JP2007047392A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくはトナーとキャリアとを撹拌混合して得られる二成分系現像剤を用い画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a fax machine, and more particularly to an image forming apparatus using a two-component developer obtained by stirring and mixing toner and a carrier.
電子写真法、静電写真法等の画像形成方法においては、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するための現像剤として、トナーとキャリアとを撹拌混合して得られる二成分現像剤を使用する画像形成方法がある。この方法は、キャリアを含まない一成分現像剤を使用する方法に比べてトナー帯電の安定性がよく、安定した良好な画像が得られる。 In an image forming method such as an electrophotographic method or an electrophotographic method, a toner and a carrier obtained by stirring and mixing are used as a developer for developing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier. There is an image forming method using a component developer. This method has better toner charging stability than a method using a one-component developer containing no carrier, and a stable and good image can be obtained.
二成分現像剤の帯電量はトナーとキャリアとの帯電能力で決定される。４つの現像装置を備え、４色のフルカラートナーを用いる画像形成装置では、各トナーの母体の着色剤の違い等によりそれぞれ帯電量が異なってしまうことがある。ブラックは低抵抗のカーボンブラックをはじめとする無機着色剤からなり、カラーは高抵抗の有機着色剤からなり、着色剤によって帯電性が異なる。着色剤の違いによる帯電性の違いを調節することなく、トナー毎に帯電性が異なる状態で同じキャリアと混合して二成分現像剤とし、それぞれを同様に攪拌しても、各トナーの帯電量が異なってしまう。
帯電量が各トナーで大きく異なる場合、転写部において、転写バイアスを各トナーで大きく変える必要があり、転写不足、放電画像等の異常画像の無い条件設定にすることが非常に難しくなる。よって、トナーの帯電量はできるだけトナー毎に差が無いことが望ましい。
The charge amount of the two-component developer is determined by the charging ability between the toner and the carrier. In an image forming apparatus that includes four developing devices and uses four full-color toners, the charge amount may differ depending on the colorant of the base material of each toner. Black is composed of an inorganic colorant such as low-resistance carbon black, and the color is composed of a high-resistance organic colorant, and the chargeability varies depending on the colorant. Without adjusting the difference in chargeability due to the difference in colorant, even if each toner is mixed with the same carrier in the state where the chargeability is different to make a two-component developer, Will be different.
When the charge amount differs greatly for each toner, it is necessary to change the transfer bias greatly for each toner in the transfer portion, and it becomes very difficult to set conditions that do not cause abnormal images such as insufficient transfer and discharge images. Therefore, it is desirable that the toner charge amount be as small as possible for each toner.
二成分現像剤を用いた画像形成装置では、充分に攪拌した後の帯電量（飽和値）の絶対値が非常に重要である。帯電量が高すぎると、現像部で現像能力不足の問題があり、また転写部では、転写率を良くするために転写バイアスを高めに設定する必要があり、それに伴い放電等の異常画像が発生する。一方、帯電量が低すぎると、地汚れ、トナー飛散の問題が生じる。
また、二成分現像剤を用いた画像形成装置では、攪拌時間に対する帯電量の推移も重要である。充分攪拌した後の帯電量が狙いの帯電量であったとしても、帯電量の立ち上げ性が悪い（＝帯電量が飽和値に達するまでの攪拌時間が長くかかる）現像剤の場合、補給トナーの帯電量が充分に高くなる（飽和する）前に現像領域に到達してしまう。帯電量が十分に高くなる前に現像領域に到達すると帯電量が低いため、キャリアから離れやすくなり、トナー飛散、地汚れ等の問題が生じる。一方、攪拌時間に伴い、帯電量が上昇して飽和値に達した後、逆に低下するような現像剤の場合（帯電量の立ち下り）、低画像面積率の画像の連続通紙（トナーの入れ替えがあまりない）を行うと帯電量の低下が大きくなり、地汚れ、トナー飛散の問題を生じる。
これらのように、帯電量の飽和値と同様に、攪拌時間に対する帯電量の推移にも充分配慮して現像剤を決める必要がある。
In an image forming apparatus using a two-component developer, the absolute value of the charge amount (saturation value) after sufficiently stirring is very important. If the amount of charge is too high, there is a problem of insufficient development capability in the development part, and in the transfer part, it is necessary to set a high transfer bias in order to improve the transfer rate, and as a result, abnormal images such as discharge occur. To do. On the other hand, if the charge amount is too low, problems such as scumming and toner scattering occur.
In an image forming apparatus using a two-component developer, the transition of the charge amount with respect to the stirring time is also important. Even if the charge amount after sufficiently stirring is the target charge amount, in the case of a developer that has a poor charge amount start-up property (= it takes a long stirring time until the charge amount reaches a saturation value), a replenishment toner Reaches the development area before the charge amount becomes sufficiently high (saturated). If the development area is reached before the charge amount becomes sufficiently high, the charge amount is low, so that it is easily separated from the carrier, and problems such as toner scattering and background contamination occur. On the other hand, in the case of a developer in which the charge amount increases and reaches a saturation value with the stirring time and then decreases in the opposite direction (fall of the charge amount), continuous image passing through an image with a low image area ratio (toner) If there is not much replacement), the amount of charge is greatly reduced, causing problems such as background contamination and toner scattering.
As described above, as with the saturation value of the charge amount, it is necessary to determine the developer with sufficient consideration for the transition of the charge amount with respect to the stirring time.
従来、現像剤の帯電性が所望の状態となるように、複数の現像装置で用いるキャリアは共通のものとし、トナーの添加剤によって帯電性を調節するものがある。
しかし、現像剤の帯電性の調整をトナーの添加剤で行うことは、定着性、感光体、転写ベルトクリーニング性、感光体添加剤フィルミング等に影響を与えるため、極力添加剤処方は各色別々にしないことが望ましい。
Conventionally, a carrier used in a plurality of developing devices is common so that the charging property of the developer is in a desired state, and there is a device in which the charging property is adjusted by a toner additive.
However, adjusting the developer chargeability with the toner additive affects the fixability, photoreceptor, transfer belt cleaning, photoreceptor additive filming, etc. It is desirable not to make it.
特許文献１では、現像剤の帯電性の調節はトナーの添加剤で行うのではなく、ブラックトナーを用いる現像装置とカラートナーを用いる現像装置とで異なるキャリアを用いてトナー毎の帯電量の差を小さくするフルカラー画像形成装置が記載されている。特許文献１に記載の画像形成装置では、同じキャリアを用いるとカラートナーと比較して抵抗が低めなブラックトナーは帯電量が低めになってしまう。そこで、ブラック現像剤用キャリアの方がフルカラー現像剤用キャリアよりも、同一トナーを用いた際の帯電量の絶対値が大きくなるものを用いている。これにより、ブラックトナーとカラートナーの帯電量の差を小さくし、ブラックとカラーの転写性の差を無くそうとしている。
In
しかしながら、特許文献１では帯電量の立ち上げ性等を考慮して各色トナーに違う帯電能力のキャリアを組み合わせているわけではなく、帯電量の絶対値を考慮してトナーとキャリアとの組み合わせを決定している。単純にブラックトナーと混合するキャリアとカラートナーと混合するキャリアとの帯電能力に差をつけるだけでは、トナーとキャリアの組み合わせで、帯電量立ち上げ不足や帯電量立下がりの問題がある組み合わせである場合の、トナー飛散、地汚れ等の問題を解決することはできない。
However,
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナーの帯電性に適した帯電能力を備えたキャリアとトナーとを組み合わせることで、転写不足、放電に起因する異常画像や、地汚れ、トナー飛散などの問題を防止し、安定した画像形成が可能な画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is due to insufficient transfer and discharge by combining a carrier having a charging ability suitable for the charging property of the toner and the toner. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing a problem such as an abnormal image, background smearing, and toner scattering and forming a stable image.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、帯電性が異なる複数のトナーを使用し、表面に静電潜像が形成される像担持体を有し、該像担持体に対向し且つ周面が周回可能に支持された現像剤担持体をそなえ、該現像剤担持体上にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を使用する複数のトナー毎に複数有する画像形成装置において、複数の該現像装置に用いられる該二成分現像剤について、帯電性が異なるトナーで同一のキャリアを用いた時に帯電量の絶対値が低いトナーを低帯電トナー、帯電量の絶対値が高いトナーを高帯電トナーとし、同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリアを２種類以上使用し、帯電量の絶対値が高いキャリアを該低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを該高帯電トナーと組み合わせるもので、トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６０としたとき、Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００で計算される帯電立ち上がり比Ｚ［％］が９０〜１２０［％］の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像装置で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８［μｍ］で、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記現像装置で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記現像装置で使用されるトナーは略球形状であり、長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定すると（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、帯電性が異なる複数のトナーを使用し、表面に静電潜像が形成される像担持体を有し、該像担持体に対向し且つ周面が周回可能に支持された現像剤担持体をそなえ、該現像剤担持体上にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を使用する複数のトナー毎に複数有する画像形成装置のトナー及びキャリアの選定方法において、複数の該現像装置に用いられる該二成分現像剤について、帯電性が異なるトナーで同一のキャリアを用いた時に帯電量の絶対値が低いトナーを低帯電トナー、帯電量の絶対値が高いトナーを高帯電トナーとし、同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリアを２種類以上使用し、帯電量の絶対値が高いキャリアを該低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを該高帯電トナーと組み合わせるもので、トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合した時に得られる帯電量をＱ６０としたとき、Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００で計算される帯電立ち上がり比Ｚ［％］が９０〜１２０［％］の範囲にあることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the toner used in the developing device has a volume average particle diameter of 3 to 8 [μm], a volume average particle diameter (Dv) and a number average. The ratio (Dv / Dn) to the particle size (Dn) is in the range of 1.00 to 1.40.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the toner used in the developing device has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180, and a shape factor SF-2 of 100. It is characterized by being in the range of ~ 180.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, or third aspect, the toner used in the developing device includes at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, It is a toner obtained by crosslinking and / or extending reaction of a toner material liquid in which a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, or fourth aspect, the toner used in the developing device is substantially spherical, and has a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3. (Where r1 ≧ r2 ≧ r3), the ratio of the major axis r1 to the minor axis r2 (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the thickness r3 and the minor axis The ratio to r2 (r3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0.
Further, the invention of
上記請求項１乃至６の画像形成装置においては、帯電性が異なるトナーで同一のキャリアを用いた時に帯電量の絶対値が低いトナーを低帯電トナー、帯電量の絶対値が高いトナーを高帯電トナーとし、同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０［分間］攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリアで、帯電量の絶対値が高いキャリアを低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを高帯電トナーと組み合わせることで、帯電性の異なるトナー間の帯電量の差を小さくすることができ、転写不足及び放電を防止することができる。
また、トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０［分間］攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ６０としたとき、
Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００
で計算される帯電立ち上がり比Ｚが９０［％］以上であるので、補給されたトナーの帯電量が充分高くなる前に現像領域に到達してしまうことを防止し、トナー飛散、地汚れの発生を防止することができる。さらに、帯電立ち上がり比Ｚが１２０［％］以下となっているので、帯電の立ち下りを防止でき、低画像面積率の画像の連続通紙を行うことでトナーの攪拌時間が長くなったとしても、帯電量の低下を防止し、トナー飛散、地汚れの発生を防止することができる。
In the image forming apparatus according to any one of
In addition, the charge amount Q600 obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under a toner concentration of 7%, and the charge amount Q60 obtained when the toner is stirred and mixed for 60 seconds under the same conditions. When
Z [%] = (Q60 / Q600) × 100
Since the charge rise ratio Z calculated in step (1) is 90% or more, it prevents the replenished toner from reaching the development area before the charge amount becomes sufficiently high, and causes toner scattering and scumming. Can be prevented. Furthermore, since the charge rising ratio Z is 120 [%] or less, it is possible to prevent the charge falling, and even if the toner agitation time is increased by continuously passing an image having a low image area ratio. In addition, it is possible to prevent a decrease in charge amount and to prevent toner scattering and scumming.
請求項１乃至６の発明によれば、転写不足、放電に起因する異常画像や、地汚れ、トナー飛散などの問題を防止できることにより、安定した画像形成ができるという優れた効果がある。 According to the first to sixth aspects of the present invention, it is possible to prevent problems such as an insufficient image due to insufficient transfer, discharge, ground contamination, toner scattering, and the like.
以下、本実施形態に係るタンデム型間接転写方式のカラー複写機の全体構成及び動作について説明する。
図１は、カラー複写機の概略構成図である。図１に示すカラー複写機は、カラー複写機本体であるプリンタ本体１００、プリンタ本体１００を載せる給紙テーブル２００、プリンタ本体１００上に取り付けるスキャナ３００、スキャナ３００のさらに上に取り付ける原稿自動搬送装置４００（ＡＤＦ）を備えている。
プリンタ本体１００には、中央に、無端ベルト状の転写体としての中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
これらの４つの画像形成部１８により、各感光体８上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体８のまわりに、帯電装置、現像装置、転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。
The overall configuration and operation of the color copying machine of the tandem type indirect transfer system according to this embodiment will be described below.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color copying machine. A color copying machine shown in FIG. 1 includes a printer
The printer
These four
The individual
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の下側には、タンデム画像形成部２０と平行に、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
Further, a
A fixing
A transfer
図１に示すカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２２で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
When making a copy using the color copying machine shown in FIG. 1, a document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, when a document is set on the
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
画像転写後の転写紙は、搬送ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像が定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
The transfer paper after the image transfer is transported by the
On the other hand, the residual toner remaining on the surface of the
図２は本実施形態に係る画像形成装置の現像装置１の概略構成図である。図２に基づき上記画像形成装置に採用される現像装置１について詳しく説明する。この現像装置１は感光体８の側方に配設され、トナー及び磁性キャリアとを含む二成分現像剤Ｄ（以下「現像剤」という。）を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ７を備えている。この現像スリーブ７は、現像ケーシングの感光体８側に形成された開口部から一部露出するように取り付けられ、感光体８に対向して配置されており、図示しない駆動装置により、図中矢印ｂ方向に回転する。
また、現像スリーブ７の内部には、磁界発生手段としての固定磁石群からなる図示しないマグネットローラが固定配置されている。また、現像装置１は、現像スリーブ７上に担持される現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード９を備えている。このドクタブレード９に対して、現像スリーブ７回転方向上流側には、現像剤を収容する現像剤収容部４が形成され、該現像剤収容部４の現像剤を攪拌混合する第１攪拌スクリュ５及び第２攪拌スクリュ６が設けられている。また、現像剤収容部４の上方に配置されるトナー補給口２３と、現像剤収容部４へ補給されるトナー充填したトナーホッパ２と、トナー補給口６３とトナーホッパ２とを接続するトナー送流装置３とが設けられている。また、トナー送流装置３とトナー補給口６３との間には接続部材６４が設けてある。そして、接続部材６４にはキャップ６５がフィルタ６５を介してまたは介さず嵌合されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the developing
In addition, a magnet roller (not shown) composed of a fixed magnet group as a magnetic field generating means is fixedly arranged inside the developing
現像装置１では、第１攪拌スクリュ５及び第２攪拌スクリュ６が回転することにより、現像剤収容部４内の現像剤が攪拌され、トナーと磁性キャリアとが互いに逆極性に摩擦帯電される。この現像剤は、矢印ｂ方向に回転駆動する現像スリーブ７の周面に供給され、供給された現像剤は現像スリーブ７の周面に担持され、現像スリーブ７の回転によって、その回転方向（矢印ｂ方向）に搬送される。次いで、この搬送された現像剤は、ドクタブレード９によって量を規制され、規制後の現像剤が感光体８と現像スリーブ７とが対向する現像領域に運ばれる。この現像領域で現像剤中のトナーが、感光体８表面の静電潜像に静電的に移行し、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
In the developing
図２の現像装置１で感光体８上の潜像を現像する際の現像剤の帯電量はトナーとキャリアとの帯電性に依存する。プリンタ本体１００のように４色のトナーを用いる場合、フルカラートナーはトナーの母体の着色剤の違い（ブラックは低抵抗のカーボンブラックをはじめとする無機着色剤、カラーは高抵抗の有機着色剤でそれぞれ異なる。）等によりそれぞれ帯電量が異なってしまうことがある。現像剤の帯電量調整をトナーの添加剤で行うことは、定着性、感光体、転写ベルトクリーニング性、感光体添加剤フィルミング等に影響を与えるため、極力添加剤処方は各色別々にしないようにしたい。しかし、帯電量が各トナーで大きく異なる場合、転写部において、転写バイアスを大きく変える必要があり、転写不足、放電画像等の異常画像の無い条件設定にすることが非常に難しくなり、極力各色狙いの帯電量で合わせたい。
The developing
また、充分に攪拌した後の帯電量（飽和値）の絶対値も非常に重要であり、高すぎると、現像部で現像能力不足の問題があり、また転写部では、転写率を良くするためには、転写バイアスを高めに設定する必要があり、それに伴い放電等の異常画像が発生する。また、帯電量が低すぎると、地汚れ、トナー飛散の問題が生じる。
さらに、現像剤を設計する場合、攪拌時間に対する帯電量の推移も重要である。充分攪拌した後の帯電量が狙いの帯電量であったとしても、帯電量の立ち上げ性が悪い現像剤の場合（＝帯電量が飽和するまでの攪拌時間が長くかかる。）、補給トナーの帯電量が充分に高くなる（飽和する）前に現像領域に到達してしまい、帯電量が低いため、キャリアから離れやすくなり、トナー飛散、地汚れ等の問題が生じる。また、攪拌時間に伴い、帯電量が上昇して飽和値に達した後、逆に低下するような現像剤の場合（帯電量の立ち下り）、低画像面積率の画像の連続通紙（トナーの入れ替えがあまりない）を行うと帯電量の低下が大きくなり、地汚れ、トナー飛散の問題を生じる。
これらのように、帯電量の飽和値と同様に、攪拌時間に対する帯電量の推移にも充分配慮して設計する必要がある。
In addition, the absolute value of the charge amount (saturation value) after sufficiently stirring is also very important. If it is too high, there is a problem of insufficient developing ability in the developing portion, and the transfer rate is improved in the transferring portion. In this case, it is necessary to set the transfer bias high, and accordingly, an abnormal image such as discharge occurs. On the other hand, if the charge amount is too low, problems such as scumming and toner scattering occur.
Furthermore, when designing the developer, the transition of the charge amount with respect to the stirring time is also important. Even if the charge amount after sufficient stirring is the target charge amount, in the case of a developer with poor charge amount start-up properties (= it takes a long stirring time until the charge amount is saturated), the replenishment toner The toner reaches the development area before the charge amount becomes sufficiently high (saturates), and since the charge amount is low, it is easily separated from the carrier, causing problems such as toner scattering and background contamination. In addition, in the case of a developer whose charge amount increases and reaches a saturation value with agitation time, and then decreases (charge amount fall), continuous paper passing through a low image area ratio (toner) If there is not much replacement), the amount of charge is greatly reduced, causing problems such as background contamination and toner scattering.
As described above, it is necessary to design in consideration of the transition of the charge amount with respect to the stirring time as well as the saturation value of the charge amount.
特許文献１では、フルカラー画像形成装置において、カラートナーと比較して抵抗が低めなブラックトナーは帯電量が低めになってしまうため、ブラック現像剤用キャリアの方がフルカラー現像剤用キャリアよりも、同一トナーを用いた際の帯電量の絶対値を大きくすることでブラックトナーとカラートナーの帯電量の差を小さくすることにより、ブラックとカラーの転写性の差を無くそうとしている。
しかし、帯電量の立ち上げ性等を考慮して各色トナーに違う帯電能力のキャリアを組み合わせているわけではないため、単純にブラックとカラーキャリアの帯電能力に差をつけるだけでは、トナーとキャリアの組み合わせで、帯電量立ち上げ不足等に問題がある組み合わせがあった場合には、トナー飛散、地汚れ等の問題を解決することはできない。
また、近年のさらなる高画質化の要求に伴い、トナーの小粒径化も進み、トナー飛散、地汚れ等もさらに厳しくなってきている。また、さらなる高寿命化の要求もあり、経時でのトナー飛散、地汚れ等もさらに厳しいものとなってきている。
In
However, considering the start-up characteristics of the charge amount, etc., each color toner is not combined with a carrier having a different charging ability. If there is a combination that causes a problem such as insufficient charge amount start-up, problems such as toner scattering and background contamination cannot be solved.
In addition, with the recent demand for higher image quality, the toner particle size has been reduced, and toner scattering, background contamination, etc. have become more severe. In addition, there is a demand for further extending the service life, and toner scattering, background contamination, etc. over time are becoming more severe.
本実施形態のプリンタ本体１００では上述の問題を解決するために、二成分現像剤のキャリアを複数の現像装置１の全てで共通とせず、各現像剤が適正な帯電の立ち上がり性となるようにトナーとキャリアとの組み合わせを決定している。
In the printer
本実施形態のプリンタ本体１００に用いる４色のトナーのうち、ブラックトナーとマゼンタトナーとは帯電性が異なっている。同一のキャリアを用いて攪拌・帯電を行うとマゼンタトナーの方がブラックトナーよりもトナーの帯電量の絶対値が高くなっており、シアントナーはブラックトナーと同じような帯電性を有し、イエロートナーはマゼンタトナーと同じような帯電性を有している。
ここで、ブラックトナー及びシアントナーを低帯電トナーとし、マゼンタトナー及びイエロートナーを高帯電トナーとする。そして、低帯電トナーを収容する現像装置と高帯電トナーを収容する現像装置とで、同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリア使用する。帯電量の絶対値が異なるキャリアとしては、帯電量の絶対値が高いキャリアを低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを高帯電トナーと組み合わせるようにする。
また、各現像装置内の現像剤について、トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合した時に得られる帯電量Ｑ６０としたときに、
Ｚ［％］＝（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００
で計算される値を帯電立ち上がり比Ｚ［％］とする。そして、帯電立ち上がり比Ｚ［％］を用いて、各現像剤の立ち上がり性について検討する。
Of the four color toners used in the printer
Here, black toner and cyan toner are low-charge toners, and magenta toner and yellow toner are high-charge toners. When the developing device containing the low-charged toner and the developing device containing the high-charged toner are stirred and mixed with the carrier and the toner for 10 minutes under the condition of a toner concentration of 7% when the same toner is used. Carriers having different absolute values of the obtained charge amount are used. As a carrier having a different absolute value of charge amount, a carrier having a high absolute value of charge amount is combined with a low-charged toner, and a carrier having a low absolute value of charge amount is combined with a highly charged toner.
In addition, the developer in each developing device has a charge amount Q600 obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of a toner concentration of 7%, and is obtained when the developer is stirred and mixed for 60 seconds under the same conditions. When the charge amount is Q60,
Z [%] = (Q60 / Q600) × 100
The value calculated by the above is defined as the charge rising ratio Z [%]. Then, using the charge rising ratio Z [%], the rising property of each developer is examined.
なお、本実施形態での、現像剤の状態は、トナー濃度７［％］の条件下で検討をしているが、トナー濃度７［％］とは、プリンタ本体１００で用いられる現像剤の初期剤のトナー濃度であり、標準となるトナー濃度である。初期剤としての現像剤のトナー濃度を７［％］に設定しているのは以下の理由による。
まず、頻繁に用いられる画像面積率の５［％］前後の画像を長期にわたって良好に画像形成を行えるトナー濃度として７［％］が採用されている。
また、キャリアに対するトナーを増加しトナー濃度を上げていくと、キャリアの表面をトナーが覆っていきキャリアの被覆率が増加する。被覆率が増加し、１００［％］をこえるとキャリアの表面全体をトナーが覆ってしまい、新たなトナーがキャリアと接触できない状態となる。キャリアと接触することができないトナーは帯電することができず、トナー飛散や地汚れの原因となる。一方、トナー濃度を下げていくと、画像面積率が高い画像形成を行う際に追従性が低くなってしまう。特にフルカラーの画像形成を行う際には画像面積率が高くなり易く、高画像面積を連続してプリントされたときに、耐え得るぐらいのトナー濃度として７［％］標準のトナー濃度となる初期剤のトナー濃度に設定している。
In this embodiment, the state of the developer is examined under the condition of a toner concentration of 7 [%]. The toner concentration of 7 [%] is the initial state of the developer used in the printer
First, 7 [%] is adopted as a toner density capable of satisfactorily forming an image of a frequently used image area ratio around 5 [%] over a long period of time.
Further, when the toner with respect to the carrier is increased and the toner density is increased, the surface of the carrier is covered with the toner, and the coverage of the carrier is increased. When the coverage increases and exceeds 100%, the entire surface of the carrier is covered with toner, and new toner cannot be brought into contact with the carrier. Toner that cannot come into contact with the carrier cannot be charged, causing toner scattering and background contamination. On the other hand, when the toner density is lowered, the followability is lowered when an image is formed with a high image area ratio. In particular, when performing full-color image formation, the image area ratio tends to be high, and an initial agent that provides a standard toner concentration of 7% as a toner concentration that can be tolerated when a high image area is continuously printed. Toner density is set.
図３及び図４は、帯電性の異なるトナーとキャリアをそれぞれ組み合わせた時の攪拌時間に対する帯電量（以後、Ｑ／Ｍとする。）のグラフである。
図３は、同一キャリアを用いた際の帯電量の絶対値が高めなトナーＡ（例えば、マゼンタトナー）と、同一トナーを用い、同一の条件で攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なる複数のキャリアとの攪拌時間とＱ／Ｍとの関係を示すグラフである。
また、図４は、図３のトナーＡと比較して帯電量の絶対値が低めなトナーＢ（例えば、ブラックトナー）と、同一トナーを用い、同一の条件で攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なる複数のキャリアとの攪拌時間とＱ／Ｍとの関係を示すグラフである。
3 and 4 are graphs of the charge amount (hereinafter referred to as Q / M) with respect to the stirring time when toners and carriers having different chargeability are combined.
FIG. 3 shows the absolute value of the charge amount obtained when toner A (for example, magenta toner) having a high absolute value of charge amount when the same carrier is used and the same toner are used and mixed under the same conditions. It is a graph which shows the relationship between the agitation time with several carriers from which Q is different, and Q / M.
FIG. 4 shows the charge obtained when toner B (for example, black toner) having a lower absolute charge amount than that of toner A in FIG. 3 is used with the same toner and stirred and mixed under the same conditions. It is a graph which shows the relationship between the stirring time with several carriers from which the absolute value of quantity differs, and Q / M.
なお、図３及び図４でのＣＡとは、キャリアの帯電能力のことを示している。任意のトナーを標準トナーとして、キャリアとこの標準トナーとを組み合わせた場合のＱ／Ｍの値を、ＣＡで示している。例えば、ＣＡ：４２というのは、標準トナーとそのキャリアをトナーの重量比を全体（トナー＋キャリア）の７［％］に混合し、１０分間攪拌した場合のＱ／Ｍが−４２［μｃ／ｇ］であるということである。ＣＡの数値が高いほど、キャリアの帯電能力も高く、Ｑ／Ｍも高くなる。 Note that CA in FIGS. 3 and 4 indicates the charging ability of the carrier. The value of Q / M when an arbitrary toner is a standard toner and the carrier is combined with the standard toner is indicated by CA. For example, CA: 42 means that the standard toner and its carrier are mixed in a toner weight ratio of 7% of the total (toner + carrier) and stirred for 10 minutes, the Q / M is −42 [μc / g]. The higher the CA value, the higher the carrier charging capability and the higher the Q / M.
図３及び４に示すように、同じＣＡのキャリア（図中のＣＡ：４２）を使用しても、組み合わせるトナーで帯電立ち上がり性が異なる。図３に示すように、ＣＡ：４２のキャリアとトナーＡとを組み合わせた場合には、帯電立ち上がり性は良好であるが、帯電立ち下りが大きく、あまり良くない。
一方、図４に示すＣＡ：４２のキャリアとトナーＢとを組み合わせた場合には、帯電立ち上がり性も良く、なおかつ、立ち下がりも無く、良好なＱ／Ｍプロフィールである。図３より、トナーＡで、帯電立ち上がり性も良く、立ち下がりも少ないキャリアを選択すると、ＣＡ：３４、ＣＡ：３６及びＣＡ：４２のキャリアである。一方、図４より、トナーＢでは、帯電立ち上がり性も良く、立ち下がりも少ないキャリアを選択すると、ＣＡ：３７、ＣＡ：４２及びＣＡ：４５のキャリアである。このように、トナーに応じて、ＣＡが異なるキャリアを用いることにより、使用するトナー同士の帯電性が異なっていても、それぞれ良好なＱ／Ｍプロフィールを得ることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, even when the same CA carrier (CA: 42 in the figure) is used, the charge rising property differs depending on the toner to be combined. As shown in FIG. 3, when the carrier of CA: 42 and toner A are combined, the charge rising property is good, but the charge falling is large and not so good.
On the other hand, when the carrier of CA: 42 shown in FIG. 4 and the toner B are combined, the charge rising property is good and there is no falling, and the Q / M profile is good. From FIG. 3, when a carrier with toner A having good charge rising property and low falling is selected, the carrier is CA: 34, CA: 36, and CA: 42. On the other hand, from FIG. 4, the toner B is a carrier of CA: 37, CA: 42, and CA: 45 when a carrier with good charge rise and low fall is selected. As described above, by using a carrier having a different CA depending on the toner, even if the chargeability of the toners used is different, a good Q / M profile can be obtained.
上述の帯電量Ｑ６０、Ｑ６００の測定方法は、以下のとおりである。
キャリア５０［ｇ］と、トナー濃度７［％］に相当するトナーを所定の時間混合（装置名：（株）伊藤製作所社製のボールミル架台Ｓ４−２型、回転数２８０［ｒｐｍ］）することにより、現像剤を作成する。
この現像剤３［ｇ］を目開き６３５メッシュを用いてトナーを飛散させた後（ＳＵＳ３１６製 東洋コーポレーション（株）製ＴＢ-２００、フローガス：窒素エアー、ブロー圧力：１．５±０．１［ｋｇ／ｃｍ２］）、飛散した粉体の電荷量Ｑ［μｃ］と質量Ｍ［ｇ］を測定し、帯電量Ｑ／Ｍ［-μｃ／ｇ］を得ることができる。
The method for measuring the above-described charge amounts Q60 and Q600 is as follows.
The carrier 50 [g] and the toner corresponding to the toner concentration 7 [%] are mixed for a predetermined time (device name: Ball mill mount S4-2 type manufactured by Ito Manufacturing Co., Ltd., rotation speed 280 [rpm]). Thus, a developer is prepared.
After the developer 3 [g] was scattered using a 635 mesh mesh (TB-200 manufactured by Toyo Corporation, SUS316, flow gas: nitrogen air, blow pressure: 1.5 ± 0.1 [Kg / cm 2 ]), the charge amount Q [μc] and the mass M [g] of the scattered powder can be measured to obtain the charge amount Q / M [−μc / g].
［実験１］
図３及び図４で示したトナーとキャリアの組み合わせで現像装置内のトナー濃度を調節して画像形成を行い、各トナー濃度における低温低湿環境（１０［℃］、１５［％］）下での地汚れΔＩＤ及び画像濃度であるＩＤ値とを測定した。
図５は、図３で示したマゼンタトナーの低温低湿環境下でのトナー濃度ＴＣと、地汚れΔＩＤ及びトナー濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。
また、図６は、図４で示したブラックトナーの低温低湿環境下でのトナー濃度ＴＣと、地汚れΔＩＤ及び画像濃度ＩＤとの関係を示すグラフである。
なお、図５及び図６について、符号の末尾にＩＤが付されているものが画像濃度であるＩＤを示し、末尾にＩＤが付されていないものが地汚れΔＩＤを示す。
また、図７は、上述のブラックトナー及びマゼンタトナーと各キャリアとの組み合わせで、キャリアのＣＡの値とそのときの転写率との関係を示すグラフである。
[Experiment 1]
An image is formed by adjusting the toner density in the developing device with the combination of the toner and the carrier shown in FIGS. 3 and 4, and each toner density under a low temperature and low humidity environment (10 [° C.], 15 [%]). The background stain ΔID and the ID value which is the image density were measured.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the toner density TC of the magenta toner shown in FIG. 3 in the low temperature and low humidity environment, the background stain ΔID, and the toner density ID.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the toner density TC of the black toner shown in FIG. 4 in the low-temperature and low-humidity environment, the background stain ΔID, and the image density ID.
In FIGS. 5 and 6, an ID with an ID at the end indicates an image density ID, and an ID without an ID indicates a background stain ΔID.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the CA value of the carrier and the transfer rate at that time in the combination of the above black toner and magenta toner and each carrier.
なお、実験１の実験条件は以下のとおりである。
<機械条件>
・感光体線速 １６２［ｍｍ／ｓｅｃ］
・現像スリーブ線速 ３２４［ｍｍ／ｓｅｃ］
・感光体径 ３０［ｍｍ］
・汲み上げ量 ６５［ｍｇ／ｃｍ２］
・スリーブ径 φ１８［ｍｍ］
・主極角度 ６［°］
なお、現像スリーブはＶ溝加工されたものである。また、現像剤量規制体は剛性かつ磁性を有する材料である。現像剤量規制体は鉄、ステンレス等の金属材料カラーなるものに限らず、フェライト、マグネタイト等の磁性粒子を配合した樹脂材料で構成することも可能である。さらに、現像剤量規制体自体を磁性材料で構成することなく、磁性材料で構成された金属板等の別部材を現像剤量規制体に直接もしくは、間接的に固定する構成とすることによっても同様な効果を得ることができる。
＜トナーの条件＞
・結着樹脂 ：ポリエステル樹脂 １００部
数平均分子量(Ｍｎ) ： ３８００
重量均分子量(Ｍｗ) ： ２００００
ガラス転移点(Ｔｇ) ： ６０［℃］
軟化点 ： １２２［℃］
・着色剤 ：ブラックトナーの場合：カーボンブラック：４部
：マゼンタトナーの場合：キナクリドン系マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）：５部
・帯電制御剤：サリチル酸亜鉛 ：２部
・離型剤 ：カルナウバワックス ：３部
融点 ： ８２℃
上記の材料をヘンシェルミキサーにより混合し、２本ロールを用いて１２０［℃］で４０分溶融混練し、冷却後、ハンマーミルで粗粉砕後、エアージェット粉砕機で微粉砕し得られた微粉末を分級して重量平均粒径５［μｍ］のトナー母体粒子を作った。さらに、このトナー母体１００部に対し、表面を疎水化処理したシリカ：１．５部、表面を疎水化処理した酸化チタン：０.７５部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合することでイエロートナーを得た。
The experimental conditions of
<Machine conditions>
-Photoconductor linear velocity 162 [mm / sec]
・ Development sleeve linear velocity 324 [mm / sec]
-Photoconductor diameter 30 [mm]
・ Pumping amount 65 [mg / cm 2 ]
・ Sleeve diameter φ18 [mm]
・ Main pole angle 6 [°]
The developing sleeve is V-grooved. The developer amount regulating body is a material having rigidity and magnetism. The developer amount regulating body is not limited to a metal material color such as iron or stainless steel, but may be composed of a resin material in which magnetic particles such as ferrite and magnetite are blended. Further, the developer amount restricting body itself is not made of a magnetic material, and another member such as a metal plate made of a magnetic material is directly or indirectly fixed to the developer amount restricting body. Similar effects can be obtained.
<Toner conditions>
・ Binder resin: 100 parts of polyester resin
Number average molecular weight (Mn): 3800
Weight average molecular weight (Mw): 20000
Glass transition point (Tg): 60 [° C.]
Softening point: 122 [° C]
Colorant: For black toner: Carbon black: 4 parts
: For magenta toner: Quinacridone-based magenta pigment (CI Pigment Red 122): 5 parts, charge control agent: zinc salicylate: 2 parts, release agent: carnauba wax: 3 parts
Melting point: 82 ° C
Fine powder obtained by mixing the above materials with a Henschel mixer, melt-kneading for 40 minutes at 120 [° C.] using two rolls, cooling, coarsely pulverizing with a hammer mill, and finely pulverizing with an air jet pulverizer Were classified into toner base particles having a weight average particle diameter of 5 [μm]. Further, to 100 parts of the toner base, 1.5 parts of silica whose surface was hydrophobized and 0.75 parts of titanium oxide whose surface was hydrophobized were added and mixed with a Henschel mixer to thereby add yellow toner. Obtained.
上述のΔＩＤの測定方法は、以下のとおりである。
作像中のプリンタを一時的に停止させ、プリンタック等の無色透明の粘着テープを現像領域通過後の感光体ドラムの非画像部に一度貼付け、剥がした粘着テープを白紙に貼り付けた物を用意する。一方、粘着テープをそのまま白紙に貼り付けたものを用意する。
そして、２つの粘着テープを貼付けた白紙上の粘着テープをそれぞれ照度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で画像濃度を測定し、ＩＤを求める。そして、一度、感光体ドラムに貼り付けた粘着テープのＩＤの値から、どこにも貼り付けることなく、白紙に貼り付けた粘着テープのＩＤの値を引いた値をドラム上地汚れΔＩＤとする。
このドラム上地汚れΔＩＤが、０．０１未満であれば、転写後の記録紙の地汚れが人間の目で見る上では気にならないぐらいの許容範囲となる。
また、画像濃度を示すＩＤは、ベタ画像を照度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）で画像濃度を測定し、ＩＤを求めたものである。
The above-described ΔID measurement method is as follows.
Temporarily stop the printer during image formation, and attach a colorless and transparent adhesive tape such as a printer to the non-image area of the photosensitive drum after passing through the development area, and then attach the peeled adhesive tape to a blank sheet. prepare. On the other hand, an adhesive tape is directly attached to a blank sheet.
Then, the image density of each adhesive tape on white paper with two adhesive tapes is measured with an illuminance meter (manufactured by X-Rite) to obtain the ID. Then, a value obtained by subtracting the ID value of the adhesive tape attached to the blank paper without attaching it anywhere from the ID value of the adhesive tape once attached to the photosensitive drum is defined as the drum ground stain ΔID.
If the drum upper surface stain ΔID is less than 0.01, the allowable range is such that the background of the recording paper after transfer is not noticeable to human eyes.
The ID indicating the image density is obtained by measuring the image density of a solid image with an illuminometer (manufactured by X-Rite) and obtaining the ID.
図５及び図６より、用いるキャリアのＣＡの値が高いほど、地汚れの余裕度が高くなることが分かる。しかし、キャリアのＣＡの値が高いほど、トナー濃度が低い状態でのＩＤの値が低くなり、さらに図７に示すように、キャリアのＣＡの値が高いほど、転写率が低くなることが分かる。ＣＡの値を上げすぎるとＱ／Ｍの絶対値が上がってしまい、転写率が低下し、転写率が低下すると放電跡のような画像ムラにもなってしまうため、ＣＡもある程度までしか上げることができない。 5 and 6, it can be seen that the higher the CA value of the carrier used, the higher the margin of background contamination. However, it can be seen that the higher the CA value of the carrier, the lower the ID value when the toner density is low, and as shown in FIG. 7, the higher the CA value of the carrier, the lower the transfer rate. . If the value of CA is increased too much, the absolute value of Q / M will increase, the transfer rate will decrease, and if the transfer rate decreases, image irregularities such as discharge traces will also occur. I can't.
実験１の結果を表１及び表２に示す。
表１はブラックトナーを用いた場合の実験１の結果であり、表２はマゼンタトナーを用いた場合の実験１の結果である。
The results of
Table 1 shows the results of
表１及び表２において、「ドラム上地汚れΔＩＤが０．０１となるＴＣ［％］」は、図５及び図６における地汚れΔＩＤが０．０１となる時の、ブラックトナーまたはマゼンタトナーと各キャリアとを混合した現像剤のトナー濃度ＴＣの値である。そして、この値の目標値は、プリンタ本体１００でのトナー濃度の過剰な上昇を抑えるためのリミッタが働くトナー濃度の状態でも、地汚れが許容範囲となるように設定している。プリンタ本体１００でリミッタが働くトナー濃度１２［％］の状態以上にトナー濃度が上昇すると、トナーの帯電量が確保できず、トナー飛散や地汚れが発生しやすい状態となる。
In Tables 1 and 2, “TC [%] at which drum upper background stain ΔID is 0.01” means black toner or magenta toner when the background stain ΔID in FIGS. 5 and 6 is 0.01. This is the value of the toner concentration TC of the developer mixed with each carrier. The target value of this value is set so that the scumming is in an allowable range even in a toner concentration state in which a limiter for suppressing an excessive increase in toner concentration in the printer
表１より、ブラックトナーの場合は、ドラム上地汚れΔＩＤが０．０１となるＴＣ［％］が目標値である１２［％］以上となるのは、ＣＡの値が３７以上のキャリアであることが分かる。
一方、表２より、マゼンタトナーの場合は、ドラム上地汚れΔＩＤが０．０１となるＴＣ［％］が目標値である１２［％］以上となるのは、ＣＡの値が３３以上のキャリアであることが分かる。
これらのキャリアを用いることで帯電量の立ち上がり性が確保されるので、補給されたトナーの帯電量が充分高くなる前に現像領域に到達してしまうことを防止し、トナー飛散、地汚れの発生を防止することができる。
According to Table 1, in the case of black toner, the TC [%] at which the drum upper soil stain ΔID is 0.01 is 12% or more, which is the target value, for carriers having a CA value of 37 or more. I understand that.
On the other hand, as shown in Table 2, in the case of magenta toner, the TC [%] at which the drum background stain ΔID is 0.01 is 12% or more, which is the target value, and the carrier whose CA value is 33 or more. It turns out that it is.
By using these carriers, the charge level rise property is secured, so that the charged area of the replenished toner is prevented from reaching the development area before the charge level becomes sufficiently high, and toner scattering and scumming are generated. Can be prevented.
表１及び表２において、「ＩＤ＝１．４になるＴＣ［％］」は、図５及び図６におけるＩＤが１．４となる時の、ブラックトナーまたはマゼンタトナーと各キャリアとを混合した現像剤のトナー濃度ＴＣの値である。そして、この値の目標値を９［％］としたことは、以下の理由による。
頻繁に使用される画像面積率５［％］の画像を平常状態でプリントする場合、標準のトナー濃度でその値は７［％］前後となる。そして、低温低湿環境で画像形成を行うと、この値から１〜２［％］ほどトナー濃度が上昇し、９［％］前後のトナー濃度となる。この低温低湿環境でトナー濃度が９［％］の状態で、ＩＤ＝１．４を得ることができないと、低温低湿環境で低画像面積の画像を連続通紙し、リミッタが働く１２［％］までトナー濃度が上昇する状態となっても、ＩＤの値が出なくなることが本発明者らの研究によって分かっている。よって、ＩＤ＝１．４となるときのトナー濃度は９［％］以下となる必要がある。
In Tables 1 and 2, “TC [%] where ID = 1.4” is a mixture of black toner or magenta toner and each carrier when ID in FIGS. 5 and 6 is 1.4. This is the value of the toner density TC of the developer. The target value of this value is set to 9 [%] for the following reason.
When a frequently used image with an image area ratio of 5 [%] is printed in a normal state, the value is around 7 [%] at a standard toner density. When image formation is performed in a low-temperature and low-humidity environment, the toner density increases by 1 to 2 [%] from this value, and becomes a toner density of about 9 [%]. If ID = 1.4 cannot be obtained in a state where the toner density is 9% in this low-temperature and low-humidity environment, an image with a low image area is continuously fed in the low-temperature and low-humidity environment, and the limiter works 12 [%]. It has been found by the present inventors that the ID value does not appear even when the toner density increases. Therefore, the toner density when ID = 1.4 needs to be 9% or less.
表１より、ブラックトナーの場合は、ＩＤ＝１．４になるＴＣ［％］が目標値である９［％］以下となるのは、ＣＡの値が４５以上のキャリアであることが分かる。
一方、表２より、マゼンタトナーの場合は、ＩＤ＝１．４になるＴＣ［％］が目標値である９［％］以下となるのは、ＣＡの値が４２以上のキャリアであることが分かる。
これらのキャリアを用いることで、トナーが過剰に帯電することを防止し、画像濃度であるＩＤ値を維持することができる。また、表１、表２より転写率も９０［％］以上を確保することができるので、安定した画像を提供することができる。
From Table 1, it can be seen that, in the case of black toner, the TC [%] at which ID = 1.4 is 9% or less, which is the target value, is a carrier having a CA value of 45 or more.
On the other hand, as shown in Table 2, in the case of magenta toner, the TC [%] at which ID = 1.4 is 9% or less, which is the target value, is that the carrier has a CA value of 42 or more. I understand.
By using these carriers, it is possible to prevent the toner from being excessively charged and to maintain the ID value which is the image density. In addition, as shown in Tables 1 and 2, a transfer rate of 90% or more can be secured, so that a stable image can be provided.
表１よりブラックトナーの場合、画像形成に適したキャリアはＣＡの値が３７以上、４５以下であり、そのときの立ち上がり比Ｚの値は、９２［％］〜１２０［％］である。
また、表２よりマゼンタトナーの場合、画像形成に適したキャリアはＣＡの値が３４以上、４２以下であり、そのときの立ち上がり比Ｚの値は、９０［％］〜１２２［％］である。
以上より、立ち上がり比Ｚの値を９０［％］以上、１２０［％］以下として、各トナーに適したキャリアを選択することで、地汚れ、トナー飛散も無く、安定した画像を提供することができる。
なお、実験１などの本発明者らが行った実験を行った結果、地汚れ、トナー飛散に対しては、帯電立ち上がり性が最も重要なことが分かっており、Ｑ６０（トナーとキャリアをＴＣ＝７［％］で混合して、６０［ｓｅｃ］攪拌した時のＱ／Ｍ）とＱ６００（トナーとキャリアをＴＣ＝７［％］で混合して、６００［ｓｅｃ］攪拌した時のＱ／Ｍ）の比率であるＺ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００の値がＺ＝９０〜１２０［％］であることが最も重要であり、各トナーに対するキャリアＣＡを決定する場合には、Ｚの値を最優先しなければならない。
According to Table 1, in the case of black toner, the carrier suitable for image formation has a CA value of 37 or more and 45 or less, and the rise ratio Z at that time is 92 [%] to 120 [%].
Also, from Table 2, in the case of magenta toner, the carrier suitable for image formation has a CA value of 34 or more and 42 or less, and the rise ratio Z at that time is 90 [%] to 122 [%]. .
From the above, it is possible to provide a stable image without background contamination and toner scattering by selecting a carrier suitable for each toner by setting the rising ratio Z to 90 [%] or more and 120 [%] or less. it can.
As a result of experiments conducted by the present inventors, such as
次に、プリンタ本体１００に好適に使用されるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８［μｍ］が好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the printer
In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a volume average particle diameter of 3 to 8 [μm]. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
また、トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図８は形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図であり、図９は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球トナーり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 8 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1, and FIG. 9 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-2. It is.
The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner is a true spherical toner, and becomes irregular as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100π / 4) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
プリンタ本体１００に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
The toner suitably used for the printer
まず、トナーの材料のポリエステルについて説明する。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。
２価アルコール（ＤＩＯ）としては、下記のものが挙げられる。
・アルキレングリコール（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、１，６−ヘキサンジオールなど）
・アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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エーテルグリコールなど）
・脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）
・上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物
・上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物
これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。
First, polyester as a toner material will be described.
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound. Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable.
Examples of dihydric alcohol (DIO) include the following.
・ Alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.)
・ Alkylene ether glycol (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.)
-Alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.)
・ Alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol ・ Alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above bisphenol The alkylene oxide adducts of 2 to 12 alkylene glycols and bisphenols, particularly preferred are the alkylene oxide adducts of bisphenols, and the combination of these with alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms.
３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。 The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。
２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。
３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred.
Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms.
Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。
ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性トナーになりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The polycondensation reaction between polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is heated to 150 to 280 [° C.] in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate or dibutyltin oxide, and reduced in pressure as necessary. The produced water is distilled off while obtaining a polyester having a hydroxyl group.
The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, the toner easily becomes a negatively chargeable toner. Further, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group, preferably 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low and the hot offset resistance deteriorates.
The content of the polyisocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 [wt%], preferably 1 to 30 [wt%], more preferably 2 to 20 [wt%]. If it is less than 0.5 [wt%], the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 [wt%], the low-temperature fixability deteriorates.
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。
３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）カラー得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like.
Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan.
Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
Examples of the B1 to B5 amino group blocked (B6) include the B1 to B5 amines and ketones (acetone, methylethylketone, methylisobutylketone, etc.), and the resulting ketimine compounds and oxazolidine compounds. Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり、１／２未満であったりしては、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. If [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０［℃］にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０［℃］にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) are produced in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate, dibutyltin oxide, and the like, while heating to 150-280 [° C.] and if necessary, reducing the pressure. Water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Next, at 40 to 140 [° C.], this is reacted with polyvalent isocyanate (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 [° C.] to obtain a urea-modified polyester.
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the full-color
The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition. The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5 [%], the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５［℃］、好ましくは４５〜６０［℃］である。４５［℃］未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５［℃］を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 [° C.], preferably 45 to 60 [° C.]. If the temperature is less than 45 [° C.], the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 [° C.], the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
次にトナーの材料の着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、以下のもの及びこれらの混合物が使用できる。
カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン。
Next, as the colorant of the toner material, all known dyes and pigments can be used. For example, the followings and mixtures thereof can be used.
Carbon black, Nigrosine dye, Iron black, Naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), Cadmium yellow, Yellow iron oxide, Ocher, Yellow lead, Titanium yellow, Polyazo yellow, Oil yellow, Hansa yellow ( GR, A, RN, R), Pigment Yellow L, Benzidine Yellow (G, GR), Permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Iso Indolinone Yellow, Bengala, Pang Dan, Pepper Red, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimony Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Faise Red, Parachlor Ortho Nitroaniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilia Fast Scarlet, Brilliant Carmine BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil red, quinacridone red, pyrazolone red, polyazo red, chrome vermilion, benzidine orange Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), Indigo, Ultramarine Blue , Bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment green B, naphthol green B, green gold , Acid green lake, malachite green lake, phthalocyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, sub Lead flower, Lithbon.
着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５［重量％］、好ましくは３〜１０［重量％］である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
The content of the colorant is usually 1 to 15 [wt%], preferably 3 to 10 [wt%] based on the toner.
The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
トナーの材料の荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
Known charge control agents for toner materials can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, and quaternary ammonium. Salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substances or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
トナーの材料の離型剤としては、融点が５０〜１２０［℃］の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。 As a release agent for the toner material, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 [° C.] is more effectively used as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. It works against high temperature offset without applying a release agent such as oil to the fixing roller. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, and rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
なお、荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／ｇ］であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２［μｍ］以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーカラー流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５［ｗｔ％］の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 [μm], particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 [wt%] of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 [wt%].
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using an average particle diameter of both fine particles of 5 × 10 −2 [μm] or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even with stirring and mixing inside the developing device to obtain the charge level, the toner color fluidity-imparting agent is not detached, and good image quality that does not cause firefly and the like is obtained, and the residual toner is further reduced. Is planned.
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 [wt%], the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained. Stable image quality can be obtained even when copying is repeated.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点カラー好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組み合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably a volatile color having a boiling point of less than 100 [° C.] because it is easy to remove after forming the toner base particles. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride are preferred. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０［μｍ］にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０〜９８［℃］である。
(2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage which exists on the surface of a toner base particle becomes the range of 10-90 [%]. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like.
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０［℃］、好ましくは４０〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 [° C.], preferably 40 to 98 [° C.]. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）カラー有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子カラーリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(4) After completion of the reaction, the emulsified dispersion (reactant) color organic solvent is removed, washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the toner base particle color calcium phosphate salt is dissolved by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状カラーラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものカラー梅干形状の間で制御することができる。
(5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, it is possible to control the shape between the true spherical color rugby ball shape, and the surface morphology is also controlled between the smooth umeboshi shape. be able to.
プリンタ本体１００で用いるトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図１０は、プリンタ本体１００で用いるトナーの形状を模式的に示す図である。図１０おいて、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本実施形態のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１０（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図９（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。
長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状カラー離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
The toner used in the printer
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner used in the printer
When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the true spherical color is separated, so that dot reproducibility and transfer efficiency are inferior, and high quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
［実験２］
次に、実験２として、実施例と比較例とを比較して本発明の効果を具体的に説明する。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
[Experiment 2]
Next, as
実施例、比較例で使用したフルカラープリンターの機械固定条件は以下のようになっている。
<機械条件>
・感光体線速 １６２［ｍｍ／ｓｅｃ］
・現像スリーブ線速 ３２４［ｍｍ／ｓｅｃ］
・感光体径 ３０［ｍｍ］
・汲み上げ量 ６５［ｍｇ／ｃｍ２］
・スリーブ径 φ１８［ｍｍ］
・主極角度 ６［°］
なお、現像スリーブはV溝加工されたものである。また、現像剤量規制体は剛性かつ磁性を有する材料である。現像剤量規制体は鉄、ステンレス等の金属材料カラーなるものに限らず、フェライト、マグネタイト等の磁性粒子を配合した樹脂材料で構成することも可能である。さらに、現像剤量規制体自体を磁性材料で構成することなく、磁性材料で構成された金属板等の別部材を現像剤量規制体に直接もしくは、間接的に固定する構成とすることによっても同様な効果を得ることができる。
The machine fixing conditions of the full-color printer used in the examples and comparative examples are as follows.
<Machine conditions>
-Photoconductor linear velocity 162 [mm / sec]
・ Development sleeve linear velocity 324 [mm / sec]
-Photoconductor diameter 30 [mm]
・ Pumping amount 65 [mg / cm 2 ]
・ Sleeve diameter φ18 [mm]
・ Main pole angle 6 [°]
The developing sleeve is V-grooved. The developer amount regulating body is a material having rigidity and magnetism. The developer amount regulating body is not limited to a metal material color such as iron or stainless steel, but may be composed of a resin material in which magnetic particles such as ferrite and magnetite are blended. Further, the developer amount restricting body itself is not made of a magnetic material, and another member such as a metal plate made of a magnetic material is directly or indirectly fixed to the developer amount restricting body. Similar effects can be obtained.
＜実施例、比較例に使用したトナーの条件＞
・結着樹脂 ：ポリエステル樹脂 １００部
数平均分子量(Ｍｎ) ： ３８００
重量均分子量(Ｍｗ) ： ２００００
ガラス転移点(Ｔｇ) ： ６０［℃］
軟化点 ： １２２［℃］
・着色剤 ：アゾ系イエロー顔料（Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｙ．１８０） ５部
・帯電制御剤：サリチル酸亜鉛 ：２部
・離型剤 ：カルナウバワックス ：３部
融点 ： ８２℃
上記の材料をヘンシェルミキサーにより混合し、２本ロールを用いて１２０［℃］で４０分溶融混練し、冷却後、ハンマーミルで粗粉砕後、エアージェット粉砕機で微粉砕し得られた微粉末を分級して重量平均粒径５［μｍ］のトナー母体粒子を作った。さらに、このトナー母体１００部に対し、表面を疎水化処理したシリカ：１．５部、表面を疎水化処理した酸化チタン：０.７５部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合することでイエロートナーを得た。
ブラック、シアン、マゼンタトナーも着色剤をそれぞれ、以下のようなものを使用し、上記のイエロートナーと同様に製造した。
ブラック：カーボンブラック：4部
シアン：鋼フタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）：３．０部
マゼンタ：キナクリドン系マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）：５部
<Conditions of Toner Used in Examples and Comparative Examples>
・ Binder resin: 100 parts of polyester resin
Number average molecular weight (Mn): 3800
Weight average molecular weight (Mw): 20000
Glass transition point (Tg): 60 [° C.]
Softening point: 122 [° C]
-Colorant: Azo-based yellow pigment (C.I.P.Y.180) 5 parts-Charge control agent: Zinc salicylate: 2 parts-Release agent: Carnauba wax: 3 parts
Melting point: 82 ° C
Fine powder obtained by mixing the above materials with a Henschel mixer, melt-kneading for 40 minutes at 120 [° C.] using two rolls, cooling, coarsely pulverizing with a hammer mill, and finely pulverizing with an air jet pulverizer Were classified into toner base particles having a weight average particle diameter of 5 [μm]. Further, to 100 parts of the toner base, 1.5 parts of silica whose surface was hydrophobized and 0.75 parts of titanium oxide whose surface was hydrophobized were added and mixed with a Henschel mixer to thereby add yellow toner. Obtained.
Black, cyan and magenta toners were produced in the same manner as the above yellow toner using the following colorants.
Black: Carbon black: 4 parts Cyan: Steel phthalocyanine blue pigment (CI Pigment Blue 15: 3): 3.0 parts
Magenta: Quinacridone-based magenta pigment (CI Pigment Red 122): 5 parts
<キャリア１の製造方法>
・アクリル樹脂溶液（固形分５０［重量％］） ３９．７部
・グアナミン溶液（固形分７０［重量％］） １２．４部
・酸性触媒（固形分４０［重量％］） ０．２２部
・シリコーン樹脂溶液 １８５．８部
［固形分２０［重量％］（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
・アミノシラン ３０．０部
［固形分１００［重量％］（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
・導電性粒子 ６６．２部
・トルエン
上記の材料をホモミキサーで１０分間分散し、アクリル樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径；３５［μｍ］焼成フェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚０．１５［μｍ］になるように、スピラコーター（岡田精工社製）によりコーター内温度４０［℃］で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて１５０［℃］で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き６３［μｍ］の篩を用いて解砕し、粒子含有率：５０［重量％］、Ｄ／ｈ：２．３、体積固有抵抗：１２．５Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、磁化：６８［Ａｍ２／ｋｇ］の［キャリア１］を得た。ＣＡは４２［μＣ／ｇ］である。
<Method for
・ Acrylic resin solution (solid content 50 [wt%]) 39.7 parts ・ Guanamine solution (solid content 70 [wt%]) 12.4 parts ・ Acid catalyst (solid content 40 [wt%]) 0.22 parts 185.8 parts of silicone resin solution [solid content 20 [wt%] (SR2410: manufactured by Toray Dow Corning Silicone)]
Aminosilane 30.0 parts [Solid content 100 [% by weight] (SH6020: Toray Dow Corning Silicone)]
・ Conductive particles 66.2 parts ・ Toluene
The above materials were dispersed with a homomixer for 10 minutes to obtain an acrylic resin coating film forming solution. Using an average particle diameter of 35 [μm] sintered ferrite powder as the core material, and using a Spira coater (manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) so that the coating film forming solution has a film thickness of 0.15 [μm] on the core material surface. It was applied at a coater internal temperature of 40 [° C.] and dried. The obtained carrier was baked in an electric furnace at 150 [° C.] for 1 hour. After cooling, the ferrite powder bulk was crushed using a sieve having an aperture of 63 [μm], and the particle content: 50 [wt%], D / h: 2.3, volume resistivity: 12.5 Log (Ω · cm ), [Carrier 1] having a magnetization of 68 [Am 2 / kg] was obtained. CA is 42 [μC / g].
<キャリア２の製造方法>
・アクリル樹脂溶液（固形分５０［重量％］） ３９．７部
・グアナミン溶液（固形分７０［重量％］） １２．４部
・酸性触媒（固形分４０［重量％］） ０．２２部
・シリコーン樹脂溶液 １８５．８部
［固形分２０［重量％］（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
・アミノシラン １４．０部
［固形分１００［重量％］（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
・導電性粒子 ６６．２部
・トルエン
上記の材料をホモミキサーで１０分間分散し、アクリル樹脂被覆膜形成溶液を得た。芯材として平均粒径；３５［μｍ］焼成フェライト粉を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚０．１５［μｍ］になるように、スピラコーター（岡田精工社製）によりコーター内温度４０［℃］で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて１５０［℃］で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き６３［μｍ］の篩を用いて解砕し、粒子含有率：５０［重量％］、Ｄ／ｈ：２．３、体積固有抵抗：１２．５Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、磁化：６８［Ａｍ２／ｋｇ］の［キャリア２］を得た。CAは３６［μｃ／ｇ］である。
<Method for
・ Acrylic resin solution (solid content 50 [wt%]) 39.7 parts ・ Guanamine solution (solid content 70 [wt%]) 12.4 parts ・ Acid catalyst (solid content 40 [wt%]) 0.22 parts 185.8 parts of silicone resin solution [solid content 20 [wt%] (SR2410: manufactured by Toray Dow Corning Silicone)]
Aminosilane 14.0 parts [Solid content 100 [% by weight] (SH6020: Toray Dow Corning Silicone)]
・ Conductive particles 66.2 parts ・ Toluene
The above materials were dispersed with a homomixer for 10 minutes to obtain an acrylic resin coating film forming solution. Using an average particle diameter of 35 [μm] sintered ferrite powder as the core material, and using a Spira coater (manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) so that the coating film forming solution has a film thickness of 0.15 [μm] on the core material surface. It was applied at a coater internal temperature of 40 [° C.] and dried. The obtained carrier was baked in an electric furnace at 150 [° C.] for 1 hour. After cooling, the ferrite powder bulk was crushed using a sieve having an aperture of 63 [μm], and the particle content: 50 [wt%], D / h: 2.3, volume resistivity: 12.5 Log (Ω · cm ), [Carrier 2] having a magnetization of 68 [Am 2 / kg] was obtained. CA is 36 [μc / g].
上記のように得られたトナーとキャリアを表３のように組み合わせて、上記の機械において、温度１０［℃］、湿度１５［％］の環境のもと、１００００枚のランニングを行い、１００００枚通紙後の地汚れ、トナー飛散、画像濃度の評価を行った。 The toner and the carrier obtained as described above are combined as shown in Table 3, and 10,000 sheets are run in the above machine in an environment of a temperature of 10 [° C.] and a humidity of 15 [%], and 10,000 sheets. The background stain after passing the paper, toner scattering, and image density were evaluated.
実験２の結果を表４に示す。表中の、○は良い、△は悪い、×は非常に悪いという評価を示す。
The results of
表４より、実施例の色毎にキャリア種類を変えることで、地汚れ、トナー飛散、画像濃度に対して、Ｂｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの全色問題ないことが分かる。一方、比較例１及び比較例２のように、それぞれ、キャリア１、キャリア２で全色組み合わせた場合、地汚れ、トナー飛散、画像濃度の何れかの問題が発生していることが分かる。よって、プリンタ本体１００のように、色毎（トナー種毎）に組み合わせるキャリアを選択することで、安定した画像形成装置を提供できることが分かる。
From Table 4, it can be seen that by changing the carrier type for each color of the embodiment, there is no problem with all colors Bk, Y, C, and M with respect to background stain, toner scattering, and image density. On the other hand, when all the colors are combined with
以上、本実施形態によれば、帯電性が異なるブラックトナーとマゼンタトナーとについて、低帯電トナーであるブラックトナーと帯電能力が高めのキャリアとを組み合わせ、高帯電トナーであるマゼンタトナーと帯電能力が低めのキャリアとを組み合わせることで、帯電性の異なるトナー間の帯電量の差を小さくすることができ、転写不足及び放電を防止することができる。さらに、ブラックトナー、及びマゼンタトナーどちらにおいても、トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量Ｑ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合した時に得られる帯電量Ｑ６０としたとき、
Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００
で計算される帯電立ち上がり比Ｚが９０［％］以上であるので、補給されたトナーの帯電量が充分高くなる前に現像領域に到達してしまうことを防止し、トナー飛散、地汚れの発生を防止することができる。さらに、帯電立ち上がり比Ｚが１２０［％］以下となっているので、帯電の立下りを防止でき、低画像面積率の画像の連続通紙を行うことでトナーの攪拌時間が長くなったとしても、帯電量の低下を防止し、トナー飛散、地汚れの発生を防止することができる。これにより、異なる帯電能力のトナーに対して、現像剤の帯電量調整をトナーの添加剤で行わず、キャリアで行うことにより、他の現像ユニットへの影響を与えず、帯電量調整をすることができ、帯電量の立ち上がり性等も考慮して帯電能力の異なる各色トナーに組み合わせるキャリアの帯電能力をそれぞれ選択することにより、地汚れ、トナー飛散、転写部での放電画像等の異常画像も無い、安定した画像を長期にわたり提供できる。
また、重量平均粒径が３．０［μｍ］以上８．０［μｍ］以下、重量平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．０以上１．４０以下であるトナーを用いている。このように小粒径且つ粒度分布がシャープなトナーを使用することで、先鋭性、高精細性に優れた画像を得ることが可能となる。また、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌汚れの少ない高品位な画像を得ることができる。さらに、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
また、トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であるものを用いた。実験によれば、形状係数ＳＦ−１が１８０以下で、形状係数ＳＦ−２が１８０以下であれば、ともに１００に近づくほど転写効率が高くなることが判った。
また、トナーを少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を水系溶媒中で架橋および、または伸長反応させて製造している。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。
また、 長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる
As described above, according to the present embodiment, the black toner and the magenta toner having different charging properties are combined with the black toner that is a low charging toner and the carrier having a high charging capability, and the magenta toner that is a high charging toner and the charging capability are high. By combining with a lower carrier, the difference in charge amount between toners having different chargeability can be reduced, and insufficient transfer and discharge can be prevented. Furthermore, in both the black toner and the magenta toner, the charge amount Q600 obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of the toner concentration of 7%, and when the stirring and mixing is performed for 60 seconds under the same conditions. When the obtained charge amount is Q60,
Z [%] = (Q60 / Q600) × 100
Since the charge rise ratio Z calculated in step (1) is 90% or more, it prevents the replenished toner from reaching the development area before the charge amount becomes sufficiently high, and causes toner scattering and scumming. Can be prevented. Furthermore, since the charge rising ratio Z is 120 [%] or less, it is possible to prevent the charge falling, and even if the toner stirring time is increased by continuously passing an image with a low image area ratio. In addition, it is possible to prevent a decrease in charge amount and to prevent toner scattering and scumming. This makes it possible to adjust the charge amount of toner with different chargeability without affecting the other development units by adjusting the charge amount of the developer without using the toner additive and using the carrier. By selecting the carrier charging ability combined with each color toner with different charging ability in consideration of the rise of charge amount, etc., there are no abnormal images such as background stains, toner scattering, discharge images at the transfer section, etc. Can provide stable images over a long period of time.
The weight average particle diameter is 3.0 [μm] or more and 8.0 [μm] or less, and the ratio (Dv / Dn) of the weight average particle diameter Dv to the number average particle diameter Dn is 1.0 or more and 1.40 or less. Is used. By using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution as described above, an image having excellent sharpness and high definition can be obtained. Further, the toner charge amount distribution is uniform, and a high-quality image with little background stain can be obtained. Furthermore, the transfer rate can be increased in the electrostatic transfer system.
Further, toner having a shape factor SF-1 of 100 or more and 180 or less and a shape factor SF-2 of 100 or more and 180 or less was used. According to experiments, it has been found that when the shape factor SF-1 is 180 or less and the shape factor SF-2 is 180 or less, the transfer efficiency increases as the value approaches 100.
Further, a toner material liquid in which a polyester prepolymer having a functional group containing at least a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is crosslinked and / or extended in an aqueous solvent. Manufacture. Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained.
On the other hand, when the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the short axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has the long axis as the rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
１ 現像装置
２ トナーホッパ
３ トナー送流装置
４ 現像剤収容部
５ 第１攪拌スクリュ
６ 第２攪拌スクリュ
７ 現像スリーブ
８ 感光体
９ ドクタブレード
１０ 中間転写体
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成部
２０ タンデム画像形成部
２２ ２次転写装置
２５ 定着装置
１００ プリンタ本体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
表面に静電潜像が形成される像担持体を有し、
該像担持体に対向し且つ周面が周回可能に支持された現像剤担持体をそなえ、該現像剤担持体上にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を使用する複数のトナー毎に複数有する画像形成装置において、
複数の該現像装置に用いられる該二成分現像剤について、
帯電性が異なるトナーで同一のキャリアを用いた時に帯電量の絶対値が低いトナーを低帯電トナー、帯電量の絶対値が高いトナーを高帯電トナーとし、
同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリアを２種類以上使用し、帯電量の絶対値が高いキャリアを該低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを該高帯電トナーと組み合わせるもので、
トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６０としたとき、
Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００
で計算される帯電立ち上がり比Ｚ［％］が９０〜１２０［％］の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 Use multiple toners with different chargeability,
It has an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface,
A developer carrying member that is opposed to the image carrying member and is supported so that the circumferential surface thereof can circulate is provided, and a two-component developer comprising a toner and a carrier is carried on the developer carrying member. In an image forming apparatus having a plurality of toners for each of a plurality of toners using a developing device that visualizes an electrostatic latent image on the image carrier with toner by applying a developing electric field between the agent carriers.
About the two-component developer used in a plurality of the developing devices,
When the same carrier is used for toners having different charging properties, a toner having a low absolute value of the charge amount is a low charge toner, a toner having a high absolute value of the charge amount is a high charge toner,
The absolute value of the charge amount is obtained by using two or more types of carriers having different absolute values of the charge amount obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of the toner concentration of 7% when the same toner is used. A combination of a high carrier with the low-charged toner and a carrier having a low absolute charge amount with the high-charged toner,
When the charge amount obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of the toner concentration of 7% is Q600, and when the charge amount obtained when the carrier is stirred and mixed for 60 seconds under the same condition is Q60,
Z [%] = (Q60 / Q600) × 100
An image forming apparatus characterized in that the charge rising ratio Z [%] calculated in (1) is in the range of 90 to 120 [%].
上記現像装置で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８［μｍ］で、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The toner used in the developing device has a volume average particle diameter of 3 to 8 [μm] and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 to 1.00. 1. An image forming apparatus having a range of 1.40.
上記現像装置で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner used in the developing device has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
上記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3.
The toner used in the above-described developing device is obtained by crosslinking a toner material solution in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium. And / or an image forming apparatus, wherein the toner is obtained by an extension reaction.
上記現像装置で使用されるトナーは略球形状であり、長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定すると（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4.
The toner used in the developing device has a substantially spherical shape, and is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (provided that r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis r1 and the minor axis r2. The ratio (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. An image forming apparatus.
表面に静電潜像が形成される像担持体を有し、
該像担持体に対向し且つ周面が周回可能に支持された現像剤担持体をそなえ、該現像剤担持体上にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を担持し、像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を使用する複数のトナー毎に複数有する画像形成装置のトナー及びキャリアの選定方法において、
複数の該現像装置に用いられる該二成分現像剤について、
帯電性が異なるトナーで同一のキャリアを用いた時に帯電量の絶対値が低いトナーを低帯電トナー、帯電量の絶対値が高いトナーを高帯電トナーとし、
同一トナーを用いた際のトナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量の絶対値が異なるキャリアを２種類以上使用し、帯電量の絶対値が高いキャリアを該低帯電トナーと組み合わせ、帯電量の絶対値が低いキャリアを該高帯電トナーと組み合わせるもので、
トナー濃度７［％］の条件下でキャリアとトナーを１０分間攪拌混合したときに得られる帯電量をＱ６００とし、同一条件下で６０秒攪拌混合した時に得られる帯電量をＱ６０としたとき、
Ｚ［％］=（Ｑ６０／Ｑ６００）×１００
で計算される帯電立ち上がり比Ｚ［％］が９０〜１２０［％］の範囲にあることを特徴とするトナー及びキャリアの選定方法。 Use multiple toners with different chargeability,
It has an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface,
A developer carrying member that is opposed to the image carrying member and is supported so that the circumferential surface thereof can circulate is provided, and a two-component developer comprising a toner and a carrier is carried on the developer carrying member. A developing device that visualizes the electrostatic latent image on the image bearing member with toner by applying a developing electric field between the agent bearing members. In the selection method,
About the two-component developer used in a plurality of the developing devices,
When the same carrier is used for toners having different charging properties, a toner having a low absolute value of the charge amount is a low charge toner, a toner having a high absolute value of the charge amount is a high charge toner,
The absolute value of the charge amount is obtained by using two or more types of carriers having different absolute values of the charge amount obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of the toner concentration of 7% when the same toner is used. A combination of a high carrier with the low-charged toner and a carrier having a low absolute charge amount with the high-charged toner,
When the charge amount obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under the condition of the toner concentration of 7% is Q600, and when the charge amount obtained when the toner is stirred and mixed for 60 seconds under the same condition is Q60,
Z [%] = (Q60 / Q600) × 100
The toner and carrier selection method, wherein the charge rising ratio Z [%] calculated in (1) is in the range of 90 to 120 [%].
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