JP2013114006A - Image forming device and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
特許文献１には、静電電位の差による潜像が無端状の周面に形成される像保持体と、像保持体上の潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を、搬送される記録媒体に直接転写するか、又は中間転写体に一旦転写した後、搬送される記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を転写した後の像保持体上に残るトナーを除去するクリーニングブレードと、像保持体に接触するブラシ状部材と、を有し、前記トナーには、少なくともシリカ、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）及び潤滑剤が添加され、クリーニングブレードは、像保持体の周面の移動方向における上流側に先端を向けるとともに、先端が下方を向くように配置されており、ブラシ状部材は、像保持体の周面に付着して負極性に帯電しているシリカを除去するように交流バイアス電圧が印加されるものであることを特徴とする画像形成装置について記載されている。 Patent Document 1 discloses an image holding body in which a latent image due to a difference in electrostatic potential is formed on an endless peripheral surface, and a developing device that forms a toner image by attaching toner to the latent image on the image holding body. A transfer device that directly transfers the toner image to a recording medium to be transported or temporarily transfers the toner image to an intermediate transfer body, and then transfers the toner image to a recording medium to be transported; A cleaning blade that removes the toner remaining on the brush, and a brush-like member that contacts the image carrier. At least silica, polymethyl methacrylate (PMMA), and a lubricant are added to the toner. The tip is directed upstream in the moving direction of the peripheral surface of the image carrier and the tip is directed downward. The brush-like member adheres to the peripheral surface of the image carrier and is negatively charged. I'm doing There is described an image forming apparatus, characterized in that the AC bias voltage is applied to remove the mosquitoes.
本発明の課題は、トナー粒子から遊離した外添剤をトナー粒子と共に像保持体の表面から除去する画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that removes external additives released from toner particles together with the toner particles from the surface of the image carrier.
請求項１に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤が収納され、前記静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持体の表面に接触してクリーニングするクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードよりも前記像保持体の回転方向上流側の前記像保持体の表面に接触してクリーニングする静電ブラシであって、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加された状態でクリーニングする静電ブラシと、を有するクリーニング手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
The invention according to claim 1
An image carrier,
Charging means for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image forming means for forming an electrostatic charge image on the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image developer containing a toner for developing an electrostatic charge image having toner particles and an external additive having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9 is stored. Developing means for developing the electrostatic image with a charge image developer to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
A cleaning blade that contacts and cleans the surface of the image carrier, and an electrostatic brush that cleans by contacting the surface of the image carrier upstream of the cleaning blade in the rotational direction of the image carrier, An electrostatic brush for cleaning in a state where an applied voltage in which an alternating current component (AC) having a frequency of 0.5 kHz to 2.0 kHz is superimposed on a direct current component (DC) is applied;
Fixing means for fixing the toner image on the recording medium;
An image forming apparatus.
請求項２に係る発明は、
前記外添剤の体積平均粒径が８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である請求項１に記載の画像形成装置である。
The invention according to claim 2
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a volume average particle diameter of the external additive is 80 nm or more and 150 nm or less.
請求項３に係る発明は、
前記外添剤の平均円形度が０．５以上０．７以下である請求項１又は２に記載の画像形成装置である。
The invention according to claim 3
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an average circularity of the external additive is 0.5 or more and 0.7 or less.
請求項４に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
クリーニングブレードにより前記像保持体の表面をクリーニングすると共に、前記クリーニングブレードよりも前記像保持体の回転方向上流側で、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加した静電ブラシにより、前記像保持体の表面に接触してクリーニングするクリーニング工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
The invention according to claim 4
A charging step for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image forming step of forming an electrostatic charge image on the surface of the image carrier;
The electrostatic charge image is developed by an electrostatic charge image developer containing toner particles and a toner for developing an electrostatic charge image having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an external additive having an average circularity of 0.5 to 0.9. A development step of developing and forming a toner image;
A transfer step of transferring the toner image to a recording medium;
The surface of the image carrier is cleaned by a cleaning blade, and an AC component (AC) having a frequency of 0.5 kHz to 2.0 kHz as a direct current component (DC) upstream of the cleaning blade in the rotation direction of the image carrier. Cleaning step of cleaning the surface of the image holding member in contact with an electrostatic brush to which an applied voltage is applied,
A fixing step of fixing the toner image on the recording medium;
Is an image forming method.
請求項１に係る発明によれば、体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤を有するトナーを含有する静電荷像現像剤を用いた画像形成装置において、静電ブラシに印加する交流成分の周波数を０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の範囲外とした場合に比べ、トナー粒子から遊離した外添剤をトナー粒子と共に像保持体の表面から除去する画像形成装置が得られる。
請求項２に係る発明によれば、体積平均粒径８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲外である外添剤を有するトナーを用いた画像形成装置に比べ、外添剤のトナー粒子からの遊離を抑制しつつ、外添剤のトナー粒子への埋没を抑制し、転写性を維持する画像形成装置が得られる。
請求項３に係る発明によれば、平均円形度が０．５以上０．７以下の範囲内である外添剤を有するトナーを含有する静電荷像現像を用いた画像形成装置であっても、静電ブラシに印加する交流成分の周波数を０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の範囲外とした場合に比べ、トナー粒子から遊離した外添剤をトナー粒子と共に像保持体の表面から除去する画像形成装置が得られる。
請求項４に係る発明によれば、体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤を有するトナーを含有する静電荷像現像剤を用いた画像形成方法において、静電ブラシに印加する交流成分の周波数を０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の範囲外とした場合に比べ、トナー粒子から遊離した外添剤をトナー粒子と共に像保持体の表面から除去する画像形成方法が得られる。
According to the invention of claim 1, image formation using an electrostatic charge image developer containing a toner having an external additive having a volume average particle diameter of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9. In the apparatus, compared with the case where the frequency of the AC component applied to the electrostatic brush is outside the range of 0.5 kHz or more and 2.0 kHz or less, the external additive released from the toner particles is removed together with the toner particles from the surface of the image carrier. An image forming apparatus is obtained.
According to the second aspect of the invention, the release of the external additive from the toner particles is suppressed as compared with the image forming apparatus using the toner having the external additive outside the range of the volume average particle diameter of 80 nm or more and 150 nm or less. On the other hand, an image forming apparatus that suppresses the embedding of the external additive in the toner particles and maintains the transferability is obtained.
According to the third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus using electrostatic image development containing a toner having an external additive having an average circularity in the range of 0.5 to 0.7. Compared with the case where the frequency of the AC component applied to the electrostatic brush is outside the range of 0.5 kHz or more and 2.0 kHz or less, the external additive released from the toner particles is removed together with the toner particles from the surface of the image carrier. A forming device is obtained.
According to the invention of claim 4, image formation using an electrostatic charge image developer containing a toner having an external additive having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9. In this method, the external additive released from the toner particles is removed together with the toner particles from the surface of the image carrier as compared with the case where the frequency of the AC component applied to the electrostatic brush is outside the range of 0.5 kHz to 2.0 kHz. An image forming method is obtained.
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment which is an example of the present invention will be described in detail.
[画像形成装置]
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、形成した静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を記録媒体に転写した後の像保持体表面に残っている静電荷像現像用トナーを除去するクリーニング手段と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着手段と、を備える。
ここで、現像手段は、トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤が収納されている。
また、クリーニング手段は、像保持体の表面に接触してクリーニングするクリーニングブレードと、クリーニングブレードよりも像保持体の回転方向上流側の前記像保持体の表面に接触してクリーニングする静電ブラシとを有している。
そして、静電ブラシには、直流成分（ＤＣ）に重畳した交流成分（ＡＣ）が周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の印加電圧が印加される。
[Image forming equipment]
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, an electrostatic charge image forming unit that forms an electrostatic image on the surface of the image carrier, and the formed electrostatic charge. Developing means for developing the image to form a toner image; transfer means for transferring the toner image to the recording medium; and toner for developing the electrostatic image remaining on the surface of the image carrier after the toner image is transferred to the recording medium And a fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium to the recording medium.
Here, the developing unit includes an electrostatic image developing toner containing toner particles and a toner for developing an electrostatic image having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an external additive having an average circularity of 0.5 to 0.9. The agent is stored.
The cleaning means includes a cleaning blade that contacts and cleans the surface of the image carrier, an electrostatic brush that contacts and cleans the surface of the image carrier upstream of the cleaning blade in the rotational direction of the image carrier. have.
An applied voltage having an AC component (AC) superimposed on a DC component (DC) having a frequency of 0.5 kHz or more and 2.0 kHz or less is applied to the electrostatic brush.
本実施形態に係る画像形成装置は、上記の構成をとることにより、トナー粒子から遊離した外添剤をトナー粒子と共に像保持体の表面から除去する。 The image forming apparatus according to the present embodiment employs the above configuration to remove the external additive released from the toner particles from the surface of the image carrier together with the toner particles.
従来、トナーの外添剤として使用されてきた大径で球状の外添剤は、トナーに対する経時での外部負荷により外添剤がトナー粒子に埋没することで生じる転写性低下の抑制に有効とされている。
一方、外添剤は、粒径が小さいほうがトナー粒子表面から脱離しにくく、球状よりも異形であるほうがクリーニングブレードをすり抜けにくくなるので、トナー粒子から脱離し難くなると共に、脱離したとしても、クリーニングブレードをすり抜け、繰り返しクリーニングブレードによって摺擦されることによって、像保持体へ固着することが抑制される。
しかし、異形状の外添剤は、球状の外添剤に比べ像保持体への付着力が強まり、クリーニングブレードにより除去し難くなることがある。
また、トナー粒子から遊離した異形状の外添剤のクリーニング性を向上させる目的として、クリーニングブレード上流に静電ブラシを設置する事が考えられるが、従来の静電ブラシでは、トナー粒子はクリーニングできても、トナー粒子から遊離した外添剤を共に除去し難いのが現状である。
Conventionally, a large-diameter spherical external additive that has been used as an external additive for toner is effective in suppressing a decrease in transferability caused by the external additive being embedded in toner particles due to an external load on the toner over time. Has been.
On the other hand, the external additive is less likely to be detached from the toner particle surface when the particle size is smaller, and more difficult to slip through the cleaning blade than the spherical shape because it is more difficult to detach from the toner particles. By passing through the cleaning blade and repeatedly rubbing with the cleaning blade, sticking to the image carrier is suppressed.
However, irregularly shaped external additives have a stronger adhesion to the image carrier than spherical external additives, and may be difficult to remove with a cleaning blade.
In addition, an electrostatic brush may be installed upstream of the cleaning blade for the purpose of improving the cleanability of irregularly shaped external additives released from toner particles. However, conventional electrostatic brushes can clean toner particles. However, it is difficult to remove the external additives released from the toner particles.
これに対して、本実施形態に係る画像形成装置においては、体積平均粒径が７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、平均円形度が０．５以上０．９以下の外添剤、つまり、小径で、異形の外添剤を有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤を収納することで、外添剤が、トナー粒子へ埋没したり、トナー粒子から脱離してクリーニングブレードですり抜けることを、抑制する。
これにより、トナーの転写維持性が向上し、外添剤の像保持体への固着が抑制される。
加えて、クリーニング手段において、クリーニングブレードよりも像保持体の回転方向上流側でクリーニングする静電ブラシに対し、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加した状態とし、該静電ブラシによりクリーニングすることで、その後、クリーニングブレードにより像保持体の表面から、トナー粒子と共にトナー粒子から遊離した外添剤が除去され易くなる。
In contrast, in the image forming apparatus according to the present embodiment, an external additive having a volume average particle diameter of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9, that is, a small diameter, By storing an electrostatic charge image developer containing an electrostatic charge image developing toner having an irregular external additive, the external additive is embedded in the toner particles or detached from the toner particles and passed through the cleaning blade. Is suppressed.
As a result, the toner transfer maintenance is improved, and adhesion of the external additive to the image carrier is suppressed.
In addition, an AC component (AC) having a frequency of 0.5 kHz or more and 2.0 kHz or less is applied to the direct current component (DC) with respect to the electrostatic brush that is cleaned upstream of the cleaning blade in the rotation direction of the image carrier in the cleaning unit. When the superimposed applied voltage is applied and cleaning is performed with the electrostatic brush, the external additive released from the toner particles together with the toner particles is easily removed from the surface of the image carrier by the cleaning blade.
これは、小径で、異形の外添剤は、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加した静電ブラシに接触すると、静電ブラシ自体の物理的な掻き取り力が付与されると共に、トナー粒子とトナー粒子から遊離した外添剤に共通して静電的作用が働くことになり、外添剤の像保持体に対する付着力が弱められ、その結果、静電ブラシよりも像保持体の回転方向下流側にあるクリーニングブレードにより除去されると考えられるためである。 This is because when the external additive having a small diameter and an irregular shape is in contact with an electrostatic brush to which an applied voltage in which an alternating current component (AC) having a frequency of 0.5 kHz to 2.0 kHz is superimposed on a direct current component (DC) is applied, In addition to the physical scraping force of the electric brush itself, an electrostatic action is applied to both the toner particles and the external additive released from the toner particles, and the external additive is attached to the image carrier. This is because the adhesion force is weakened, and as a result, it is considered that the attachment force is removed by the cleaning blade that is located downstream of the electrostatic brush in the rotation direction of the image carrier.
以上から、本実施形態に係る画像形成装置では、トナー粒子から遊離した外添剤が、トナー粒子と共に像保持体の表面から除去されると考えられる。 From the above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, it is considered that the external additive released from the toner particles is removed from the surface of the image carrier together with the toner particles.
以下、本実施形態を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る画像形成装置１０１は、図１に示すように、例えば、矢印Ａで示すように、時計回り方向に回転する電子写真感光体１０（像保持体として）と、電子写真感光体１０の上方に、電子写真感光体１０に相対して設けられ、電子写真感光体１０の表面を帯電させる帯電装置２０（帯電手段の一例）と、帯電装置２０により帯電した電子写真感光体１０の表面に露光して、静電荷像を形成する露光装置３０（静電荷像形成手段の一例）と、露光装置３０により形成された静電荷像に現像剤に含まれるトナーを付着させて電子写真感光体１０の表面にトナー像を形成する現像装置４０（現像手段の一例）と、記録紙Ｐ（被転写媒体）をトナーの帯電極性とは異なる極性に帯電させて記録紙Ｐに電子写真感光体１０上のトナー像を転写させる転写装置５０と、電子写真感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング装置７０（トナー除去手段の一例）とを備える。そして、トナー像が形成された記録紙Ｐを搬送しつつ、トナー像を定着させる定着装置６０が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
以下、本実施形態に係る画像形成装置１０１における主な構成部材の詳細について説明する。
Details of main components in the
（電子写真感光体）
電子写真感光体１０は、導電性支持体上に下引層が設けられ、下引層の上に感光層として電荷発生層及び電荷輸送層が設けられ、さらに最表面層となる表面保護層が設けられたものが挙げられる。
また、電子写真感光体１０は、電荷発生層と電荷輸送層とに機能が分離された感光層を備えているが、下引層の上に電荷輸送層、電荷発生層、表面保護層が順次設けられているものであってもよい。
さらに、電子写真感光体１０は、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層、すなわち単層型感光層（電荷発生／電荷輸送層）に含有し、感光層の上には表面保護層が設けられていてもよい。
電子写真感光体１０としては、特に制限なく、公知の感光体が適用されるが、電荷発生層と電荷輸送層を分離した、いわゆる機能分離型と呼ばれる構造の有機感光体が好適に適用される。また、電子写真感光体１０は、その表面層が電荷輸送性を有し架橋構造を有する保護層で被覆されているものも好適に適用される。この保護層の架橋成分としてシロキサン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、アクリル樹脂で構成された感光体も好適に適用される。
(Electrophotographic photoreceptor)
The
The electrophotographic
Further, the
The
（帯電装置）
帯電装置２０としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が挙げられる。また、帯電装置２０としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。帯電装置２０としては、接触型帯電器がよい。
(Charging device)
Examples of the charging
（露光装置）
露光装置３０としては、例えば、電子写真感光体１０表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光を、像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体１０の分光感度領域にあるものがよい。半導体レーザーの波長としては、例えば、７８０ｎｍ前後に発振波長を有する近赤外がよい。しかし、この波長に限定されず、６００ｎｍ台の発振波長レーザーや青色レーザーとして４００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下に発振波長を有するレーザーも利用してもよい。また、露光装置３０としては、例えばカラー画像形成のためにはマルチビーム出力するタイプの面発光型のレーザー光源も有効である。
(Exposure equipment)
Examples of the
（静電荷像現像剤）
現像装置４０に使用される静電荷像現像剤について説明する。
静電荷像現像剤は、静電荷像現像用トナー（以下、単に「トナー」と称する場合がある）を少なくとも含むものであり、トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
トナーは、トナー粒子と、外添剤と、を含んで構成されており、外添剤は、体積平均粒径が７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で、平均円形度が０．５以上０．９以下である。
(Electrostatic image developer)
The electrostatic charge image developer used in the developing
The electrostatic image developer includes at least a toner for developing an electrostatic image (hereinafter sometimes simply referred to as “toner”), and may be a one-component developer including only the toner. And a two-component developer mixed with a carrier.
The toner includes toner particles and an external additive, and the external additive has a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9. .
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア、樹脂分散型キャリア等が挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a carrier, A well-known carrier is mentioned. Examples of the carrier include a resin-coated carrier, a magnetic dispersion carrier, a resin dispersion carrier, and the like.
前記二成分現像剤における、本実施形態に係るトナーと上記キャリアとの混合比（質量比）は、トナー：キャリア＝１：１００乃至３０：１００程度の範囲が望ましく、３：１００乃至２０：１００程度の範囲がより望ましい。 The mixing ratio (mass ratio) of the toner according to the exemplary embodiment and the carrier in the two-component developer is preferably in the range of toner: carrier = 1: 100 to 30: 100, and 3: 100 to 20: 100. A range of degree is more desirable.
まず、外添剤について説明する。
外添剤は、体積平均粒径が７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で、平均円形度が０．５以上０．９以下である。
First, the external additive will be described.
The external additive has a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9.
外添剤の体積平均粒径は、７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であるが、望ましくは８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下で、より望ましくは９０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である。
外添剤の体積平均粒径を７０ｎｍ以上とすることにより、外添剤としての機能（スペーサー機能）が確保される。
一方、外添剤の体積平均粒径を４００ｎｍ以下とすることにより、トナー粒子からの遊離が抑制されると共に、機械的負荷による欠損が抑制される。
さらに、外添剤の体積平均粒径は、８０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下となることで、外添剤のトナー粒子からの遊離の抑制と共に、外添剤のトナー粒子への埋没の抑制との両立が実現すると考えられる。
これにより、トナーの転写維持性が向上し、外添剤の像保持体への固着が抑制されると考えられる。
The volume average particle diameter of the external additive is 70 nm or more and 400 nm or less, preferably 80 nm or more and 150 nm or less, more preferably 90 nm or more and 120 nm or less.
By setting the volume average particle size of the external additive to 70 nm or more, the function (spacer function) as the external additive is ensured.
On the other hand, by setting the volume average particle diameter of the external additive to 400 nm or less, release from the toner particles is suppressed and defects due to a mechanical load are suppressed.
Furthermore, the volume average particle size of the external additive is 80 nm or more and 150 nm or less, thereby realizing both the suppression of the release of the external additive from the toner particles and the suppression of the embedding of the external additive in the toner particles. I think that.
As a result, it is considered that toner transfer maintenance is improved and sticking of the external additive to the image carrier is suppressed.
外添剤の体積平均粒径は、トナー粒子にシリカ粒子を分散させた後のシリカ粒子の一次粒子１００個をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の累積頻度における５０％径（Ｄ５０ｖ）を外添剤の体積平均粒径とする。 The volume average particle diameter of the external additive is determined by observing 100 primary particles of the silica particles after the silica particles are dispersed in the toner particles using a scanning electron microscope (SEM) apparatus, and analyzing the primary particles for each particle by image analysis of the primary particles. The long diameter and the shortest diameter are measured, and the equivalent sphere diameter is measured from the intermediate value. The 50% diameter (D50v) in the cumulative frequency of the obtained sphere equivalent diameter is defined as the volume average particle diameter of the external additive.
外添剤の平均円形度は、０．５以上０．９以下であるが、０．５以上０．７以下が望ましく、０．５５以上０．６５以下がより望ましい。
外添剤の平均円形度を０．５以上とすることにより、機械的負荷が加わった場合に応力集中を抑制し、機械的負荷による欠損が抑えられる。
一方、外添剤の平均円形度を０．９以下とすることにより、外添剤が異形状となり、クリーニングブレードと像保持体との接触部での外添剤のすり抜けが抑制される。
また、本実施形態に係る画像形成装置においては、外添剤の平均円形度が０．５以上０．７以下といった異形の度合いが高まると、像保持体表面への接触面積が高まり易く、像保持体から除去しにくくなる傾向となるが、この場合においても、クリーニングブレードと共に像保持体表面のトナー粒子及び外添剤を除去する静電ブラシに印加する交流成分の周波数を０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下とすることにより、トナー粒子から遊離した外添剤が、トナー粒子と共に像保持体の表面から除去され易くなると考えられる。
The average circularity of the external additive is from 0.5 to 0.9, preferably from 0.5 to 0.7, and more preferably from 0.55 to 0.65.
By setting the average circularity of the external additive to 0.5 or more, stress concentration is suppressed when a mechanical load is applied, and defects due to the mechanical load are suppressed.
On the other hand, by setting the average degree of circularity of the external additive to 0.9 or less, the external additive has an irregular shape, and slipping of the external additive at the contact portion between the cleaning blade and the image carrier is suppressed.
Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, when the degree of irregularity such that the average circularity of the external additive is 0.5 or more and 0.7 or less is increased, the contact area with the surface of the image carrier is easily increased, and the image In this case, the frequency of the AC component applied to the electrostatic brush that removes the toner particles and the external additive on the surface of the image carrier together with the cleaning blade is 0.5 kHz or more. By setting the frequency to 0.0 kHz or less, it is considered that the external additive released from the toner particles is easily removed from the surface of the image carrier together with the toner particles.
外添剤の円形度は、トナー粒子にシリカ粒子を分散させた後の外添剤の一次粒子を、ＳＥＭ装置により観察し、得られた一次粒子の画像解析から、下記式により算出される「１００／ＳＦ２」として得られる。
円形度（１００／ＳＦ２）＝４π×（Ａ／Ｉ２）
〔式中、Ｉは画像上におけるシリカ粒子の一次粒子の周囲長を示し、Ａは外添剤の一次粒子の投影面積を表す。ＳＦ２は形状係数を表す。
そして、外添剤の平均円形度は、上記画像解析によって得られた一次粒子１００個の円相当径の累積頻度における５０％円形度として得られる。
The circularity of the external additive is calculated by the following formula from the image analysis of the primary particles obtained by observing the primary particles of the external additive after the silica particles are dispersed in the toner particles with an SEM apparatus. 100 / SF2 ".
Circularity (100 / SF2) = 4π × (A / I 2 )
[In the formula, I represents the perimeter of the primary particles of the silica particles on the image, and A represents the projected area of the primary particles of the external additive. SF2 represents a shape factor.
The average circularity of the external additive is obtained as 50% circularity in the cumulative frequency of the equivalent circle diameter of 100 primary particles obtained by the image analysis.
外添剤としては、上記特性を満たす、無機粒子、有機粒子等、周知のものが挙げられる。無機粒子としては、例えば、シリカ（例えば、フュームドシリカ、ゾルゲルシリカ等）、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム、酸化スズ、酸化鉄等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。
有機粒子としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。
これら外添剤は、表面に疎水化処理が施されていることがよい。
Examples of the external additive include well-known materials such as inorganic particles and organic particles that satisfy the above characteristics. Examples of inorganic particles include silica (for example, fumed silica, sol-gel silica, etc.), alumina, titania, zinc oxide, tin oxide, iron oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, tricalcium phosphate, cerium oxide, tin oxide, Examples thereof include all particles used as an external additive on the toner surface, such as iron oxide.
Examples of the organic particles include all particles usually used as external additives on the toner surface, such as vinyl resins, polyester resins, silicone resins, and fluorine resins.
These external additives are preferably subjected to a hydrophobic treatment on the surface.
これら外添剤の中でも、外添剤としては、シリカ粒子であることが望ましい。
シリカ粒子としては、例えば、水ガラスを原料としてシリカゾルを得る方法や、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物を原料とし、ゾルゲル法によって粒子を生成する、いわゆる湿式方法によって製造してもよいが、上記特性を満たす異形状のシリカ粒子を得る観点から、下記シリカ粒子の製造方法（以下、本シリカ粒子の製造方法と称する）により得られたものであることがよい。
Among these external additives, the external additive is preferably silica particles.
The silica particles may be produced by, for example, a method of obtaining silica sol using water glass as a raw material or a so-called wet method in which particles are generated by a sol-gel method using a silicon compound represented by alkoxysilane as a raw material. From the viewpoint of obtaining irregularly shaped silica particles satisfying the characteristics, the silica particles may be obtained by the following silica particle production method (hereinafter referred to as the present silica particle production method).
以下、本シリカ粒子の製造方法について説明する。
本シリカ粒子の製造方法は、アルコールを含む溶媒中に、０．６ｍｏｌ／Ｌ以上０．８７ｍｏｌ／Ｌ以下の濃度でアルカリ触媒が含まれるアルカリ触媒溶液を準備する工程（以下、「アルカリ触媒溶液準備工程」と称することがある）と、前記アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランを供給すると共に、テトラアルコキシシランの１分間当たりに供給される総供給量の１ｍｏｌ当たりに対して０．１ｍｏｌ以上０．４ｍｏｌ以下でアルカリ触媒を供給する工程（以下、「粒子生成工程」と称することがある）と、を有する。
Hereinafter, the manufacturing method of this silica particle is demonstrated.
The method for producing the silica particles is a step of preparing an alkali catalyst solution containing an alkali catalyst at a concentration of 0.6 mol / L or more and 0.87 mol / L or less in a solvent containing alcohol (hereinafter referred to as “alkali catalyst solution preparation”). In some cases, tetraalkoxysilane is supplied into the alkali catalyst solution, and 0.1 mol or more per 1 mol of the total amount of tetraalkoxysilane supplied per minute is 0. And a step of supplying an alkali catalyst at 4 mol or less (hereinafter sometimes referred to as “particle generation step”).
つまり、本シリカ粒子の製造方法では、上記濃度のアルカリ触媒が含まれるアルコールの存在下に、原料であるテトラアルコキシシランと、別途、触媒であるアルカリ触媒と、をそれぞれ上記関係で供給しつつ、テトラアルコキシシランを反応させて、シラン粒子を生成する方法である。
本シリカ粒子の製造方法では、上記手法により、粗大凝集物の発生が少なく、上記特性を満たす異形状のシリカ粒子が得られる。
特に、本シリカ粒子の製造方法では、表面が湾曲状で構成された丸みを帯びた異形状のシリカ粒子が得られることから、乾式の製法で得られる表面が鋭角状で尖った突起を持つ異形状のシリカ粒子に比べ、トナー粒子に対する接触面積が大きくなり、異形状のシリカ粒子であっても、トナー粒子からの離脱が抑制され易く、又は、機械的負荷による欠損も抑制され易く、その結果、静電荷像保持体の磨耗を抑えつつ、色筋の発生が抑制され易くなる。
この理由は、定かではないが以下の理由によるものと考えられる。
That is, in the method for producing silica particles, in the presence of the alcohol containing the alkali catalyst at the above concentration, while supplying the raw material tetraalkoxysilane and the alkali catalyst as a catalyst separately in the above relationship, In this method, tetraalkoxysilane is reacted to generate silane particles.
In the present method for producing silica particles, the above-mentioned method yields irregularly shaped silica particles satisfying the above characteristics with less generation of coarse aggregates.
In particular, in this method for producing silica particles, rounded irregularly shaped silica particles having a curved surface are obtained, so that the surface obtained by the dry process has a sharp and sharp protrusion. Compared to the shape of the silica particles, the contact area with the toner particles is large, and even with irregularly shaped silica particles, the separation from the toner particles is easily suppressed, or defects due to a mechanical load are also easily suppressed. Further, the generation of color streaks is easily suppressed while suppressing the wear of the electrostatic charge image holding member.
Although this reason is not certain, it is thought to be due to the following reasons.
まず、アルコールを含む溶媒中に、アルカリ触媒が含まれるアルカリ触媒溶液を準備し、この溶液中にテトラアルコキシシランとアルカリ触媒とをそれぞれ供給すると、アルカリ触媒溶液中に供給されたテトラアルコキシシランが反応して、核粒子が生成される。このとき、アルカリ触媒溶液中のアルカリ触媒濃度が上記範囲にあると、２次凝集物等の粗大凝集物の生成を抑制しつつ、円形度の低い核粒子が生成すると考えられる。これは、アルカリ触媒は、触媒作用の他に、生成される核粒子の表面に配位し、核粒子の形状、分散安定性に寄与するが、その量が上記範囲内であると、アルカリ触媒が核粒子の表面を均一に覆わないため（つまりアルカリ触媒が核粒子の表面に偏在して付着するため）、核粒子の分散安定性は保持するものの、核粒子の表面張力及び化学的親和性に部分的な偏りが生じ、円形度の低い核粒子が生成されると考えられるためである。 First, when an alkali catalyst solution containing an alkali catalyst is prepared in a solvent containing alcohol, and tetraalkoxysilane and an alkali catalyst are respectively supplied to this solution, the tetraalkoxysilane supplied in the alkali catalyst solution reacts. Thus, nuclear particles are generated. At this time, if the alkali catalyst concentration in the alkali catalyst solution is in the above range, it is considered that core particles having a low degree of circularity are generated while suppressing the formation of coarse aggregates such as secondary aggregates. This is because the alkali catalyst is coordinated to the surface of the generated core particle in addition to the catalytic action, and contributes to the shape and dispersion stability of the core particle. If the amount is within the above range, the alkali catalyst Does not cover the surface of the core particles uniformly (that is, because the alkali catalyst is unevenly distributed and adheres to the surface of the core particles), while maintaining the dispersion stability of the core particles, the surface tension and chemical affinity of the core particles This is because it is considered that a partial deviation occurs in the nuclei and core particles with low circularity are generated.
そして、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給をそれぞれ続けていくと、テトラアルコキシシランの反応により、生成した核粒子が成長し、シラン粒子が得られる。ここで、このテトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給を、その供給量を上記関係で維持しつつ行うことで、２次凝集物等の粗大凝集物の生成を抑制しつつ、円形度の低い核粒子がその異形性を保ったまま粒子成長し、結果、円形度の低いシリカ粒子が生成されると考えられる。これは、このテトラアルコキシシランとアルカリ触媒との供給量を上記関係とすることで、核粒子の分散を保持しつつも、核粒子表面における張力と化学的親和性の部分的な偏りが保持されることから、異形性を保ちながらの核粒子の粒子成長が生じると考えられるためである。 When the tetraalkoxysilane and the alkali catalyst are continuously supplied, the produced core particles grow by the reaction of the tetraalkoxysilane, and silane particles are obtained. Here, by supplying the tetraalkoxysilane and the alkali catalyst while maintaining the supply amount in the above relationship, the generation of coarse aggregates such as secondary aggregates is suppressed, and the nucleus having low circularity It is considered that the particles grow while maintaining the irregular shape, and as a result, silica particles with low circularity are generated. This is because the supply amount of the tetraalkoxysilane and the alkali catalyst is in the above relationship, so that the partial distribution of the tension and chemical affinity on the surface of the core particle is maintained while maintaining the dispersion of the core particle. Therefore, it is considered that particle growth of the core particles occurs while maintaining the deformity.
以上から、本シリカ粒子の製造方法では、粗大凝集物の発生が少なく、異形状のシリカ粒子が得られると考えられる。
そして、本シリカ粒子の製造方法では、異形性を保ちながらの核粒子の粒子成長が生じることから、表面が湾曲状で構成された丸みを帯びた異形状のシリカ粒子が得られると考えられる。
From the above, it is considered that in the method for producing silica particles, the generation of coarse aggregates is small, and irregularly shaped silica particles can be obtained.
Then, in the method for producing silica particles, the core particles grow while maintaining the irregularity, so that it is considered that rounded irregularly shaped silica particles having a curved surface are obtained.
ここで、テトラアルコキシシランの供給量は、シリカ粒子の粒度分布や円形度に関係すると考えられる。テトラアルコキシシランの供給量を、０．００２ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍ ｉｎ）以上０．００９ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以下とすることで、滴下されたテトラアルコキシシランと核粒子との接触確率を下げ、テトラアルコキシシラン同士の反応が起こる前に、テトラアルコキシシランが核粒子に偏りなく供給されると考えられる。従って、テトラアルコキシシランと核粒子との反応を偏り無く生じさせ得ると考えられる。その結果、粒子成長のバラツキを抑制し、分布幅の小さいシリカ粒子を製造し得ると考えられる。
なお、シリカ粒子の体積平均粒径は、テトラアルコキシシランの総供給量に依存すると考えられる。
Here, the supply amount of tetraalkoxysilane is considered to be related to the particle size distribution and circularity of the silica particles. By reducing the supply amount of tetraalkoxysilane to 0.002 mol / (mol · min) or more and 0.009 mol / (mol · min) or less, the contact probability between the dropped tetraalkoxysilane and the core particles is reduced, It is considered that the tetraalkoxysilane is supplied to the core particles evenly before the reaction between the tetraalkoxysilanes occurs. Therefore, it is considered that the reaction between the tetraalkoxysilane and the core particles can be generated without any bias. As a result, it is considered that the dispersion of particle growth is suppressed and silica particles having a small distribution width can be produced.
The volume average particle diameter of the silica particles is considered to depend on the total supply amount of tetraalkoxysilane.
また、本シリカ粒子の製造方法では、異形状の核粒子を生成させ、この異形状を保ったまま核粒子を成長させてシリカ粒子が生成されると考えられることから、機械的負荷に対する形状安定性が高い異形状のシリカ粒子が得られると考えられる。
また、本シリカ粒子の製造方法では、生成した異形状の核粒子が異形状を保ったまま粒子成長され、シリカ粒子が得られると考えられることから、機械的負荷に強く、壊れ難いシリカ粒子が得られると考えられる。
In addition, in this method for producing silica particles, it is considered that silica particles are produced by generating irregularly shaped core particles and growing the nucleus particles while maintaining the deformed shape. It is thought that irregularly shaped silica particles having high properties can be obtained.
Further, in the method for producing silica particles, it is considered that the generated irregularly shaped core particles are grown while maintaining the irregular shape, and silica particles are obtained. It is thought that it is obtained.
また、本シリカ粒子の製造方法では、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランとアルカリ触媒とをそれぞれ供給することで、テトラアルコキシシランの反応を生じさて、粒子生成を行っていることから、従来のゾルゲル法による異形シリカ粒子を製造する場合に比べ、総使用アルカリ触媒量が少なくなり、その結果、アルカリ触媒の除去工程の省略も実現される。これは、特に、高純度が求められる製品にシリカ粒子を適用する場合に有利である。 Further, in this method for producing silica particles, tetraalkoxysilane and alkali catalyst are respectively supplied to the alkali catalyst solution to cause a reaction of tetraalkoxysilane, thereby generating particles. Compared with the case of producing irregular shaped silica particles by the sol-gel method, the total amount of alkali catalyst used is reduced, and as a result, it is possible to omit the step of removing the alkali catalyst. This is particularly advantageous when silica particles are applied to products that require high purity.
次に、アルカリ触媒溶液準備工程について説明する。
アルカリ触媒溶液準備工程は、アルコールを含む溶媒を準備し、これにアルカリ触媒を添加して、アルカリ触媒溶液を準備する。
Next, the alkali catalyst solution preparation step will be described.
In the alkali catalyst solution preparation step, a solvent containing alcohol is prepared, and an alkali catalyst is added thereto to prepare an alkali catalyst solution.
アルコールを含む溶媒は、アルコール単独の溶媒であってもよいし、必要に応じて水、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸セロソルブ等のセロソルブ類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等の他の溶媒との混合溶媒であってもよい。
混合溶媒の場合、アルコールの他の溶媒に対する量は８０質量％以上（望ましくは９０質量％以上）であることがよい。
なお、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。
The solvent containing alcohol may be a solvent of alcohol alone or, if necessary, ketones such as water, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, cellosolve acetate, It may be a mixed solvent with other solvents such as ethers such as dioxane and tetrahydrofuran.
In the case of a mixed solvent, the amount of alcohol relative to the other solvent is preferably 80% by mass or more (desirably 90% by mass or more).
Examples of the alcohol include lower alcohols such as methanol and ethanol.
一方、アルカリ触媒としては、テトラアルコキシシランの反応（加水分解反応、縮合反応）を促進させるための触媒であり、例えば、アンモニア、尿素、モノアミン、四級アンモニウム塩等の塩基性触媒が挙げられ、特にアンモニアが望ましい。 On the other hand, the alkali catalyst is a catalyst for accelerating the reaction (hydrolysis reaction, condensation reaction) of tetraalkoxysilane, and examples thereof include basic catalysts such as ammonia, urea, monoamine, quaternary ammonium salts, Ammonia is particularly desirable.
アルカリ触媒の濃度（含有量）は、０．６ｍｏｌ／Ｌ以上０．８７ｍｏｌ／Ｌであり、望ましくは０．６３ｍｏｌ／Ｌ以上０．７８ｍｏｌ／Ｌであり、より望ましくは０．６６ｍｏｌ／Ｌ以上０．７５ｍｏｌ／Ｌである。
アルカリ触媒の濃度が、０．６ｍｏｌ／Ｌより少ないと、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が不安定となり、２次凝集物等の粗大凝集物が生成されたり、ゲル化状となったりして、粒度分布が悪化することがある。
一方、アルカリ触媒の濃度が、０．８７ｍｏｌ／Ｌより多いと、生成した核粒子の安定性が過大となり、真球状の核粒子が生成され、平均円形度が０．９０以下の異形状の核粒子が得ることが困難となることがある。
なお、アルカリ触媒の濃度は、アルコール触媒溶液（アルカリ触媒＋アルコールを含む溶媒）に対する濃度である。
The concentration (content) of the alkali catalyst is 0.6 mol / L or more and 0.87 mol / L, desirably 0.63 mol / L or more and 0.78 mol / L, more desirably 0.66 mol / L or more and 0. .75 mol / L.
If the concentration of the alkali catalyst is less than 0.6 mol / L, the dispersibility of the core particles in the growth process of the generated core particles becomes unstable, and coarse aggregates such as secondary aggregates are generated or gelled. The particle size distribution may deteriorate.
On the other hand, when the concentration of the alkali catalyst is higher than 0.87 mol / L, the stability of the generated core particles becomes excessive, and spherical core particles are generated, and irregularly shaped nuclei having an average circularity of 0.90 or less. Particles can be difficult to obtain.
In addition, the density | concentration of an alkali catalyst is a density | concentration with respect to an alcohol catalyst solution (an alkali catalyst + solvent containing alcohol).
粒子生成工程について説明する。
粒子生成工程は、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランと、アルカリ触媒と、をそれぞれ供給し、当該アルカリ触媒溶液中で、テトラアルコキシシランを反応（加水分解反応、縮合反応）させて、シリカ粒子を生成する工程である。
この粒子生成工程では、テトラアルコキシシランの供給初期に、テトラアルコキシシランの反応により核粒子が生成した後（核粒子生成段階）、この核粒子の成長を経て（核粒子成長段階）、シリカ粒子が生成する。
The particle generation process will be described.
In the particle generation step, tetraalkoxysilane and an alkali catalyst are respectively supplied to an alkali catalyst solution, and the tetraalkoxysilane is reacted (hydrolysis reaction, condensation reaction) in the alkali catalyst solution to obtain silica particles. Is a step of generating.
In this particle generation process, after the core particles are generated by the reaction of tetraalkoxysilane at the initial stage of supply of tetraalkoxysilane (core particle generation stage), the core particles are grown (core particle growth stage), and then the silica particles are Generate.
アルカリ触媒溶液中に供給するテトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられるが、反応速度の制御性や得られるシリカ粒子の形状、粒径、粒度分布等の点から、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランがよい。 Examples of the tetraalkoxysilane supplied into the alkali catalyst solution include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, and the like. From the viewpoints of diameter, particle size distribution, etc., tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable.
テトラアルコキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液中のアルコールに対して、０．００２ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以上０．００９ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以下とする。
これは、アルカリ触媒溶液を準備する工程で用いたアルコール１ｍｏｌに対して、１分間当たり０．００２ｍｏｌ以上０．００９ｍｏｌ以下の供給量でテトラアルコキシシランを供給することを意味する。
なお、シリカ粒子の粒径については、テトラアルコキシシランの種類や、反応条件にもよるが、粒子生成の反応に用いるテトラアルコキシシランの総供給量を、例えばシリカ粒子分散液１Ｌに対し０．７５６ｍｏｌ以上とすることで、粒径が７０ｎｍ以上の一次粒子が得られ、シリカ粒子分散液１Ｌに対し４．４ｍｏｌ以下とすることで、粒径が４００ｎｍ以下の一次粒子が得られる。
The supply amount of tetraalkoxysilane is 0.002 mol / (mol · min) or more and 0.009 mol / (mol · min) or less with respect to the alcohol in the alkali catalyst solution.
This means that tetraalkoxysilane is supplied at a supply rate of 0.002 mol to 0.009 mol per minute with respect to 1 mol of alcohol used in the step of preparing the alkali catalyst solution.
The particle size of the silica particles depends on the type of tetraalkoxysilane and the reaction conditions, but the total supply amount of tetraalkoxysilane used in the particle generation reaction is, for example, 0.756 mol with respect to 1 L of silica particle dispersion. By setting it as the above, the primary particle of a particle size of 70 nm or more is obtained, and a primary particle of a particle size of 400 nm or less is obtained by setting it as 4.4 mol or less with respect to 1 L of silica particle dispersion liquids.
テトラアルコキシシランの供給量が、０．００２ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）より少ないと、滴下されたテトラアルコキシシランと核粒子との接触確率をより下げることにはなるが、テトラアルコキシシランの総供給量を滴下し終わるまでに長時間を要し、生産効率が悪い。
テトラアルコキシシランの供給量が０．００９ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）を超えると、滴下されたテトラアルコキシシランと核粒子とが反応する前に、テトラアルコキシシラン同士の反応を生じさせることになると考えられる。そのため、核粒子へのテトラアルコキシシラン供給の偏在化を助長し、核粒子形成のバラツキをもたらす。
If the supply amount of tetraalkoxysilane is less than 0.002 mol / (mol · min), the contact probability between the dropped tetraalkoxysilane and the core particles is further lowered, but the total supply amount of tetraalkoxysilane is reduced. It takes a long time to finish dripping, and the production efficiency is poor.
If the supply amount of tetraalkoxysilane exceeds 0.009 mol / (mol · min), it is considered that the reaction between tetraalkoxysilanes occurs before the dropped tetraalkoxysilane reacts with the core particles. . Therefore, the uneven distribution of the tetraalkoxysilane supply to the core particles is promoted, resulting in variations in the core particle formation.
テトラアルコキシシランの供給量は、０．００２ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以上０．００４５ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以下が望ましく、より望ましくは、０．００２ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以上０．００３５ｍｏｌ／（ｍｏｌ・ｍｉｎ）以下である。 The supply amount of tetraalkoxysilane is preferably 0.002 mol / (mol · min) or more and 0.0045 mol / (mol · min) or less, and more preferably 0.002 mol / (mol · min) or more and 0.0035 mol / ( mol · min) or less.
一方、アルカリ触媒溶液中に供給するアルカリ触媒は、上記例示したものが挙げられる。この供給するアルカリ触媒は、アルカリ触媒溶液中に予め含まれるアルカリ触媒と同じ種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよいが、同じ種類のものであることがよい。 On the other hand, examples of the alkali catalyst supplied into the alkali catalyst solution include those exemplified above. The alkali catalyst to be supplied may be of the same type as the alkali catalyst previously contained in the alkali catalyst solution, or may be of a different type, but is preferably of the same type.
アルカリ触媒の供給量は、テトラアルコキシシランの１分間当たりに供給される総供給量の１ｍｏｌ当たりに対して０．１ｍｏｌ以上０．４ｍｏｌ以下とし、望ましくは０．１４ｍｏｌ以上０．３５ｍｏｌ以下、より望ましくは０．１８ｍｏｌ以上０．３０ｍｏｌ以下である。
アルカリ触媒の供給量が、０．１ｍｏｌより少ないと、生成した核粒子の成長過程の核粒子の分散性が不安定となり、２次凝集物等の粗大凝集物が生成したり、ゲル化状となったりして、粒度分布が悪化することがある。
一方、アルカリ触媒の供給量が、０．４ｍｏｌより多いと、生成した核粒子の安定性が過大となり、核粒子生成段階で円形度の低い核粒子が生成されても、その核粒子成長段階で核粒子が球状に成長し、円形度の低いシリカ粒子が得られない場合がある。
The supply amount of the alkali catalyst is 0.1 mol or more and 0.4 mol or less, preferably 0.14 mol or more and 0.35 mol or less, more preferably 0.1 mol or less with respect to 1 mol of the total supply amount of tetraalkoxysilane supplied per minute. Is 0.18 mol or more and 0.30 mol or less.
If the supply amount of the alkali catalyst is less than 0.1 mol, the dispersibility of the core particles in the growth process of the generated core particles becomes unstable, and coarse aggregates such as secondary aggregates are generated, The particle size distribution may deteriorate.
On the other hand, if the supply amount of the alkali catalyst is more than 0.4 mol, the stability of the generated core particles becomes excessive, and even if core particles with low circularity are generated in the core particle generation stage, In some cases, the core particles grow in a spherical shape, and silica particles with low circularity cannot be obtained.
ここで、粒子生成工程において、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランと、アルカリ触媒と、をそれぞれ供給するが、この供給方法は、連続的して供給する方式であってもよいし、間欠的に供給する方式であってもよい。 Here, in the particle generation step, tetraalkoxysilane and an alkali catalyst are supplied into the alkali catalyst solution, respectively, but this supply method may be a continuous supply method or intermittently. The method of supplying to
また、粒子生成工程において、アルカリ触媒溶液中の温度（供給時の温度）は、例えば、５℃以上５０℃以下であることがよく、望ましくは１５℃以上４０℃以下の範囲である。 In the particle generation step, the temperature in the alkaline catalyst solution (temperature at the time of supply) is, for example, preferably 5 ° C. or more and 50 ° C. or less, and desirably 15 ° C. or more and 40 ° C. or less.
以上の工程を経て、シリカ粒子が得られる。この状態で、得られるシリカ粒子は、分散液の状態で得られるが、溶媒を除去してシリカ粒子の粉体として取り出して用いられる。 Silica particles are obtained through the above steps. In this state, the resulting silica particles are obtained in the form of a dispersion, but the solvent is removed and used as a silica particle powder.
シリカ粒子分散液の溶媒除去方法としては、例えば、１）濾過、遠心分離、蒸留などにより溶媒を除去した後、真空乾燥機、棚段乾燥機などにより乾燥する方法、２）流動層乾燥機、スプレードライヤーなどによりスラリーを直接乾燥する方法など、公知の方法が挙げられる。乾燥温度は、特に限定されないが、望ましくは２００℃以下である。２００℃より高いとシリカ粒子表面に残存するシラノール基の縮合による一次粒子同士の結合や粗大粒子の発生が起こり易くなる。
乾燥されたシリカ粒子は、必要に応じて解砕、篩分により、粗大粒子や凝集物の除去を行うことがよい。解砕方法は、特に限定されないが、例えば、ジェットミル、振動ミル、ボールミル、ピンミルなどの乾式粉砕装置により行う。篩分方法は、例えば、振動篩、風力篩分機など公知のものにより行う。
Examples of the solvent removal method for the silica particle dispersion include 1) a method of removing the solvent by filtration, centrifugation, distillation, and the like, and then drying by a vacuum dryer, a shelf dryer, etc. 2) a fluidized bed dryer, Known methods such as a method of directly drying the slurry by a spray dryer or the like can be used. The drying temperature is not particularly limited, but is desirably 200 ° C. or lower. When the temperature is higher than 200 ° C., bonding between primary particles and generation of coarse particles are likely to occur due to condensation of silanol groups remaining on the surface of the silica particles.
The dried silica particles are preferably crushed and sieved as necessary to remove coarse particles and aggregates. The crushing method is not particularly limited, and for example, the crushing method is performed by a dry pulverization apparatus such as a jet mill, a vibration mill, a ball mill, or a pin mill. The sieving method is performed by a known method such as a vibration sieve or a wind sieving machine.
ここで、本シリカ粒子の製造方法により得られるシリカ粒子は、疎水化処理剤によりシリカ粒子の表面を疎水化処理して用いていてもよい。
疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）を有する公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、例えば、シラザン化合物（例えばメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシランなどのシラン化合物、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等）等が挙げられる。疎水化処理剤は、１種で用いてもよいし、複数種用いてもよい。
Here, the silica particles obtained by the production method of the present silica particles may be used by hydrophobizing the surface of the silica particles with a hydrophobizing agent.
Examples of the hydrophobizing agent include known organosilicon compounds having an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group). Specific examples include, for example, silazane compounds (eg, methyl trimethyl compound). Silane compounds such as methoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylchlorosilane, and trimethylmethoxysilane, hexamethyldisilazane, tetramethyldisilazane, and the like. The hydrophobizing agent may be used alone or in combination.
これら疎水化処理剤の中も、トリメチルメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチル基を有する有機珪素化合物が好適である。
疎水化処理剤の使用量は、特に限定はされないが、疎水化の効果を得るためには、例えば、シリカ粒子に対し、１質量％以上１００質量％以下、望ましくは５質量％以上８０質量％以下である。
Among these hydrophobizing agents, organosilicon compounds having a trimethyl group such as trimethylmethoxysilane and hexamethyldisilazane are suitable.
The amount of the hydrophobizing agent used is not particularly limited, but in order to obtain a hydrophobizing effect, for example, 1% by mass to 100% by mass, preferably 5% by mass to 80% by mass with respect to the silica particles. It is as follows.
疎水化処理剤による疎水化処理が施された疎水性シリカ粒子分散液を得る方法としては、例えば、シリカ粒子分散液に疎水化処理剤を必要量添加し、攪拌下において３０℃以上８０℃以下の温度範囲で反応させることで、シリカ粒子に疎水化処理を施し、疎水性シリカ粒子分散液を得る方法が挙げられる。この反応温度が３０℃より低温では疎水化反応が進行し難く、８０℃を越えた温度では疎水化処理剤の自己縮合による分散液のゲル化やシリカ粒子同士の凝集などが起り易くなることがある。
一方、粉体の疎水性シリカ粒子を得る方法としては、上記方法で疎水性シリカ粒子分散液を得た後、上記方法で乾燥して疎水性シリカ粒子の粉体を得る方法、シリカ粒子分散液を乾燥して親水性シリカ粒子の粉体を得た後、疎水化処理剤を添加して疎水化処理を施し、疎水性シリカ粒子の粉体を得る方法、疎水性シリカ粒子分散液を得た後に乾燥して疎水性シリカ粒子の粉体を得た後、更に疎水化処理剤を添加して疎水化処理を施し、疎水性シリカ粒子の粉体を得る方法等が挙げられる。
As a method for obtaining a hydrophobic silica particle dispersion subjected to a hydrophobizing treatment with a hydrophobizing agent, for example, a necessary amount of a hydrophobizing agent is added to the silica particle dispersion, and 30 to 80 ° C. with stirring. The method of hydrophobizing a silica particle by making it react in the temperature range of this, and obtaining the hydrophobic silica particle dispersion liquid is mentioned. When the reaction temperature is lower than 30 ° C., the hydrophobization reaction hardly proceeds, and when the reaction temperature exceeds 80 ° C., the gelation of the dispersion due to the self-condensation of the hydrophobizing agent or the aggregation of silica particles tends to occur. is there.
On the other hand, as a method of obtaining powdery hydrophobic silica particles, a method of obtaining a hydrophobic silica particle dispersion by the above method after obtaining a hydrophobic silica particle dispersion, the silica particle dispersion Was dried to obtain a powder of hydrophilic silica particles, and then a hydrophobic treatment agent was added and subjected to a hydrophobic treatment to obtain a powder of hydrophobic silica particles, and a hydrophobic silica particle dispersion was obtained. Examples thereof include a method of obtaining a powder of hydrophobic silica particles after drying to obtain a powder of hydrophobic silica particles, and further applying a hydrophobizing treatment by adding a hydrophobizing agent.
ここで、粉体のシリカ粒子を疎水化処理する方法としては、ヘンシェルミキサーや流動床などの処理槽内で粉体の親水性シリカ粒子を攪拌し、そこに疎水化処理剤を加え、処理槽内を加熱することで疎水化処理剤をガス化して粉体のシリカ粒子の表面のシラノール基と反応させる方法が挙げられる。処理温度は、特に限定されないが、例えば、８０℃以上３００℃以下がよく、望ましくは１２０℃以上２００℃以下である。 Here, as a method of hydrophobizing the silica particles of the powder, the hydrophilic silica particles of the powder are stirred in a processing tank such as a Henschel mixer or a fluidized bed, and a hydrophobizing agent is added thereto, and the processing tank A method of gasifying the hydrophobizing agent by heating the inside and reacting it with silanol groups on the surface of the silica particles of the powder is mentioned. Although processing temperature is not specifically limited, For example, 80 degreeC or more and 300 degrees C or less are good, Desirably 120 degreeC or more and 200 degrees C or less.
以上説明した外添剤は、後述のトナー粒子１００質量部に対して０．５質量部以上５．０質量部以下で添加することが望ましく、より望ましくは０．７質量部以上４.０質量部以下であり、さらに望ましくは０．９質量部以上３．５質量部以下である。 The external additive described above is preferably added in an amount of 0.5 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, more preferably 0.7 parts by mass or more and 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of toner particles described later. Part or less, more desirably 0.9 parts by mass or more and 3.5 parts by mass or less.
次に、トナー粒子について説明する。
トナー粒子として具体的には、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
Next, toner particles will be described.
Specifically, the toner particles include, for example, a binder resin and, if necessary, a colorant, a release agent, and other additives.
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを２種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはこれらの混合物が挙げられる。また、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等が挙げられる。 The binder resin is not particularly limited. For example, styrenes such as styrene, parachlorostyrene, and α-methylstyrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic Esters having vinyl groups such as lauryl acid, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate; vinyl nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile Vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl isopropenyl ketone; single quantities of polyolefins such as ethylene, propylene and butadiene Homopolymer consisting of, or copolymers obtained by combining two or more of these, more mixtures thereof. In addition, epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, etc., non-vinyl condensation resins, or a mixture of these with the vinyl resin, or vinyl monomers in the presence of these resins Examples thereof include a graft polymer obtained by polymerization.
スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合樹脂は、例えば、スチレン系単量体及び（メタ）アクリル酸系単量体を、単独又は組み合わせて公知の方法により得られる。なお、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及び「メタクリル」のいずれをも含む表現である。
ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分との中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
A styrene resin, a (meth) acrylic resin, and a styrene- (meth) acrylic copolymer resin are obtained by a known method, for example, using a styrene monomer and a (meth) acrylic monomer alone or in combination. . “(Meth) acryl” is an expression including both “acryl” and “methacryl”.
The polyester resin can be obtained by selecting and combining suitable ones from a dicarboxylic acid component and a diol component and synthesizing them using a conventionally known method such as a transesterification method or a polycondensation method.
スチレン樹脂、（メタ）アクリル樹脂及びこれらの共重合樹脂を結着樹脂として使用する場合、重量平均分子量Ｍｗが２０，０００以上１００，０００以下、数平均分子量Ｍｎが２，０００以上３０，０００以下の範囲のものを使用することが好ましい。他方、ポリエステル樹脂を結着樹脂として使用する場合は、重量平均分子量Ｍｗが５，０００以上４０，０００以下、数平均分子量Ｍｎが２，０００以上１０，０００以下の範囲のものを使用することが好ましい。 When using a styrene resin, a (meth) acrylic resin or a copolymer resin thereof as a binder resin, the weight average molecular weight Mw is 20,000 or more and 100,000 or less, and the number average molecular weight Mn is 2,000 or more and 30,000 or less. It is preferable to use the thing of the range. On the other hand, when a polyester resin is used as the binder resin, a resin having a weight average molecular weight Mw of 5,000 or more and 40,000 or less and a number average molecular weight Mn of 2,000 or more and 10,000 or less may be used. preferable.
結着樹脂のガラス転移温度は、４０℃以上８０℃以下の範囲にあるのが望ましい。ガラス転移温度が上記範囲であることにより、最低定着温度が維持され易くなる。 The glass transition temperature of the binder resin is desirably in the range of 40 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. When the glass transition temperature is in the above range, the minimum fixing temperature is easily maintained.
着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料が挙げられる。 The colorant is not particularly limited as long as it is a known colorant. For example, carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, and thermal black, inorganic pigments such as bengara, bitumen, and titanium oxide, fast yellow, disazo Azo pigments such as yellow, pyrazolone red, chelate red, brilliant carmine, para brown, phthalocyanine pigments such as copper phthalocyanine, metal-free phthalocyanine, flavantron yellow, dibromoanthrone orange, perylene red, quinacridone red, dioxazine violet Examples thereof include cyclic pigments.
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。 As the colorant, a surface-treated colorant may be used as necessary, or it may be used in combination with a dispersant. A plurality of colorants may be used in combination.
着色剤の含有量としては、結着樹脂の全質量に対して、１質量％以上３０質量％以下の範囲が望ましい。 As content of a coloring agent, the range of 1 mass% or more and 30 mass% or less is desirable with respect to the total mass of binder resin.
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス；モンタンワックス等の合成或いは鉱物・石油系ワックス；脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス；などが挙げられるが、これに限定されるものではない。 Examples of mold release agents include hydrocarbon waxes; natural waxes such as carnauba wax, rice wax, and candelilla wax; synthetic or mineral / petroleum waxes such as montan wax; ester types such as fatty acid esters and montanic acid esters. Wax; and the like, but is not limited thereto.
離型剤の融点は、保存性の観点から、５０℃以上であることが望ましく、６０℃以上であることがより望ましい。また、耐オフセット性の観点から、１１０℃以下であることが望ましく、１００℃以下であることがより望ましい。 The melting point of the release agent is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 60 ° C. or higher, from the viewpoint of storage stability. Further, from the viewpoint of offset resistance, the temperature is desirably 110 ° C. or less, and more desirably 100 ° C. or less.
離型剤の含有量は、１質量％以上１５質量％以下が望ましく、２質量％以上１２質量％以下がより望ましく、３質量％以上１０質量％以下がさらにより望ましい。 The content of the release agent is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 12% by mass or less, and further more preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less.
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等が挙げられる。 Examples of other additives include magnetic substances, charge control agents, inorganic powders, and the like.
トナー粒子の形状係数ＳＦ１が１２５以上１４０以下（望ましくは１２５以上１３５以下、より望ましくは１３０以上１３５以下）であり、形状係数ＳＦ２が１０５以上１３０以下（望ましくは１１０以上１２５以下、より望ましくは１１５以上１２０以下）であることがよい。 The toner particle has a shape factor SF1 of 125 to 140 (preferably 125 to 135, more preferably 130 to 135), and a shape factor SF2 of 105 to 130 (preferably 110 to 125, more preferably 115). It is good that it is 120 or less.
トナー粒子の形状係数ＳＦ１は、は、下記式により求められる。
・式：形状係数ＳＦ１＝（ＭＬ２／Ａ）×（π／４）×１００
上記式中、ＭＬはトナー粒子の絶対最大長、Ａはトナー粒子の投影面積を各々示す。
形状係数ＳＦ１は、主に顕微鏡画像又は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出する。すなわち、スライドガラス表面に散布したトナー粒子の光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、１００個のトナー粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
The toner particle shape factor SF1 is obtained by the following equation.
Formula: Shape factor SF1 = (ML 2 / A) × (π / 4) × 100
In the above formula, ML represents the absolute maximum length of the toner particles, and A represents the projected area of the toner particles.
The shape factor SF1 is quantified mainly by analyzing a microscope image or a scanning electron microscope (SEM) image using an image analyzer, and is calculated as follows, for example. That is, the optical microscopic image of the toner particles dispersed on the surface of the slide glass is taken into a Luzex image analyzer through a video camera, the maximum length and the projected area of 100 toner particles are obtained, calculated by the above formula, and the average value is calculated. It is obtained by seeking.
トナー粒子の形状係数ＳＦ２は、次のようにして求める。
走査型電子顕微鏡（例えば日立株式会社製：Ｓ−４１００など）を用いトナー粒子を観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置（例えばＬＵＺＥＸＩＩＩ、ニレコ社製）に取り込み１００個の各々のトナー粒子について、次式に基づいてＳＦ２を算出し、その平均値を求めて、形状係数ＳＦ２とする。なお、電子顕微鏡は１視野中に外添剤が３個以上２０個以下程度写るように倍率を調整し、複数視野の観察を合わせて次式に基づいてＳＦ２を算出した。
・式：形状係数ＳＦ２＝「ＰＭ２／（４・Ａ・π）」×１００
ここで、式中、ＰＭは、トナー粒子の周囲長を示す。Ａは、トナー粒子の投影面積を示す。πは、円周率を示す。
The shape factor SF2 of the toner particles is obtained as follows.
An image is taken by observing toner particles using a scanning electron microscope (for example, manufactured by Hitachi, Ltd .: S-4100, etc.), and this image is taken into an image analyzer (for example, LUZEXIII, manufactured by Nireco). For the toner particles, SF2 is calculated based on the following formula, and the average value is obtained as the shape factor SF2. In the electron microscope, the magnification was adjusted so that 3 or more and 20 or less external additives could be seen in one field of view, and the observation of a plurality of fields of view was combined to calculate SF2 based on the following formula.
Formula: Shape factor SF2 = “PM 2 / (4 · A · π)” × 100
Here, in the formula, PM indicates the peripheral length of the toner particles. A represents the projected area of the toner particles. π represents a circumference ratio.
トナー粒子の体積平均粒径としては、２μｍ以上１０μｍ以下が望ましく、４μｍ以上８μｍ以下がより望ましい。 The volume average particle size of the toner particles is preferably 2 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 4 μm or more and 8 μm or less.
トナー粒子の体積平均粒径の測定は、コールターマルチサイザー−ＩＩ型（ベックマン−コールター社製）を用いて、５０μｍのアパーチャー径で測定する。この時、測定は、トナー粒子を電解質水溶液（アイソトン水溶液）に分散させ、超音波により３０秒以上分散させた後に行う。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に、測定試料を０．５乃至５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００乃至１５０ｍｌ中に添加する。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で１分間分散処理を行い、粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は５０，０００である。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積５０％となる粒径を体積平均粒径と定義する。
The volume average particle diameter of the toner particles is measured using a Coulter Multisizer-II type (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) with an aperture diameter of 50 μm. At this time, the measurement is performed after the toner particles are dispersed in an electrolyte aqueous solution (isoton aqueous solution) and dispersed by ultrasonic waves for 30 seconds or more.
As a measuring method, 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added to 2 ml of a 5% aqueous solution of a surfactant, preferably sodium alkylbenzenesulfonate as a dispersant, and this is added to 100 to 150 ml of the electrolytic solution. The electrolytic solution in which the measurement sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for 1 minute with an ultrasonic disperser, and the particle size distribution of the particles is measured. The number of particles to be measured is 50,000.
For the measured particle size distribution, a cumulative distribution is drawn from the smaller diameter side with respect to the divided particle size range (channel), and the particle size at which 50% is accumulated is defined as the volume average particle size.
次に、トナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤としての外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子の製造方法としては、湿式造粒法により行われることが望ましい。湿式造粒法としては、例えば、公知の溶融懸濁法、乳化凝集・合一法、溶解懸濁法等の方法が挙げられる。
得られたトナー粒子に外添剤を外添する方法としては、例えば、Ｖ型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって混合する方法が挙げられる。
Next, a toner manufacturing method will be described.
The toner according to the exemplary embodiment can be obtained by externally adding an external additive as an external additive to the toner particles after manufacturing the toner particles.
The toner particles are preferably produced by wet granulation. Examples of the wet granulation method include known melt suspension methods, emulsion aggregation / unification methods, and dissolution suspension methods.
Examples of a method of externally adding an external additive to the obtained toner particles include a method of mixing with a known mixer such as a V-type blender, a Henschel mixer, and a Redige mixer.
（転写装置）
転写装置５０としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
(Transfer device)
As the
（クリーニング装置）
クリーニング装置７０は、例えば、筐体７１と、クリーニングブレード７２と、クリーニングブレード７２の電子写真感光体１０回転方向上流側に配置される静電ブラシ７３と、を含んで構成されている。
(Cleaning device)
The
まず、静電ブラシ７３について説明する。
静電ブラシ７３は、クリーニングブレード７２の電子写真感光体１０の回転方向上流側に、電子写真感光体１０と接触して配置されている。
First, the
The
静電ブラシ７３は、静電ブラシに電圧を印加する手段として、電源７３−１が接続されている。
The
電源７３−１により静電ブラシ７３に印加する印加電圧は、直流成分（ＤＣ）に交流成分（ＡＣ）を重畳したものである。重畳する交流成分（ＡＣ）の周波数は、０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下であり、０．８ｋＨｚ以上１．５ｋＨｚ以下が望ましく、１．０ｋＨｚ以上１．２ｋＨｚ以下がより望ましい。
交流成分（ＡＣ）のピーク間電圧としては、例えば、０．５ＫＶ以上１．５ＫＶ以下がよく、０．７ＫＶ以上１．３ＫＶ以下が望ましく、０．８ＫＶ以上１．２ＫＶ以下がより望ましい。
直流成分（ＤＣ）は、例えば、０Ｖ以上３００Ｖ以下がよく、５０Ｖ以上２００Ｖ以下が望ましく、１００Ｖ以上１５０Ｖ以下がより望ましい。
重畳する交流成分（ＡＣ）の周波数が上記範囲内である印加電圧で印加した静電ブラシで像保持体の表面をクリーニングすることによって、その後、クリーニングブレードによる像保持体表面のトナー粒子とトナー粒子から遊離した外添剤との除去が容易になると考えられる。
The applied voltage applied to the
The peak-to-peak voltage of the AC component (AC) is, for example, preferably from 0.5 KV to 1.5 KV, preferably from 0.7 KV to 1.3 KV, and more preferably from 0.8 KV to 1.2 KV.
The direct current component (DC) is, for example, preferably 0 V to 300 V, preferably 50 V to 200 V, and more preferably 100 V to 150 V.
By cleaning the surface of the image carrier with an electrostatic brush applied with an applied voltage having a frequency of the alternating current component (AC) within the above range, toner particles and toner particles on the surface of the image carrier by a cleaning blade are then used. It is considered that the removal of the external additive released from the metal becomes easy.
静電ブラシ７３の構成としては、繊維が円柱状（又は円筒状）や板状といった形状の基材の外周に束になって突出して設けられたものが挙げられるが、基材はこれらの形状に限定されるものではない。なお、本実施形態においては、円柱状（円筒状）の基材に、繊維が束となって突出して設けられたロール状の静電ブラシを示している。
静電ブラシ７３における繊維の材料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物等の導電性フィラーを含有させた、例えば、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル等の樹脂、又は、前記導電性フィラーを表面に被覆した繊維が挙げられる。
Examples of the configuration of the
As a material of the fiber in the
静電ブラシ７３の繊維は、例えば、繊維密度が１５×１０3本／ｉｎｃｈ2以上１２０×１０3本／ｉｎｃｈ2以下（２３．４本／ｍｍ2以上１８６本／ｍｍ2以下）、繊維長さが１．０ｍｍ以上７．０ｍｍ以下、繊維の太さが０．５デニール以上３０デニール以下のものが採用される。
静電ブラシ７３における繊維の電子写真感光体１０の表面への進入量は例えば０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下がよい。
For example, the fibers of the
The amount of fibers entering the surface of the
静電ブラシ７３の回転速度は、電子写真感光体１０の周速に応じて変えるのがよいが、例えば、電子写真感光体１０との相対速度比が０．５以上１．５以下であることがよい。また、静電ブラシ７３の回転方向は、電子写真感光体１０の回転方向と同方向でも、逆方向であってもよい。
The rotational speed of the
次に、クリーニングブレード７２について説明する。
クリーニングブレード７２は、電子写真感光体１０の回転軸に沿った方向に延びた板状のものであって、電子写真感光体１０の回転方向（矢印Ａ）の上流側に、先端部が圧力を掛けつつ接触されるように設けられている。
Next, the
The
ここで、電子写真感光体１０とクリーニングブレード７２との間にキャリアが挟まっても、電子写真感光体１０の表面に傷や偏磨耗が生じるのを抑制する観点から、クリーニングブレード７２は以下に説明する各設定で配置することがよい。
Here, from the viewpoint of suppressing the occurrence of scratches and uneven wear on the surface of the electrophotographic
クリーニングブレード７２の構成としては、単層構成であっても、複層構成であってもよい。
クリーニングブレード７２を構成する材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、プロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらの中で、ウレタンゴムがよい。
ウレタンゴム（ポリウレタン）は、例えば、通常ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオールなどのポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートとからなるウレタンプレポリマー及びたとえば１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールやこれらの混合物などの架橋剤を原料とするものよい。
The configuration of the
Examples of the material constituting the
The urethane rubber (polyurethane) is not particularly limited as long as it is usually used for forming polyurethane. For example, a urethane prepolymer comprising a polyol such as a polyester polyol such as polyethylene adipate or polycaprolactone and an isocyanate such as diphenylmethane diisocyanate. For example, it is preferable to use a crosslinking agent such as 1,4-butanediol, trimethylolpropane, ethylene glycol or a mixture thereof as a raw material.
クリーニングブレード７２を上記ウレタンゴム（ポリウレタン）から製造する際には、通常、用いられるポリウレタン成形方法を用いればよく、例えば、以下に示す方法等を挙げられる。まず、脱水処理を行った上記ポリオールと上記イソシアネートとを混合し、温度１００℃以上１２０℃以下で３０分間以上９０分間以下反応させて得られるプレポリマーに、上記架橋剤等を加えて、１４０℃に予熱した遠心成形機の金型内に注入し、３０分間以上６０分間以下硬化させる。上記硬化反応後、金型から取り出すことにより、厚さ２ｍｍ以上３ｍｍ以下の円柱状のシート体を得る。これを短冊状にカットし、クリーニングブレード７２を得る。
When the
なお、各クリーニングブレードの特性（永久伸びやヤング率等）は、その構成材料種等により調整される。 Note that the characteristics (permanent elongation, Young's modulus, etc.) of each cleaning blade are adjusted according to the type of constituent material.
以下、本実施形態に係る画像形成装置１０１の動作について説明する。まず、電子写真感光体１０が矢印ａで示される方向に沿って回転すると同時に、帯電装置２０により負に帯電する。
Hereinafter, the operation of the
帯電装置２０によって表面が負に帯電した電子写真感光体１０は、露光装置３０により露光され、表面に静電荷像が形成される。
The electrophotographic
電子写真感光体１０における静電荷像の形成された部分が現像装置４０に近づくと、現像装置４０（現像ロール４１）により、静電荷像にトナーが付着し、トナー像が形成される。
When the portion where the electrostatic charge image is formed on the electrophotographic
トナー像が形成された電子写真感光体１０が矢印ａの方向にさらに回転すると、転写装置５０によりトナー像は記録紙Ｐに転写される。これにより、記録紙Ｐにトナー像が形成される。
When the
画像が形成された記録紙Ｐは、定着装置６０でトナー像が定着される。 The toner image is fixed on the recording paper P on which the image is formed by the fixing device 60.
つまり、本実施形態に係る画像形成装置１０１によれば、感光体（像保持体の一例として）の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤により静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程と、トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、クリーニングブレードにより感光体の表面をクリーニングすると共に、クリーニングブレードよりも感光体の回転方向上流側で、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加した静電ブラシにより、感光体の表面に接触してクリーニングするクリーニング工程と、記録媒体にトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法（本実施形態に係る画像形成方法）が実施される。
上記画像形成方法により、トナー粒子から遊離した外添剤がトナー粒子と共に感光体の表面から除去される。
In other words, according to the
By the image forming method, the external additive released from the toner particles is removed together with the toner particles from the surface of the photoreceptor.
なお、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、例えば、電子写真感光体１０の周囲であって、転写装置５０よりも電子写真感光体１０の回転方向下流側でクリーニング装置７０よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、残留したトナーの極性を揃え、静電ブラシで除去しやすくするための第１除電装置を設けた形態であってもよいし、クリーニング装置７０よりも電子写真感光体の回転方向下流側で帯電装置２０よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、電子写真感光体１０の表面を除電する第２除電装置を設けた形態であってもよい。
Note that the
また、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、周知の構成、例えば、電子写真感光体１０に形成したトナー像を中間転写体に転写した後、記録紙Ｐに転写する中間転写方式の画像形成装置を採用してもよいし、タンデム方式の画像形成装置を採用してもよい。
In addition, the
以下、本実施形態を実施例により具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお以下の説明において、特に断りがない限り、「部」「％」は全て「質量部」「質量％」を意味する。 Hereinafter, the present embodiment will be specifically described by way of examples. However, the present embodiment is not limited to these examples. In the following description, “part” and “%” all mean “part by mass” and “mass%” unless otherwise specified.
［トナー粒子１の作製］
−樹脂粒子分散液１の調製−
スチレン（和光純薬製）：３２０部
ｎブチルアクリレート（和光純薬製）：８０部
βカルボキシエチルアクリレート（ローディア日華製）：９部
１’１０デカンジオールジアクリレート（新中村化学製）：１．５部
ドデカンチオール（和光純薬製）：２．７部
[Preparation of Toner Particles 1]
-Preparation of resin particle dispersion 1-
Styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries): 320 parts n-butyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries): 80 parts β-carboxyethyl acrylate (manufactured by Rhodia Nikka): 9 parts 1'10 decanediol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical): 1 part .5 parts dodecanethiol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries): 2.7 parts
上記成分を混合溶解したものに、アニオン性界面活性剤ダウファックス（ダウケミカル社製）４部をイオン交換水５５０部に溶解した溶液を加えてフラスコ中で分散、乳化し１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、さらに、過硫酸アンモニウム６部を溶解したイオン交換水５０部を投入した。次いでフラスコ内の窒素置換を行った後、フラスコ内の溶液を攪拌しながらオイルバスで７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、固形分量４１％のアニオン性の樹脂粒子分散液１を得た。 A solution prepared by mixing 4 parts of the anionic surfactant Dowfax (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) in 550 parts of ion-exchanged water is added to the mixture of the above components and dispersed and emulsified in a flask. While mixing, 50 parts of ion-exchanged water in which 6 parts of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after performing nitrogen substitution in the flask, the solution in the flask was heated to 70 ° C. with stirring in an oil bath, and emulsion polymerization was continued as it was for 5 hours to disperse anionic resin particles having a solid content of 41%. Liquid 1 was obtained.
樹脂粒子分散液１中の樹脂粒子は、中心粒径が１９６ｎｍ、ガラス転移温度が５１．５℃、重量平均分子量Ｍｗが３２４００であった。 The resin particles in the resin particle dispersion 1 had a center particle size of 196 nm, a glass transition temperature of 51.5 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 32400.
−樹脂粒子分散液２の調製−
スチレン（和光純薬製）：２８０部
ｎブチルアクリレート（和光純薬製）：１２０部
βカルボキシエチルアクリレート（ローディア日華製）：９部
-Preparation of resin particle dispersion 2-
Styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries): 280 parts n-butyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries): 120 parts β-carboxyethyl acrylate (manufactured by Rhodia Nikka): 9 parts
上記成分を混合溶解したものに、アニオン性界面活性剤ダウファックス（ダウケミカル社製）１．５部をイオン交換水５５０部に溶解した溶液をフラスコ中で分散、乳化し１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、さらに、過硫酸アンモニウム０．４部を溶解したイオン交換水５０部を投入した。次いでフラスコ内の窒素置換を行った後、フラスコ内の溶液を攪拌しながらオイルバスで７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、固形分量４２％のアニオン性の樹脂粒子分散液２を得た。 A solution prepared by mixing 1.5 parts of the anionic surfactant Dowfax (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) in 550 parts of ion-exchanged water is dispersed and emulsified in a flask, and the resulting mixture is mixed and dissolved. While mixing, 50 parts of ion-exchanged water in which 0.4 part of ammonium persulfate was dissolved was added. Next, after performing nitrogen substitution in the flask, the solution in the flask was heated with an oil bath to 70 ° C. while stirring, and emulsion polymerization was continued for 5 hours to disperse the anionic resin particles having a solid content of 42%. Liquid 2 was obtained.
樹脂粒子分散液２中の樹脂粒子は中心粒径が１５０ｎｍ、ガラス転移温度が５３．２℃、重量平均分子量Ｍｗが４１０００、数平均分子量Ｍｎが２５０００であった。 The resin particles in the resin particle dispersion 2 had a center particle size of 150 nm, a glass transition temperature of 53.2 ° C., a weight average molecular weight Mw of 41,000, and a number average molecular weight Mn of 25,000.
−着色剤粒子分散液１の調製−
Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ７４顔料：３０部
アニオン性界面活性剤（日本油脂（株）製：ニュ−レックスＲ）：２部
イオン交換水：２２０部
-Preparation of Colorant Particle Dispersion 1-
C. I. Pigment Yellow 74 pigment: 30 parts Anionic surfactant (manufactured by NOF Corporation: Nurex R): 2 parts Ion-exchanged water: 220 parts
上記成分を混合し、ホモジナイザー（ＩＫＡウルトラタラックス）により１０分予備分散した後に、アルティマイザー（対抗衝突型湿式粉砕機：杉野マシン製）を用い圧力２４５Ｍｐａで１５分間分散処理を行い、着色剤粒子中心粒径が１６９ｎｍで固形分が２２．０％の着色剤粒子分散液１を得た。 After mixing the above components and pre-dispersing for 10 minutes with a homogenizer (IKA Ultra Tarrax), dispersion processing is performed for 15 minutes at a pressure of 245 Mpa using an optimizer (counter-impact type wet pulverizer: Sugino Machine) to produce colorant particles A colorant particle dispersion 1 having a center particle size of 169 nm and a solid content of 22.0% was obtained.
−離型剤粒子分散液１の調製−
パラフィンワックス ＨＮＰ９（融解温度７５℃：日本精鑞製）：４５部
カチオン性界面活性剤Ｎｅｏｇｅｎ ＲＫ（第一工業製薬）：５部
イオン交換水：２００部
-Preparation of release agent particle dispersion 1-
Paraffin wax HNP9 (melting temperature 75 ° C .: manufactured by Nippon Seiki): 45 parts Cationic surfactant Neogen RK (Daiichi Kogyo Seiyaku): 5 parts Ion-exchanged water: 200 parts
上記成分を混合し１００℃に加熱して、ウルトラタラックスＴ５０（ＩＫＡ製）にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、離型剤粒子の中心粒径が１９６ｎｍ、固形分量が２２．０％の離型剤粒子分散液１を得た。 The above components were mixed, heated to 100 ° C., dispersed with Ultra Turrax T50 (manufactured by IKA), then dispersed with a pressure discharge type gorin homogenizer, the center particle size of the release agent particles was 196 nm, and the solid content was 22 0.0% release agent particle dispersion 1 was obtained.
樹脂粒子分散液１：１０６部
樹脂粒子分散液２：３６部
着色剤粒子分散液１：３０部
離型剤粒子分散液１：９１部
Resin particle dispersion 1: 106 parts Resin particle dispersion 2: 36 parts Colorant particle dispersion 1:30 parts Release agent particle dispersion 1: 91 parts
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスＴ５０（ＩＫＡ製）で混合・分散した溶液を得た。
次いで、この溶液にポリ塩化アルミニウム０．４部を加えてコア凝集粒子を作製し、ウルトラタラックスを用いて分散操作を継続した。さらに加熱用オイルバスでフラスコ内の溶液を攪拌しながら４９℃まで加熱し、４９℃で６０分保持した後、ここに樹脂粒子分散液１を３６部追加し、コア／シェル凝集粒子を作製した。その後、０．５ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を加えて溶液のｐＨを５．６にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら９６℃まで加熱し、５時間保持した後、冷却し、イエローのトナー粒子を得た。
A solution was obtained in which the above components were mixed and dispersed in a round stainless steel flask using Ultra Turrax T50 (manufactured by IKA).
Next, 0.4 parts of polyaluminum chloride was added to this solution to produce core aggregated particles, and the dispersion operation was continued using an ultra turrax. Further, the solution in the flask was heated to 49 ° C. with stirring in an oil bath for heating and held at 49 ° C. for 60 minutes, and then 36 parts of the resin particle dispersion 1 was added thereto to produce core / shell aggregated particles. . Thereafter, a 0.5 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH of the solution to 5.6, and then the stainless steel flask was sealed and heated to 96 ° C. while continuing stirring using a magnetic seal. After maintaining the time, the mixture was cooled to obtain yellow toner particles.
次に溶液中に分散した状態のトナー粒子を、濾過し、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更に４０℃のイオン交換水３Ｌに再分散し、１５分３００ｒｐｍで攪拌・洗浄した。これを更に５回繰り返し、濾液のｐＨが７．０１、電気伝導度９．８μＳ／ｃｍ、表面張力が７１．１Ｎｍとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりＮｏ５Ａろ紙を用いて固液分離を行い、得られた固形物を、１２時間かけて真空乾燥させた体積平均粒径６．４μｍのトナー粒子１を得た。 Next, the toner particles dispersed in the solution were filtered, washed with ion exchange water, and then subjected to solid-liquid separation by Nutsche suction filtration. This was further redispersed in 3 L of ion exchanged water at 40 ° C., and stirred and washed at 300 rpm for 15 minutes. This was repeated five more times, and when the filtrate had a pH of 7.01, an electrical conductivity of 9.8 μS / cm, and a surface tension of 71.1 Nm, solid-liquid separation was performed using a No5A filter paper by Nutsche suction filtration. The obtained solid was vacuum dried for 12 hours to obtain toner particles 1 having a volume average particle size of 6.4 μm.
［外添剤１の作製］
＜疎水性シリカ粒子の製造＞
（造粒工程）
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル（テフロン（登録商標）製マイクロチューブポンプ）、及び、温度計を有した容積３Ｌのガラス製反応容器にメタノール３００質量部、１０％アンモニア水を４９．１質量部入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液を得た。
[Preparation of external additive 1]
<Production of hydrophobic silica particles>
(Granulation process)
-Alkali catalyst solution preparation step [Preparation of alkali catalyst solution]-
Into a 3 L glass reaction vessel having a metal stirring bar, dropping nozzle (Teflon (registered trademark) micro tube pump), and thermometer, 300 parts by mass of methanol and 49.1 parts by mass of 10% aqueous ammonia are placed. The mixture was stirred and mixed to obtain an alkali catalyst solution.
−粒子生成工程〔シリカ粒子懸濁液の調製〕−
次に、アルカリ触媒溶液の温度を２５℃に調整し、アルカリ触媒溶液を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液を撹拌しながら、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）４５０質量部と、触媒（ＮＨ３）濃度が４．４４％のアンモニア水２７０質量部とを、下記供給量で、同時に滴下を行いシリカ粒子の懸濁液（シリカ粒子懸濁液）を得た。
ここで、テトラメトキシシランの供給量は、５．９質量部／ｍｉｎ、４．４４％アンモニア水の供給量は、３．５４質量部／ｍｉｎとした。
-Particle generation step [Preparation of silica particle suspension]-
Next, the temperature of the alkali catalyst solution was adjusted to 25 ° C., and the alkali catalyst solution was purged with nitrogen. Then, while stirring the alkali catalyst solution, 450 parts by mass of tetramethoxysilane (TMOS) and 270 parts by mass of ammonia water having a catalyst (NH 3 ) concentration of 4.44% were simultaneously added dropwise at the following supply amount. A suspension of silica particles (silica particle suspension) was obtained.
Here, the supply amount of tetramethoxysilane was 5.9 parts by mass / min, and the supply amount of 4.44% ammonia water was 3.54 parts by mass / min.
（乾燥工程）
次に、得られた親水性シリカ粒子の懸濁液（親水性シリカ粒子分散液）を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。
(Drying process)
Next, the obtained suspension of hydrophilic silica particles (hydrophilic silica particle dispersion) was dried by spray drying to remove the solvent to obtain hydrophilic silica particle powder.
（疎水化処理工程）
得られた親水性シリカ粒子の粉末１００質量部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で２００℃に加熱しながら２００ｒｐｍで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）を親水性シリカ粒子の粉末に対し、３０質量部滴下し２時間反応させた。その後、冷却させ疎水化処理された疎水性シリカ粒子の粉末（Ｓ１）を得た。
疎水性シリカ粒子の粉末（Ｓ１）を外添剤１とした。
(Hydrophobicization process)
100 parts by mass of the obtained hydrophilic silica particle powder was put in a mixer and stirred at 200 rpm while heating to 200 ° C. in a nitrogen atmosphere, and hexamethyldisilazane (HMDS) was added to the hydrophilic silica particle powder in 30 parts. Part by mass was dropped and reacted for 2 hours. Then, the powder (S1) of the hydrophobic silica particle which was cooled and hydrophobized was obtained.
The powder (S1) of hydrophobic silica particles was used as external additive 1.
［外添剤２〜９の作製］
表１に従って、アルカリ触媒溶液準備工程における１０％アンモニア水の量、粒子生成工程におけるテトラメトキシシランの供給量及び４．４４％アンモニア水の供給量を変更した以外は、外添剤１と同様にして疎水性シリカ粒子の粉末を作製し、外添剤２〜９とした。
[Preparation of external additives 2-9]
Except for changing the amount of 10% ammonia water in the alkali catalyst solution preparation step, the amount of tetramethoxysilane supplied in the particle generation step, and the amount of 4.44% ammonia water supplied in accordance with Table 1, the same procedure as in External additive 1 was performed. Hydrophobic silica particle powder was prepared as external additives 2-9.
［トナー１の作製］
外添剤１（２．０部）をトナー粒子１（１００部）に添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合して、トナー１を作製した。
[Production of Toner 1]
External additive 1 (2.0 parts) was added to toner particles 1 (100 parts) and mixed using a Henschel mixer to prepare toner 1.
得られたトナー１の外添剤１について、既述の方法で測定したところ、外添剤１の体積平均粒径が１３０ｎｍ、平均円形度が０．８であった。 The external additive 1 of the obtained toner 1 was measured by the above-described method. As a result, the volume average particle size of the external additive 1 was 130 nm and the average circularity was 0.8.
［静電荷像現像剤１の作製］
上記トナー１（４部）と下記キャリア１（９６部）とをＶ−ブレンダーを用いて４０ｒｐｍで２０分間攪拌し、目開き２５０μｍのシーブで篩って静電荷像現像剤１を作製した。
[Preparation of Electrostatic Charge Image Developer 1]
The toner 1 (4 parts) and the following carrier 1 (96 parts) were stirred at 40 rpm for 20 minutes using a V-blender, and sieved with a sieve having an opening of 250 μm to produce an electrostatic charge image developer 1.
（キャリア１の作製）
フェライト粒子（平均粒径：５０μｍ）： １００部
トルエン： １４部
スチレン−メチルメタクリレート共重合体（成分比：９０／１０）： ２部
カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製）： ０．２部
(Preparation of carrier 1)
Ferrite particles (average particle size: 50 μm): 100 parts Toluene: 14 parts Styrene-methyl methacrylate copolymer (component ratio: 90/10): 2 parts Carbon black (R330: manufactured by Cabot Corporation): 0.2 parts
まず、フェライト粒子以外の上記成分を１０分間スターラーで撹拌させ、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れ、６０℃で３０分撹拌した後、更に加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリア１を作製した。 First, the above components other than ferrite particles are stirred with a stirrer for 10 minutes to prepare a dispersed coating solution, and then the coating solution and ferrite particles are put into a vacuum degassing kneader and stirred at 60 ° C. for 30 minutes. Further, the carrier 1 was produced by depressurizing and deaerating while heating and drying.
［現像剤２〜９の作製］
表２に従って、外添剤を変更した以外は、上記静電荷像現像剤１と同様にして作製した。
[Preparation of developers 2 to 9]
According to Table 2, it was produced in the same manner as the electrostatic charge image developer 1 except that the external additive was changed.
［実施例１］
まず、上記の静電荷像現像剤１を、富士ゼロックス社製「７００ＤｉｇｉｔａｌＣｏｌｏｒＰｒｅｓｓ」改造機（クリーニングブレードと、クリーニングブレードよりも感光体の回転方向下流側に静電ブラシを備えた装置であって、静電ブラシに印加する電圧を可変できるように改造したもの）に収納した。
そして、上記改造機を、交流成分（ＡＣ）、直流成分（ＤＣ）及び交流成分（ＡＣ）のピーク間電圧（ＫＶ）が表２の条件になるよう設定し、画像形成した。
[Example 1]
First, the electrostatic image developer 1 described above was converted into a “700 Digital Color Press” remodeling machine manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. (a cleaning blade and an electrostatic brush provided downstream of the cleaning blade in the rotation direction of the photosensitive member). The battery was modified so that the voltage applied to the electric brush could be varied.
The modified machine was set so that the AC component (AC), the DC component (DC), and the peak-to-peak voltage (KV) of the AC component (AC) satisfy the conditions shown in Table 2, and an image was formed.
＜評価＞
以下の項目について評価し、得られた結果を表２に示す。
<Evaluation>
The following items were evaluated and the results obtained are shown in Table 2.
（１次転写効率の評価）
上記の改造機を用いて、１次転写効率の評価を行った。この画像形成装置は、トナー転写前に強制的に装置を停止させ、感光体上、中間転写体上、紙上（未定着）のトナー量を測定できるようにしたものである。また、定着ロール表面温度を１３０℃にしたものである。
(Evaluation of primary transfer efficiency)
The primary transfer efficiency was evaluated using the above-described modified machine. In this image forming apparatus, the apparatus is forcibly stopped before toner transfer so that the amount of toner on the photoconductor, intermediate transfer body, and paper (unfixed) can be measured. Further, the fixing roll surface temperature is set to 130 ° C.
１次転写効率の評価では、２９℃８５％ＲＨの環境で、富士ゼロックス社製Ｃ２紙を用いて、５ｃｍ×５ｃｍのパッチを描き、１万枚後の各トナー重量を測定し、下記式により１次転写効率を算出した。
なお、１次転写効率は、９５％以上で許容できる範囲とする。
式）１次転写効率＝（中間転写体上トナー重量）／（感光体上トナー重量）×１００
In the evaluation of the primary transfer efficiency, a patch of 5 cm × 5 cm was drawn using C2 paper manufactured by Fuji Xerox in an environment of 29 ° C. and 85% RH, and each toner weight after 10,000 sheets was measured. Primary transfer efficiency was calculated.
The primary transfer efficiency is within an allowable range of 95% or more.
Formula) Primary transfer efficiency = (toner weight on intermediate transfer member) / (toner weight on photoconductor) × 100
（感光体表面に付着する外添剤量の評価）
画像部と非画像部との、感光体表面に付着する外添剤量は、以下のようにして画像濃度差を測定することで、評価した。
１０℃１５％ＲＨの環境における同一プロセス方向上で、面積階調率（Ｃｉｎ）１００％の画像を１０枚出力後、Ｃｉｎ２０％の画像を出力し、画像部・非画像部の濃度差を評価。
濃度差は、０．０３以下で、許容できる範囲とする。
(Evaluation of the amount of external additives attached to the surface of the photoreceptor)
The amount of the external additive adhering to the photoreceptor surface between the image area and the non-image area was evaluated by measuring the image density difference as follows.
10 images of area gradation rate (Cin) 100% are output in the same process direction in an environment of 10 ° C. and 15% RH, then an image of
The density difference is 0.03 or less and is in an acceptable range.
（クリーニング不良の評価）
静電ブラシ及びクリーニングブレードによる感光体表面のクリーニング不良（トナー粒子及びトナー粒子から遊離した外添剤の、クリーニングブレードにおけるすり抜け）の評価は、感光体表面について目視で行った。
(Evaluation of poor cleaning)
Evaluation of poor cleaning of the surface of the photoreceptor with the electrostatic brush and the cleaning blade (the toner particles and external additives released from the toner particles slipping through the cleaning blade) was evaluated visually on the surface of the photoreceptor.
［実施例２〜７、比較例１〜６］
実施例１の外添剤１を、下記表２に従って外添剤１〜９のいずれかに代えて静電荷像現像剤１〜９を作製し、交流成分（ＡＣ）、直流成分（ＤＣ）及び交流成分（ＡＣ）のピーク間電圧（ＫＶ）を表２に従って変更した画像形成装置に収納した以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
[Examples 2-7, Comparative Examples 1-6]
The external additive 1 of Example 1 was replaced with any of external additives 1 to 9 according to Table 2 below to produce electrostatic charge image developers 1 to 9, and an alternating current component (AC), a direct current component (DC) and Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the AC component (AC) peak-to-peak voltage (KV) was housed in an image forming apparatus changed according to Table 2. The results are shown in Table 2.
表２の結果より、本実施例においては、１次転写効率、感光体付着による画像・非画像部の濃度差、クリーニング不良において、比較例に比べて良好な結果が得られた。 From the results of Table 2, in this example, better results were obtained in comparison with the comparative example in terms of primary transfer efficiency, density difference between the image and non-image areas due to adhesion of the photosensitive member, and poor cleaning.
１０ 電子写真感光体
２０ 帯電装置
３０ 露光装置
４０ 現像装置
４１ 現像ロール
５０ 転写装置
６０ 定着装置
７０ クリーニング装置
７１ 筐体
７２ クリーニングブレード
７２Ａ 支持部材
７３ 静電ブラシ
７３−１ 電源
１０１ 画像形成装置
Ｐ 記録紙
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤が収納され、前記静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記像保持体の表面に接触してクリーニングするクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードよりも前記像保持体の回転方向上流側の前記像保持体の表面に接触してクリーニングする静電ブラシであって、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加された状態でクリーニングする静電ブラシと、を有するクリーニング手段と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 An image carrier,
Charging means for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image forming means for forming an electrostatic charge image on the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image developer containing a toner for developing an electrostatic charge image having toner particles and an external additive having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an average circularity of 0.5 to 0.9 is stored. Developing means for developing the electrostatic image with a charge image developer to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
A cleaning blade that contacts and cleans the surface of the image carrier, and an electrostatic brush that cleans by contacting the surface of the image carrier upstream of the cleaning blade in the rotational direction of the image carrier, An electrostatic brush for cleaning in a state where an applied voltage in which an alternating current component (AC) having a frequency of 0.5 kHz to 2.0 kHz is superimposed on a direct current component (DC) is applied;
Fixing means for fixing the toner image on the recording medium;
An image forming apparatus comprising:
前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
トナー粒子と体積平均粒径７０ｎｍ以上４００ｎｍ以下で平均円形度０．５以上０．９以下の外添剤とを有する静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤により前記静電荷像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
クリーニングブレードにより前記像保持体の表面をクリーニングすると共に、前記クリーニングブレードよりも前記像保持体の回転方向上流側で、直流成分（ＤＣ）に周波数０．５ｋＨｚ以上２．０ｋＨｚ以下の交流成分（ＡＣ）を重畳した印加電圧を印加した静電ブラシにより、前記像保持体の表面に接触してクリーニングするクリーニング工程と、
前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。 A charging step for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic charge image forming step of forming an electrostatic charge image on the surface of the image carrier;
The electrostatic charge image is developed by an electrostatic charge image developer containing toner particles and a toner for developing an electrostatic charge image having a volume average particle size of 70 nm to 400 nm and an external additive having an average circularity of 0.5 to 0.9. A development step of developing and forming a toner image;
A transfer step of transferring the toner image to a recording medium;
The surface of the image carrier is cleaned by a cleaning blade, and an AC component (AC) having a frequency of 0.5 kHz to 2.0 kHz as a direct current component (DC) upstream of the cleaning blade in the rotation direction of the image carrier. Cleaning step of cleaning the surface of the image holding member in contact with an electrostatic brush to which an applied voltage is applied,
A fixing step of fixing the toner image on the recording medium;
An image forming method comprising:
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2011
- 2011-11-28 JP JP2011259609A patent/JP2013114006A/en active Pending
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