained in each example hardly changed the image density even after printing 5000 sheets (printing durability), and the decrease in the image density could be suppressed. Further, the results of transferability, fog and image quality were also good.
On the other hand, since the black toner obtained in Comparative Example 1-1 had a large SD of 1.28, the image density was likely to be lowered, and the image quality was inferior to those of the Examples.
The black toner obtained in Comparative Example 1-2 had a fine powder particle number distribution ratio as high as 9.8%. Therefore, the image density was likely to be lowered, and the image quality was inferior to those of the Examples.
In the black toner obtained in Comparative Example 1-3, the ratio of ultrafine particles was as high as 5.5%, so that the image density was easily lowered, and the image quality was inferior to those of the Examples. Also, fog was likely to occur.
Since the black toners obtained in Comparative Examples 1-4 and 1-5 had an average circularity of less than 0.950, the coefficient of contact friction with the photoreceptor increased, and the transferability was inferior to those of the Examples. It was.
[実施例2−1]
結着樹脂として、実施例1−1で調製したポリエステル系樹脂100質量部と、着色剤としてカーボンブラック(三菱化学社製、「MA100」)5質量部と、電荷制御剤として4級アンモニウム塩(オリエント化学工業社製、「ボントロンP−51」)2質量部と、離型剤としてカルナバワックス(加藤洋行社製、「カルナバワックス1号」)5質量部とをヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合した後、2軸混練機(東芝機械社製)にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミル(ホソカワミクロン社製)にて粗粉砕した。その後、機械式粉砕機(ターボ工業社製、「ターボミル」)にて微粉砕したものを気流式分級機(日鉄鉱業社製、「エルボージェット」)にて分級し、体積平均粒子径(D50)6.8μmのトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子に、外添剤として疎水性シリカ(日本アエロジル社製、「REA90」)と酸化チタン(石原産業社製、「MPT240」)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて、回転速度30m/秒、混合時間2分の条件で撹拌混合し、ブラックトナー(非磁性トナー)を得た。なお、各外添剤の添加量は、トナー100質量%中、疎水性シリカが1.8質量%、酸化チタンが1.0質量%となるようにした。
[Example 2-1]
As a binder resin, 100 parts by mass of the polyester resin prepared in Example 1-1, 5 parts by mass of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “MA100”) as a colorant, and a quaternary ammonium salt ( Henschel Mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) 2 parts by mass of “Bontron P-51” manufactured by Orient Chemical Co., Ltd. and 5 parts by mass of carnauba wax (manufactured by Hiroyuki Kato, “Carnauba Wax No. 1”) as a release agent Then, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw kneader (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), cooled, and coarsely pulverized with a hammer mill (manufactured by Hosokawa Micron Corporation). Thereafter, the finely pulverized product by a mechanical pulverizer (Turbo Kogyo Co., “Turbo Mill”) is classified by an airflow classifier (Nittetsu Mining Co., “Elbow Jet”), and the volume average particle size (D50 ) Toner mother particles of 6.8 μm were obtained.
To the obtained toner base particles, hydrophobic silica (“REA90” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and titanium oxide (“MPT240” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) are added as external additives, and Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) is added. The mixture was stirred and mixed at a rotational speed of 30 m / sec and a mixing time of 2 minutes to obtain a black toner (non-magnetic toner). The amount of each external additive added was 1.8% by mass for hydrophobic silica and 1.0% by mass for titanium oxide in 100% by mass of the toner.
<測定・評価>
得られた磁性トナーについて、実施例1−1と同様にして微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度を測定した。結果を表3に示す。
また、得られたブラックトナーとキャリア(パウダーテック社製、「フェライトキャリア」、平均粒子径:75μm)を、トナー(T)とキャリア(C)の質量比がT:C=1:19となるように混合して調製した非磁性2成分現像剤を用い、接触型の現像方式を採用した、有機感光体搭載の評価機(京セラミタ社製、「DC−4045」)を使用した以外は、実施例1−1と同様にして、初期画像および耐刷画像の画像濃度を測定し、転写性、高温高湿環境におけるカブリ、および画像品質の評価を行った。結果を表4に示す。
<Measurement / Evaluation>
For the obtained magnetic toner, the number distribution ratio of fine particles, SD, the ratio of ultrafine particles, and the average circularity were measured in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 3.
Further, the obtained black toner and carrier (“Ferrite Carrier”, manufactured by Powdertech Co., Ltd., average particle size: 75 μm), the mass ratio of toner (T) and carrier (C) is T: C = 1: 19. Except for using a non-magnetic two-component developer prepared by mixing in such a manner and using a contact-type development method and using an organic photoreceptor-equipped evaluation machine (“DC-4045” manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd.) In the same manner as in Example 1-1, the image densities of the initial image and the printing durability image were measured, and the transferability, fogging in a high temperature and high humidity environment, and image quality were evaluated. The results are shown in Table 4.
[実施例2−2〜2−4、比較例2−1〜2−5]
トナー母粒子の体積平均粒子径(D50)、微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度が表3に示す値になるように、粉砕工程での機械式粉砕機、および分級工程での気流式分級機の条件を変更した以外は、実施例2−1と同様にして、ブラックトナーを製造し、各測定および評価を行った。結果を表4に示す。
[Examples 2-2 to 2-4, Comparative Examples 2-1 to 2-5]
A mechanical pulverizer in the pulverization step so that the volume average particle diameter (D50) of toner base particles, the number distribution ratio of fine particles, SD, the ratio of ultrafine particles, and the average circularity are the values shown in Table 3. A black toner was produced in the same manner as in Example 2-1, except that the conditions of the airflow classifier in the classification process were changed, and each measurement and evaluation were performed. The results are shown in Table 4.
表4から明らかなように、各実施例で得られたブラックトナーは、5000枚の印刷(耐刷)を行っても、画像濃度に殆ど変化がなく、画像濃度の低下を抑制できた。また、転写性、カブリ、画像品質の結果も良好であった。
一方、比較例2−1で得られたブラックトナーは、SDが1.28と大きかったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例2−2で得られたブラックトナーは、微粉粒子の個数分布の比率が9.8%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例2−3で得られたブラックトナーは、超微粉粒子の比率が5.5%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。また、カブリが発生しやすかった。
比較例2−4、2−5で得られたブラックトナーは、平均円形度が0.950未満であったため、感光体との接触摩擦係数が増加し、転写性が各実施例に比べて劣っていた。
As is clear from Table 4, the black toner obtained in each example hardly changed the image density even after printing 5000 sheets (printing durability), and the decrease in the image density could be suppressed. Further, the results of transferability, fog and image quality were also good.
On the other hand, since the black toner obtained in Comparative Example 2-1 had a large SD of 1.28, the image density was liable to decrease, and the image quality was inferior to those of the Examples.
In the black toner obtained in Comparative Example 2-2, the ratio of the number distribution of fine powder particles was as high as 9.8%, so that the image density was liable to be lowered and the image quality was inferior to those of the Examples.
In the black toner obtained in Comparative Example 2-3, the ratio of ultrafine particles was as high as 5.5%, so that the image density was easily lowered and the image quality was inferior to those of the Examples. Also, fog was likely to occur.
Since the black toners obtained in Comparative Examples 2-4 and 2-5 had an average circularity of less than 0.950, the coefficient of contact friction with the photoreceptor increased, and the transferability was inferior to those of the Examples. It was.
[実施例3−1]
<結着樹脂の調製>
温度計、撹拌機、窒素導入管を備えた反応器中に、キシレン300質量部を入れ、窒素気流下で、スチレン845質量部、アクリル酸n−ブチル155質量部の混合モノマーとジ−tert−ブチルペルオキサイド(重合開始剤)8.5質量部と、キシレン125質量部の混合溶液を用いて、170℃で3時間かけて滴下した。滴下後、170℃で1時間反応させ、重合を完了した。その後、脱溶剤して結着樹脂を得た。
[Example 3-1]
<Preparation of binder resin>
In a reactor equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, 300 parts by mass of xylene was placed, and under a nitrogen stream, 845 parts by mass of styrene and 155 parts by mass of n-butyl acrylate and di-tert- It dropped at 170 degreeC over 3 hours using 8.5 mass parts of butyl peroxide (polymerization initiator) and 125 mass parts of xylene. After dripping, it was made to react at 170 degreeC for 1 hour, and superposition | polymerization was completed. Thereafter, the solvent was removed to obtain a binder resin.
<磁性トナーの製造>
このようにして得られた結着樹脂49質量部と、磁性粉(マグネタイト、796kA/m印加時に保持力4.5kA/m、飽和磁化82Am2/kg、残留磁化4.5Am2/kgであり、個数平均粒子径0.25μm)45質量部と、電荷制御剤として4級アンモニウム塩(オリエント化学工業社製、「ボントロンP−51」)3質量部と、離型剤としてワックス(サゾール社製、「サゾールワックスH1」)3質量部とを、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合した後、2軸混練機(東芝機械社製)にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミル(ホソカワミクロン社製)にて粗粉砕した。その後、機械式粉砕機(ターボ工業社製、「ターボミル」)にて微粉砕したものを気流式分級機(日鉄鉱業社製、「エルボージェット」)にて分級し、体積平均粒子径(D50)6.8μmのトナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子100質量部に、外添剤としてシリカ(日本アエロジル社製、「RA200−H」)1質量部と、酸化チタン(チタン工業社製、「EC−100」)2質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて、回転速度30m/秒、混合時間5分の条件で撹拌混合し、磁性トナーを得た。
<Manufacture of magnetic toner>
49 parts by mass of the binder resin thus obtained, magnetic powder (magnetite, holding power 4.5 kA / m when 796 kA / m applied, saturation magnetization 82 Am 2 / kg, residual magnetization 4.5 Am 2 / kg , Number average particle size 0.25 μm) 45 parts by mass, 3 parts by mass of a quaternary ammonium salt (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd., “Bontron P-51”) as a charge control agent, and wax (manufactured by Sasol) , “Sazol Wax H1”) was mixed with 3 parts by mass with a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.), melted and kneaded with a twin-screw kneader (Toshiba Machine Co., Ltd.), cooled, and a hammer mill (Hosokawa Micron). Coarsely pulverized. Thereafter, the finely pulverized product by a mechanical pulverizer (Turbo Kogyo Co., “Turbo Mill”) is classified by an airflow classifier (Nittetsu Mining Co., “Elbow Jet”), and the volume average particle size (D50 ) Toner mother particles of 6.8 μm were obtained.
To 100 parts by mass of the obtained toner base particles, 1 part by mass of silica (“RA200-H” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive and 2 parts by mass of titanium oxide (“EC-100” manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) And stirring and mixing with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) under the conditions of a rotational speed of 30 m / second and a mixing time of 5 minutes, to obtain a magnetic toner.
<測定・評価>
得られた磁性トナーについて、実施例1−1と同様にして微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度を測定した。結果を表5に示す。
また、得られた磁性トナーを磁性1成分現像剤として用い、評価機として、磁性1成分ジャンピング現像方式を採用した、有機感光体搭載ページプリンタ(京セラ社製、「FS−1020D」、20ppm)を使用した以外は、実施例1−1と同様にして、初期画像および耐刷画像の画像濃度を測定し、転写性、高温高湿環境におけるカブリ、および画像品質の評価を行った。結果を表6に示す。
<Measurement / Evaluation>
For the obtained magnetic toner, the number distribution ratio of fine particles, SD, the ratio of ultrafine particles, and the average circularity were measured in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 5.
In addition, using the obtained magnetic toner as a magnetic one-component developer, and using a magnetic one-component jumping development system as an evaluation machine, an organic photoconductor-mounted page printer (“FS-1020D”, 20 ppm) manufactured by Kyocera Corporation. Except for the use, the image densities of the initial image and the printing-resistant image were measured in the same manner as in Example 1-1, and the transferability, fogging in a high-temperature and high-humidity environment, and image quality were evaluated. The results are shown in Table 6.
[実施例3−2〜3−4、比較例3−1〜3−5]
トナー母粒子の体積平均粒子径(D50)、微粉粒子の個数分布の比率、SD、超微粉粒子の比率、平均円形度が表5に示す値になるように、粉砕工程での機械式粉砕機、および分級工程での気流式分級機の条件を変更した以外は、実施例3−1と同様にして、磁性トナーを製造し、各測定および評価を行った。結果を表6に示す。
[Examples 3-2 to 3-4, Comparative Examples 3-1 to 3-5]
A mechanical pulverizer in the pulverization step so that the volume average particle diameter (D50) of toner base particles, the number distribution ratio of fine particles, SD, the ratio of ultrafine particles, and the average circularity are the values shown in Table 5. A magnetic toner was produced in the same manner as in Example 3-1, except that the conditions of the airflow classifier in the classification step were changed, and each measurement and evaluation were performed. The results are shown in Table 6.
表6から明らかなように、各実施例で得られた磁性トナーは、5000枚の印刷(耐刷)を行っても、画像濃度に殆ど変化がなく、画像濃度の低下を抑制できた。また、転写性、カブリ、画像品質の結果も良好であった。
一方、比較例3−1で得られた磁性トナーは、SDが1.28と大きかったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例3−2で得られた磁性トナーは、微粉粒子の個数分布の比率が9.8%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。
比較例3−3で得られた磁性トナーは、超微粉粒子の比率が5.5%と多かったため、画像濃度が低下しやすく、画像品質が各実施例に比べて劣っていた。また、カブリが発生しやすかった。
比較例3−4、3−5で得られた磁性トナーは、平均円形度が0.950未満であったため、感光体との接触摩擦係数が増加し、転写性が各実施例に比べて劣っていた。
As is apparent from Table 6, the magnetic toner obtained in each example hardly changed the image density even after printing 5000 sheets (printing durability), and the decrease in the image density could be suppressed. Further, the results of transferability, fog and image quality were also good.
On the other hand, since the magnetic toner obtained in Comparative Example 3-1 had a large SD of 1.28, the image density was liable to decrease, and the image quality was inferior to those of the Examples.
In the magnetic toner obtained in Comparative Example 3-2, the ratio of the number distribution of fine powder particles was as high as 9.8%. Therefore, the image density was likely to be lowered, and the image quality was inferior to those of the Examples.
In the magnetic toner obtained in Comparative Example 3-3, since the ratio of ultrafine particles was as high as 5.5%, the image density was likely to be lowered, and the image quality was inferior to those of the Examples. Also, fog was likely to occur.
Since the magnetic toners obtained in Comparative Examples 3-4 and 3-5 had an average circularity of less than 0.950, the coefficient of contact friction with the photoreceptor increased, and the transferability was inferior to those of the Examples. It was.
Claims (9)
当該電子写真用トナーに含まれる全粒子中における、粒子径が4.0μm以下である粒子の個数分布の比率が8.0%以下であり、
体積分布の標準偏差(SD)が1.22以上1.25以下であり、
外添処理トナー中、粒子径が3.0μm以下である粒子の比率が2.8%以上5.0%以下であり、かつ、粒子径が3〜10μmの粒子の平均円形度が0.950以上0.953以下であることを特徴とする電子写真用トナー。 In an electrophotographic toner used in an image forming apparatus including an organic photoreceptor, and obtained by a pulverization method in which an external additive is added to toner base particles containing at least a binder resin.
The ratio of the number distribution of particles having a particle diameter of 4.0 μm or less in all particles contained in the electrophotographic toner is 8.0% or less,
The standard deviation (SD) of the volume distribution is 1.22 or more and 1.25 or less,
In the externally added toner, the proportion of particles having a particle size of 3.0 μm or less is 2.8% or more and 5.0% or less, and the average circularity of particles having a particle size of 3 to 10 μm is 0.950. The toner for electrophotography, which is 0.953 or less .
有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して磁気ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、穂立ちした現像剤と接して現像ローラの表面に非磁性トナーの薄層を形成し、該薄層から有機感光体の表面に非磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、
トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、
前記非磁性トナーとして請求項1に記載の電子写真用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the surface of the organic photoreceptor;
An exposure process for exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image;
A developer consisting of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is agitated to form developer spikes on the surface of the magnetic roller, and a thin layer of non-magnetic toner is formed on the surface of the developer roller in contact with the spiked developer. A developing step of causing non-magnetic toner to fly from the thin layer to the surface of the organic photoreceptor and developing the electrostatic latent image as a toner image;
A transfer step of transferring the toner image from the organic photoreceptor to the transfer target,
An image forming method using the electrophotographic toner according to claim 1 as the nonmagnetic toner.
有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤を撹拌して現像ローラの表面に現像剤の穂立ちを形成し、現像剤の穂立ちに有機感光体を接触させて静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、
トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、
前記非磁性トナーとして請求項1に記載の電子写真用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the surface of the organic photoreceptor;
An exposure process for exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image;
A developer consisting of a non-magnetic toner and a magnetic carrier is agitated to form developer spikes on the surface of the developing roller, and an organic photoreceptor is brought into contact with the developer spikes to develop an electrostatic latent image as a toner image. A development process to
A transfer step of transferring the toner image from the organic photoreceptor to the transfer target,
An image forming method using the electrophotographic toner according to claim 1 as the nonmagnetic toner.
有機感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、
現像ローラの表面に形成された磁性トナーの薄層から、有機感光体の表面に磁性トナーを飛翔させて、静電潜像をトナー像として現像する現像工程と、
トナー像を有機感光体から被転写体へ転写する転写工程とを有し、
前記磁性トナーとして請求項1に記載の電子写真用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the surface of the organic photoreceptor;
An exposure process for exposing the surface of the organic photoreceptor to form an electrostatic latent image;
A developing step of developing the electrostatic latent image as a toner image by causing magnetic toner to fly from the thin layer of magnetic toner formed on the surface of the developing roller to the surface of the organic photoreceptor;
A transfer step of transferring the toner image from the organic photoreceptor to the transfer target,
An image forming method using the toner for electrophotography according to claim 1 as the magnetic toner.
9. The image according to claim 8, wherein the developing roller has a sleeve having a ten-point average roughness (Rz) of 2.0 to 8.0 [mu] m on the surface, and the sleeve is made of stainless steel. Forming method.
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