JP4098971B2 - Image forming method and toner - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、プリンタ、ファクシミリ、装置あるいはこれら複合機等の電子写真方式の画像形成方法、画像形成装置、及びこれら画像形成方法及び装置に用いられる２成分現像剤用のトナーに関し、特に電子写真方式において、トナーリサイクル機構を備えた画像形成に用いる２成分現像剤用のトナー、及びこのトナーを用いた画像形成方法、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２成分現像を用いた電子写真法を用いた画像形成法は広く知られ、プリンタや複写機等に利用されている。
最近は、特開昭６０−４１０７９号公報に開示されているように、トナーにより感光体上に形成された潜像を現像画像装置として転写後に感光体ドラムに残留したトナーを除去するためのクリーナーと、クリーナーで除去されたトナーを現像装置に戻すリサイクル装置とを有するものが多くなってきている。
【０００３】
また、特開平１１−７３０７９号公報に開示されているように、リサイクルトナー搬送の一手段としてクリーニング部で回収されたトナーを、スクリューポンプおよびエアー供給手段を有するトナー移送手段の作動により気体流と混合してパイプやチューブでレイアウト自由に排トナーをニューマティック状態が多分に保持された状態で搬送し現像装置に戻す技術が提案されている。
【０００４】
更にまた、特開平７−１９９５３８号公報に開示されているように、低温定着のリサイクルシステムにおいてもトナー劣化が少なく長時間良好な画質を形成することのできるトナーとして、流動性向上剤として、帯電量を増加させる添加剤と減少させる添加剤の２種類を含有し、更に離型剤としてカルナウバワックス等を含有したトナーが提案されている。
【０００５】
最近は、コピー機にもプリンタ機能が付加されたものが多く、コピーやプリント１枚のみの出力が多くなり、コピー、プリント枚数に対し現像での現像剤の攪拌時間が多くなってきている。
【０００６】
現像装置においては、現像剤の攪拌が現像剤の劣化に大きく影響している。現像剤が現像ローラに汲み上げられ、ドクター部でキャリアとトナーは擦られる。その結果、現像剤の温度が上昇し、局部的にトナーの成分がキャリアに付着する。オイルレストナーには、定着離型性を確保するためにワックスが分散している。現像剤に熱ストレスを加えた場合、ワックスがトナー表面に出てワックス過多となり、キャリア表面にもワックスを付着させてしまう。その結果、トナー極性が負の場合、同じ極性のワックスがキャリアに付着することにより現像剤の帯電量が低下してしまう。
【０００７】
また、画像濃度制御方式として、感光体上の付着トナーの濃さを光検知してトナー濃度を制御して画像濃度をコントロールする方式が使われている。その結果、トナー帯電量が低下すると現像γ特性が立って、飽和画像濃度が低くなる。
【０００８】
上記従来技術のスクリューポンプとは、内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ネジ形ゴム製ステータ、該ステータ内に回転自在に嵌挿された雄ネジ形金属ロータより構成された一軸偏心スクリューポンプ（通称モーノポンプ）が使われている。現像、クリーニングで劣化したトナーは更にスクリューポンプで構成されたトナー搬送手段でトナーにストレスが掛かり、トナー同士の凝集体ができて現像装置に戻される。そして、補給された新しいトナーとリサイクルで戻ったトナーが混合され、そして現像される。スクリューポンプ（通称モーノポンプ）を使用すると回収トナーを自在の場所へ搬送できるメリットがあるが、搬送中にトナーにストレスを与えやすくトナーが凝集したりする場合がある。
その結果、画像濃度低下やシャープ性不良といった問題とトナー凝集体が原因となる黒ポチが発生し、現像剤寿命が極端に短くなってしまう。
【０００９】
【発明を解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記した従来技術に鑑み、現像剤への熱ストレス、機械ストレスが多い機械に搭載しても異常画像（定着オフセット画像）の発生がなく、安定した画像が得られる２成分現像方法を用いた画像形成方法及びそのための２成分現像剤用トナーを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「ワックスを分散したトナーとキャリアから成る２成分現像剤を用い、オイルレス定着を用いた電子写真画像形成装置によりクリーニングからの回収トナーを現像部に戻すリサイクルシステムで、回収トナーの搬送手段として空気流を利用する粉体ポンプ方式を具備した画像形成方法であって、前記トナーが外添剤として無機微粒子を０．０１〜２．０重量％含み、ゆるみ見掛け密度が０．３ｇ／ｃｃ以上であることを特徴とする画像形成方法」、（２）「前記トナーの円形度が０．９４以上であることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成方法」により達成される。
【００１２】
また、上記課題は、本発明の（３）「前記ワックスが、カルナウバワックス、またはライスワックス、またはエステルワックスであることを特徴とする前記第（１）項に記載の画像形成方法」、（４）「前記ワックスの原材料粒径が１００〜６００μｍであることを特徴とする前記第（３）項に記載の画像形成方法」により達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に本発明のデジタル複写機の構造の簡略図を示す。以下、図１に従って説明する。
図１のデジタル複写機は、周知の電子写真方式を用い、内部にドラム状感光体（１）を備えている。感光体（１）の周囲には矢印（Ａ）で示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施する帯電器（２）、露光手段（３）、現像手段（４）、転写手段（５）、クリーニング手段（６）が配置されている。
露光手段（３）は、複写機上面の原稿載置台（７）に置かれた原稿を読み取り手段（８）によって読み取られた画像信号を基に、感光体（１）上に静電潜像を形成する。
感光体（１）上に形成された静電潜像は、現像手段（４）によってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置（９）から給送されてくる転写紙に転写手段（５）によって静電転写される。トナー像が載った転写紙は、定着手段（１０）に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
【００１４】
次に、図１、図２を用いて、この画像形成工程に用いられているトナーの動きについて説明する。現像装置（４）は二成分現像装置で現像タンク（５０）内にキャリアとトナーからなる現像剤を内包している。現像装置（４）がトナー像を形成すると、現像剤のトナーが消費され、その割合（トナー濃度）が減少する。そこで、画像濃度の低下を抑えるために、現像剤中のトナー濃度Ｖｔがトナー濃度の目標値Ｖｒｅｆに対して所定値以下になると、トナーホッパー（５１）からトナーを補給して、現像剤中のトナー濃度を維持することが行なわれる。現像剤中のトナー濃度は、現像装置下ケースにとりついている透磁率センサ（５２）によって測定される。トナー濃度の目標値Ｖｒｅｆは感光体上に作成した測定用トナー像（Ｐパターン）をフォトセンサーで測定した値Ｖｓｐにより設定される。
トナーホッパー（５１）から補給ローラ（５３）を介して補給されたトナーは、現像装置（４）内の攪拌部材（５４）によって、キャリアと攪拌・摩擦帯電される。キャリアとトナーからなる現像剤は、パドルホイール（５５）によって、現像ローラ（５６）へ跳ね上げられ、現像ローラ（５６）内の磁石によって、現像ローラ（５６）上に吸着する。現像ローラ外周のスリーブにより現像剤は搬送され、余剰分は現像ドクタ（５７）により掻き落とされる。感光体側に搬送された現像剤中のトナーが静電潜像に対応して、現像バイアスにより付着する。
【００１５】
上記現像によって感光体（１）上に付着したトナーは、転写手段（５）によって転写紙に静電転写されるが、約１０％のトナーは未転写となって感光体上に残る。未転写トナーはクリーニング手段（６）のクリーニングブレード（６ａ）やブラシローラ（６ｂ）によって感光体から掻き落とされるようになっていて、この掻き落とされた回収トナーはリサイクルトナーとして再使用するために排出口（６ｃ）から空気流を利用する粉体ポンプ方式のトナー搬送方法で現像ユニットのホッパー部にリサイクルトナーとして戻される。
【００１６】
他方、転写手段（５）の転写ベルト（５ａ）上にも未転写部や非画像部の感光体（１）と接触してトナーが付着するため、クリーニング手段（１１）が設けられている。転写ベルト（５ａ）上の残留トナーは、ベルトに摺接するクリーニングブレード（図示せず）により掻き落とされるようになっている。この掻き落とされたトナーには紙粉等の異物が含まれる可能性が高いため、本発明ではリサイクルせずに排出口（５ｂ）から自重落下して、トナーガイドスクリューパイプ（点線）を介して回収トナー容器としての廃トナータンク（１４）に送られる。
【００１７】
上述のような動作をする中で空気流を利用した粉体ポンプ方式について図３、図４を用いて説明する。
上記感光体用のクリーニング手段（６）によって回収されたトナーを現像手段（４）へ移送するための気体流移送手段としての粉体スクリューポンプ（２０）が設けられている。粉体スクリューポンプ（２０）は、モーノポンプとも言われているものであって、クリーニング廃トナー排出部（６ｃ）から回収された回収トナーとポンプモータ（２６）により供給される気体（空気）との混合気としてトナーホッパー（５１）に搬送するものである。この粉体スクリューポンプ（２０）はステータ（２１）と、ステータ（２１）と接触して回転することにより軸方向に回収トナーを移動させるロータ（２２）とを有し、ステータ（２１）がロータ（２２）を包み込むように通路を形成して配置されている。ロータ（２２）はトナー搬送コイル（２３）の軸と係合している。このトナー搬送コイル（２３）の他端はクラッチ（２７）と係合し、画像形成装置本体からの駆動をタイミングベルト（２４）を介して、ロータ（２２）、トナー搬送コイル（２３）が矢印方向へ回転駆動される。この粉体スクリューポンプ（２０）は、図示しないマイクロ・プロセッシング・ユニット（ＭＰＵ）により駆動開始して回収トナーの移送動作を開始した後、所定時間回転駆動して停止し、回収トナーの移送動作を停止するように間欠回転駆動して、回収トナー移送動作が間欠的に行なわれるように制御されている。
【００１８】
次に、本発明に使用するトナー構成、製法について説明する。
本発明で使用される結着樹脂としては従来公知の樹脂が使用可能である。
例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。また単独使用も可能であるが、２種類以上併用しても良い。
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００１９】
また、外添剤としては無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^２／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重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。
【００２０】
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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、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。
【００２１】
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【００２２】
このような流動化剤は表面処理を行なって、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００２３】
また、オイルレス定着のため離型剤としては、固形シリコーンワニス、モンタン系エステルワックス、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス等が使用できる。
【００２４】
本発明の現像剤は、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯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、第四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）、第四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）、第四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、第四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、四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。
【００２５】
本発明に使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料が適用される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラックなど特に限定されない。
着色剤の使用量は１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部である。
【００２６】
また、本発明のトナーを磁性一成分トナーとして用いる場合は、酸化鉄、マグネタイト、フェライトなどの磁性微粉末を添加することができる。
【００２７】
本発明のトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、結着樹脂、ワックス成分、着色剤、その他場合によっては荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
トナーの粒径としては、５〜１０μｍが望ましい。トナー粒径が大きいと、得られる画像の解像力が悪くなる。また、小さすぎるとトナー流動性の低下を招く。なお、測定はＣｏｕｌｔｅｒ ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ IIｅを使用した。なおアパーチャー径は１００μｍである。
【００２８】
上記トナーに無機無粉末を添加するにはスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いる。また、例えば本発明のトナーを二成分系乾式トナーとして使用する場合に混合して使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜５００μｍ程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能である。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
まず、本発明の実施例で用いるトナーについて詳細に説明する。
（実施例１）
ポリエステル樹脂 ６０重量％
スチレン−ブチルアクリレート ３０重量％
ポリプロピレン ５重量％
カーボンブラック ４重量％
金属アゾ染料 １重量％
上記組成の混合物をヘンシェルミキサーで充分混合攪拌した後、ロールミルで１３０℃〜１４０℃の温度で３０分加熱溶融し、常温まで冷却後、得られた混合物を粉砕分級し、体積平均粒径９．５μｍの母体トナーを得た。母体トナー１．０ｋｇに対して、添加剤１として酸化チタン微粉末４．０ｇと、添加剤２として酸化珪素微粉末７．０ｇを同時にヘンシェルミキサーにて、１０００ｒｐｍで３分間混合し、トナーを得た。
得られたトナーをシリコーンコートのフェライトキャリア（８０μｍ）に２．５重量％混合し攪拌安定時の帯電量の測定を行なった結果２４μｃ／ｇであった。また、トナーのゆるみ見かけ密度はホソカワミクロン製パウダーテスターで測定した結果、０．３６ｇ／ｃｃであった。
【００３０】
この現像剤を用いて、図１に記載の機械を用い、原稿１枚で両面１枚のコピーの連続テスト（１ｔｏ２連続モードと呼び、１枚の原稿から両面コピー１枚を採り、機械が停止後、すぐ同じモードにはいる。このモードを繰り返す。コピーの量は１日当たり４０００枚とした。原稿面積はＡ４で６％チャートを用いる）を行なった結果を図５に示す。
トナーの規格化帯電量が３００００枚で１５〜２５μｃ／ｇを維持しており、良好に推移している。規格化帯電量とはトナー濃度が機械内で制御しているが、必ずしも安定して２．５重量％にはなっていない。しかし、トナー濃度が異なる条件では比較にならいので、トナー濃度２．５ｗ％に換算したときの帯電量である。
この規格化帯電量が１０μｃ／ｇを割ってしまうと現像剤が劣化して画像濃度が低下し、ライン画像もかすれた画像となり、現像剤の寿命となってしまう。
【００３１】
ゆるみ見かけ密度を制御する因子としては添加剤の量を用いる。前述した添加剤１の酸化チタン微粉末は２．０ｇに、添加剤２の酸化珪素微粉末は４．０ｇを用いたトナーを同じように作成した。ゆるみ見かけ密度は０．２８ｇ／ｃｃのトナーであった。そのトナーをも用いて上記と同じ評価を行なった結果、図５のように、現像剤帯電量は１０μｃ／ｇとなり、画像濃度が低下し、シャープ性の悪い、黒ポチの多い画像となり、問題の画像となった。
【００３２】
ゆるみ見掛け密度が０．３（単位ｇ／ｃｃ）未満であると、現像器内での熱ストレスやリサイクル経路、特に、空気流を利用する粉体ポンプ方式のトナー搬送部での機械的なストレスを受けてトナーの流動性が悪化する。トナー表面のワックス量が増加し、トナーの凝集体ができ、キャリアスペントが発生し、現像剤の寿命を短くしてしまう。
【００３３】
（実施例２）
実施例１と同様のトナー製法で、上記母体トナー１．０ｋｇに対して、添加剤１として酸化チタン微粉末４．０ｇと、添加剤２として酸化珪素微粉末７．０ｇを同時にヘンシェルミキサーにて、１０００ｒｐｍで３分間混合する工程の環境温度を５０±５℃で行なってトナーを得た。得られたトナーをシリコーンコートのフェライトキャリア（８０μｍ）と混合し帯電量の測定を行なった結果２０μｃ／ｇであった。
このトナーの円形度を測定した結果、０．９５であった。
【００３４】
平均円形度の測定は（株）ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定することができる。装置および測定の概略は、特開平８−１３６４３９号公報に記載されている。
測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後、０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行ない、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行ない、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。ただし、円形度が０．４以下の場合は、円形度を０．４とする。円形度の値が小さいほど、粒子像が複雑であることを意味している。
【００３５】
この円形度０．９５のトナーを用い、実施例１と同様のテストを行なった結果を図６に示す。３０，０００枚のテスト後の規格化帯電量は２０〜２５μｃ／ｇであり、実施例１と同様の良好な結果であった。
同様に前記１０００ｒｐｍで３分間混合する工程の環境温度を４０±５℃で行なってトナーを得た。得られたトナーをシリコーンコートのフェライトキャリア（８０μｍ）と混合し帯電量の測定を行った結果１８μｃ／ｇであった。
【００３６】
このトナーの円形度を測定した結果、０．９２であった。
この円形度０．９２のトナーを用い、実施例１と同じテストを行なった結果は図６に示すように３０，０００枚のテスト後の規格化帯電量は１０μｃ／ｇ以下となってしまい現像剤の寿命が短い結果であった。
【００３７】
トナー円形度が０．９４未満ではトナー形状が不定形となるため、リサイクル経路での圧力、熱を受けると、凸部のみが影響を受け、形状が大きく変化したり、添加剤が埋設される。その結果流動性が大きく劣化し、トナーの凝集体を作りリサイクルトナーの混入したトナーでの画像は黒ポチが多くなり、現像剤の帯電量低下も発生し、現像剤の寿命が短かくなる。
【００３８】
（実施例３）
実施例１の処方で、離型剤ポリプロピレンの代わりにカルナウバワックス５部を入れたトナーを作成した。
原材料の大きさを７０μｍ、４００μｍ、１０００μｍの３水準を添加し、溶融加熱し、分級し、同様の添加剤を加えトナー３種類を製造した。
このトナーを用いて、実施例１と同様の評価を行なった結果を図７に示す。
この場合は後述するワックス分散径の関係から規格化帯電量と定着関連の特性である定着離型性（オフセット性）の項目が課題となる。
【００３９】
（１）ワックス原材料平均粒径７０μｍを用いて実施例１と同様の処方、製造方法でトナーを作成した。実施例１と同じ方法で性能を確認した結果、規格化帯電量は２０〜３０μｃ／ｇと良好な結果であり、現像剤の寿命に絡む画像濃度低下やラインのボソツキは無かった。しかし、定着特性では離型性が悪い結果となって、オフセットが発生し、定着ローラ１回転後や次ページの地肌部に前の画像が残る結果となった。
（２）ワックス原材料平均粒径４００μｍを用いて実施例１と同様の処方、製造方法でトナーを作成した。実施例１と同じ方法で性能を確認した結果、規格化帯電量は２０〜３０μｃ／ｇと良好な結果であり、現像剤の寿命に絡む画像濃度低下やラインのボソツキは無かった。また、定着特性においても定着性、離型性など良好な結果であった。
（３）ワックス原材料平均粒径１０００μｍを用いて実施例１と同様の処方、製造方法でトナーを作成した。実施例１と同じ方法で性能を確認した結果、規格化帯電量は８〜１５μｃ／ｇと低い値となり、画像濃度低下やラインのボソツキ画像が発生し、現像剤の寿命に絡む問題が発生した。一方、定着特性ではトナー、キャリア表面がワックス過多になるため定着性、離型性、オフセット等の問題はなかった。
【００４０】
ここでワックスの作用について説明する。
本発明ではワックス成分としてカルナウバワックス及び／またはライスワックス及び／または合成エステルワックスを用いることが重要である。
カルナウバワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好ましい。ライスワックスは米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量は０．５〜１０重量部で、２〜７重量部が好ましい。
【００４１】
ワックス成分はトナー中に均一に、しかも所望の粒径で分散していることが極めて望ましい。好ましい分散径としては０．１〜５μｍ程度である。しかしながら、原材料のワックス粒子は、粒径分布も非常に広いものが多い。このようなワックスを用いたトナーはワックス分散径が不均一となり、０．０１〜５０μｍ程度の粒径分布となってしまう。
ワックスを１００〜６００μｍ以下、好ましくは１００〜５００μｍにすることで、所望する分散径とすることが可能となる。ワックスの平均粒径が６００μｍを越える場合、トナー中の分散径が大きくなり、フィルミング性、スペント性及び耐熱保存性が悪化する。
また、ワックスの平均粒径が１００μｍ未満の場合、トナー中の分散径が小さくなり、低温定着性、定着離型性（オフセット性）が悪化する。
なお、ワックスのトナー中の分散径は、トナーの透過型走査電子顕微鏡により撮影されたワックス粒子の写真画像を画像解析装置ルーゼックスIIIＵ（株式会社ニレコ製）を用い画像解析により求める。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、本発明により、現像剤への熱ストレス、機械ストレスが多い、オイルレス定着を用いた電子写真画像形成装置で、クリーニングからの回収トナーを現像部に戻すリサイクルシステムで、回収トナーの搬送手段としてトナーへのストレスの大きい空気流を利用する手段を用いても、異常画像（定着オフセット画像）がなく、経時的に安定した画像が得られる２成分現像剤用トナー、及びそのトナーを用いた画像形成法、装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる画像形成装置例としてのデジタル画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に用いる感光体周り、及び現像装置の概略図である。
【図３】本発明の回収トナー搬送方法の概略図である。
【図４】本発明に用いる粉体スクリューポンプの概略図である。
【図５】ゆるみ見かけ密度による規格化Ｑ／Ｍの差を示した図である。
【図６】円形度による規格化Ｑ／Ｍの差を示した図である。
【図７】ワックス原材料平均粒径による規格化Ｑ／Ｍの差を示した図である。
【符号の説明】
１ 感光体
２ 帯電器
３ 露光手段
４ 現像手段（現像装置）
５ 転写手段
５ａ 転写ベルト
５ｂ 排出口
６ クリーニング手段
６ａ クリーニングブレード
６ｂ ブラシローラ
６ｃ 排出口
７ 原稿載置台
８ 読み取り手段
９ 給紙装置
１０ 定着手段
１１ クリーニング手段
１４ 廃トナータンク
２０ 粉体スクリューポンプ
２１ ステータ
２２ ロータ
２３ トナー搬送コイル
２４ タイミングベルト
２６ ポンプモータ
２７ クラッチ
５０ 現像タンク
５１ トナーホッパー
５２ 透磁率センサ
５３ 補給ローラ
５４ 攪拌部材
５５ パドルホイール
５６ 現像ローラ
５７ 現像ドクタ
５８ トナー受け部
６０ 現像部ホッパー
Ａ 回転方向[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming method, an image forming apparatus, and a toner for a two-component developer used in these image forming method and apparatus, such as a digital copying machine, a printer, a facsimile, an apparatus, or a multifunction machine thereof. In particular, in electrophotography, the present invention relates to a toner for a two-component developer used for image formation having a toner recycling mechanism, an image forming method using the toner, and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Image forming methods using electrophotography using two-component development are widely known and are used in printers, copiers and the like.
Recently, as disclosed in JP-A-60-41079, a cleaner for removing a toner remaining on a photosensitive drum after transferring a latent image formed on the photosensitive member with a toner as a developing image device. And a recycling device for returning the toner removed by the cleaner to the developing device are increasing.
[0003]
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-73079, the toner collected by the cleaning unit as one means for transporting the recycled toner is changed into a gas flow by the operation of the toner transfer means having a screw pump and an air supply means. A technique has been proposed in which waste toner is mixed and freely conveyed in a pipe or tube so that the toner is transported in a state where the pneumatic state is maintained and returned to the developing device.
[0004]
Further, as disclosed in JP-A-7-199538, as a toner capable of forming good image quality for a long time with little toner deterioration in a low-temperature fixing recycling system, There has been proposed a toner containing two types of additives, an additive for increasing the amount and an additive for decreasing, and further containing carnauba wax as a release agent.
[0005]
Recently, many copiers have a printer function added, and the output of only one copy or print has increased, and the developer agitation time has increased with respect to the number of copies and prints.
[0006]
In the developing device, the stirring of the developer greatly affects the deterioration of the developer. The developer is pumped up to the developing roller, and the carrier and the toner are rubbed at the doctor portion. As a result, the temperature of the developer rises, and the toner component locally adheres to the carrier. In the oilless toner, wax is dispersed in order to ensure fixing releasability. When a thermal stress is applied to the developer, the wax comes out on the toner surface and becomes excessive, and the wax adheres to the carrier surface. As a result, when the toner polarity is negative, the same amount of wax adheres to the carrier, thereby reducing the charge amount of the developer.
[0007]
Further, as an image density control method, a method is used in which the density of toner adhering on the photoconductor is detected by light to control the toner density to control the image density. As a result, when the toner charge amount is reduced, the development γ characteristic is established and the saturated image density is lowered.
[0008]
The above-described conventional screw pump is a uniaxial eccentric screw pump constituted by a female screw type rubber stator having a double pitch spiral groove therein and a male screw type metal rotor that is rotatably fitted in the stator. (Commonly known as the MONO pump) is used. The toner deteriorated by the development and cleaning is further stressed by a toner conveying means constituted by a screw pump, and an aggregate of the toners is formed and returned to the developing device. The replenished new toner and the recycled toner are mixed and developed. When a screw pump (commonly known as a MONO pump) is used, there is a merit that the collected toner can be conveyed to a free place. However, the toner is likely to be stressed during the conveyance, and the toner may be aggregated.
As a result, problems such as a decrease in image density and poor sharpness and black spots caused by toner aggregates occur, and the developer life becomes extremely short.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a two-component system that can generate a stable image without causing an abnormal image (fixing offset image) even when mounted on a machine having a lot of thermal stress and mechanical stress on the developer. An object of the present invention is to provide an image forming method using the developing method and a toner for two-component developer therefor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problems are solved by (1) “recycling of toner recovered from cleaning to a developing unit by using an electrophotographic image forming apparatus using oilless fixing, using a two-component developer composed of a toner dispersed with wax and a carrier. An image forming method comprising a powder pump system using an air flow as a means for transporting collected toner in a system, wherein the toner contains 0.01 to 2.0% by weight of inorganic fine particles as an external additive, and is loosened image forming method apparent density and wherein the der benzalkonium least 0.3 g / cc ", (2) the first circularity of" the toner is characterized and 0.94 or more der Turkey (1 This is achieved by the “image forming method described in the item (1) ”.
[0012]
Further, the problem of the present invention (3) "the wax, the first (1) The image forming method according to claim, which is a carnauba wax or rice wax, or ester wax," ( 4) is achieved by "the first (3) the image forming method according to claim raw materials particle size before verge box is characterized in that it is a 100~600μm".
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a simplified diagram of the structure of a digital copying machine according to the present invention. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
The digital copying machine shown in FIG. 1 uses a well-known electrophotographic system and includes a drum-shaped photosensitive member (1) inside. Around the photosensitive member (1), a charger (2) for carrying out an electrophotographic copying process, an exposure means (3), a developing means (4), a transfer means (5) along the rotational direction indicated by the arrow (A). ), A cleaning means (6) is arranged.
The exposure means (3) generates an electrostatic latent image on the photosensitive member (1) based on the image signal read by the reading means (8) on the original placed on the original table (7) on the upper surface of the copying machine. Form.
The electrostatic latent image formed on the photosensitive member (1) is converted into a toner image by the developing means (4), and the toner image is transferred onto the transfer paper fed from the paper feeding device (9). ) Is electrostatically transferred. The transfer paper on which the toner image is placed is conveyed and fixed to the fixing means (10), and then discharged outside the apparatus.
[0014]
Next, the movement of the toner used in this image forming process will be described with reference to FIGS. The developing device (4) is a two-component developing device in which a developer composed of a carrier and toner is contained in a developing tank (50). When the developing device (4) forms a toner image, the toner of the developer is consumed, and the ratio (toner concentration) decreases. Therefore, in order to suppress the decrease in the image density, when the toner density Vt in the developer falls below a predetermined value with respect to the target value Vref of the toner density, the toner is replenished from the toner hopper (51), The toner density is maintained. The toner concentration in the developer is measured by a magnetic permeability sensor (52) attached to the lower case of the developing device. The target value Vref of the toner density is set by a value Vsp obtained by measuring a measurement toner image (P pattern) created on the photoreceptor with a photosensor.
The toner replenished from the toner hopper (51) via the replenishing roller (53) is agitated and frictionally charged with the carrier by the agitating member (54) in the developing device (4). The developer composed of the carrier and the toner is splashed up to the developing roller (56) by the paddle wheel (55), and is attracted onto the developing roller (56) by the magnet in the developing roller (56). The developer is conveyed by the sleeve on the outer periphery of the developing roller, and the excess is scraped off by the developing doctor (57). The toner in the developer conveyed to the photoreceptor side adheres to the electrostatic latent image by a developing bias.
[0015]
The toner adhering to the photoconductor (1) by the development is electrostatically transferred to the transfer paper by the transfer means (5), but about 10% of the toner remains untransferred and remains on the photoconductor. The untransferred toner is scraped off from the photosensitive member by the cleaning blade (6a) and the brush roller (6b) of the cleaning means (6), and the recovered toner thus scraped is reused as recycled toner. The toner is returned as recycled toner to the hopper of the developing unit by a powder pump type toner conveying method using an air flow from the discharge port (6c).
[0016]
On the other hand, a cleaning means (11) is also provided on the transfer belt (5a) of the transfer means (5) because the toner adheres in contact with the non-transferred portion or non-image portion of the photoreceptor (1). Residual toner on the transfer belt (5a) is scraped off by a cleaning blade (not shown) in sliding contact with the belt. Since the scraped toner is likely to contain foreign matters such as paper dust, in the present invention, the toner falls by its own weight from the discharge port (5b) without being recycled and passes through the toner guide screw pipe (dotted line). It is sent to a waste toner tank (14) as a collected toner container.
[0017]
A powder pump system using an air flow while performing the above operation will be described with reference to FIGS.
A powder screw pump (20) is provided as a gas flow transfer means for transferring the toner collected by the photoconductor cleaning means (6) to the developing means (4). The powder screw pump (20) is also referred to as a Mono pump, and is a combination of the recovered toner recovered from the cleaning waste toner discharge section (6c) and the gas (air) supplied by the pump motor (26). The air-fuel mixture is conveyed to the toner hopper (51). The powder screw pump (20) includes a stator (21) and a rotor (22) that moves the collected toner in the axial direction by rotating in contact with the stator (21). The stator (21) is a rotor. (22) is formed so as to wrap around the passage. The rotor (22) is engaged with the shaft of the toner conveying coil (23). The other end of the toner conveying coil (23) is engaged with the clutch (27), and the rotor (22) and the toner conveying coil (23) are driven by the arrow from the image forming apparatus main body via the timing belt (24). It is rotationally driven in the direction. The powder screw pump (20) starts to be driven by a micro processing unit (MPU) (not shown) and starts the transfer operation of the collected toner, and then is rotated and stopped for a predetermined time to perform the transfer operation of the recovered toner. Control is performed so that the recovered toner transfer operation is intermittently performed by intermittently rotating so as to stop.
[0018]
Next, the toner configuration and production method used in the present invention will be described.
Conventionally known resins can be used as the binder resin used in the present invention.
For example, styrene, poly-α-still styrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene -Styrene such as maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Resin (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, polyethylene resin, polypropylene resin, petroleum resin, polyurethane resin, Ketone resin, ethylene-ethylene Examples thereof include a acrylate copolymer, a xylene resin, and a polyvinyl butyrate resin. Moreover, although single use is also possible, you may use 2 or more types together.
Moreover, the manufacturing method of these resin is not specifically limited, either bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
[0019]
As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < ² > / g. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight.
[0020]
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, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, parium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
[0021]
In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
[0022]
Such a fluidizing agent performs surface treatment to increase hydrophobicity, and can prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent and the like are preferable surface treatment agents.
[0023]
As the release agent for oilless fixing, solid silicone varnish, montan ester wax, oxidized rice wax, low molecular weight polypropylene wax, carnauba wax and the like can be used.
[0024]
The developer of the present invention may contain a charge control agent as necessary. Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Nitronine-based dye Bontron 03, quaternary ammonium salt Bontron P-51, metal-containing azo dye Bontron S-34, oxynaphthoic acid metal complex E-82, salicylic acid metal complex E- 84, E-89 of phenol-based condensate (above, manufactured by Orient Chemical Industries), TP-302, TP-415 of quaternary ammonium salt molybdenum complex (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium Copy charge PSY VP2038 of salt, 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), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone Azo pigments, sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
[0025]
As the colorant used in the present invention, pigments and dyes conventionally used as toner colorants are applied. Specifically, carbon black, lamp black, iron black, ultramarine blue, nigrosine dye, aniline blue, calco oil blue, oil black, azo oil black and the like are not particularly limited.
The amount of the colorant used is 1 to 10 parts by weight, preferably 3 to 7 parts by weight.
[0026]
When the toner of the present invention is used as a magnetic one-component toner, magnetic fine powders such as iron oxide, magnetite, and ferrite can be added.
[0027]
The toner production method of the present invention may be a conventionally known method, in which a binder resin, a wax component, a colorant, and other charge control agents are mixed using a mixer or the like, and a heat roll, an extruder, etc. After kneading using a kneader, it is cooled and solidified, pulverized by pulverization with a jet mill or the like, and then classified.
The particle size of the toner is preferably 5 to 10 μm. When the toner particle size is large, the resolution of the obtained image is deteriorated. On the other hand, if it is too small, the toner fluidity is lowered. In addition, the measurement used Coulter MULTISIZER IIe. The aperture diameter is 100 μm.
[0028]
To add inorganic non-powder to the toner, a mixer such as a super mixer or a Henschel mixer is used. Further, for example, when the toner of the present invention is used as a two-component dry toner, the carrier used by mixing is mainly composed of glass, iron, ferrite, nickel, zircon, silica, etc., and has a particle size of 30 to 500 μm. It is possible to appropriately select and use a powder of a certain degree, or a powder coated with a styrene-acrylic resin, a silicon resin, a polyamide resin, a polyvinylidene fluoride resin, or the like using the powder as a core material.
[0029]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
First, the toner used in the embodiment of the present invention will be described in detail.
Example 1
60% by weight polyester resin
Styrene-butyl acrylate 30% by weight
5% by weight polypropylene
4% carbon black
1% by weight of metal azo dye
The mixture having the above composition was sufficiently mixed and stirred with a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 130 ° C. to 140 ° C. for 30 minutes with a roll mill, cooled to room temperature, pulverized and classified, and a volume average particle size of 9. A base toner of 5 μm was obtained. To 1.0 kg of the base toner, 4.0 g of titanium oxide fine powder as additive 1 and 7.0 g of silicon oxide fine powder as additive 2 are simultaneously mixed with a Henschel mixer at 1000 rpm for 3 minutes to obtain a toner. It was.
The obtained toner was mixed with a silicone-coated ferrite carrier (80 μm) in an amount of 2.5% by weight, and the charge amount at the time of stable stirring was measured. The result was 24 μc / g. The apparent loose density of the toner was 0.36 g / cc as a result of measurement with a powder tester made by Hosokawa Micron.
[0030]
Using this developer, the machine shown in FIG. 1 is used, and a continuous test of a single-sided copy of one original (referred to as 1 to 2 continuous mode), a single-sided copy of one original is taken, and the machine stops. After that, the same mode is entered, and this mode is repeated.The amount of copies was 4000 sheets per day (the original area is A4 and a 6% chart is used), and the result is shown in FIG.
The standardized charge amount of the toner is 30,000 sheets and is maintained at 15 to 25 μc / g, which is favorable. With the standardized charge amount, the toner concentration is controlled in the machine, but it is not always stably 2.5% by weight. However, the charge amount when converted to a toner concentration of 2.5 w% is not comparable under conditions where the toner concentration is different.
If the normalized charge amount is less than 10 μc / g, the developer deteriorates, the image density is lowered, the line image becomes faint, and the life of the developer is reached.
[0031]
The amount of additive is used as a factor for controlling the loose apparent density. A toner using 2.0 g of the titanium oxide fine powder of additive 1 and 4.0 g of the silicon oxide fine powder of additive 2 was prepared in the same manner. The loose apparent density was 0.28 g / cc toner. As a result of performing the same evaluation as described above using the toner, as shown in FIG. 5, the developer charge amount is 10 μc / g, the image density is lowered, the image is poor in sharpness, and has a lot of black spots. It became the image of.
[0032]
When the apparent density of looseness is less than 0.3 (unit: g / cc), thermal stress in the developing unit and recycle path, especially mechanical stress in the powder pump type toner transport unit using air flow. As a result, the fluidity of the toner deteriorates. The amount of wax on the toner surface increases, toner agglomerates are formed, carrier spent is generated, and the life of the developer is shortened.
[0033]
(Example 2)
In the same toner manufacturing method as in Example 1, 4.0 g of titanium oxide fine powder as additive 1 and 7.0 g of silicon oxide fine powder as additive 2 were simultaneously added to 1.0 kg of the base toner in a Henschel mixer. The toner was obtained by performing the mixing process at 1000 rpm for 3 minutes at an environmental temperature of 50 ± 5 ° C. The obtained toner was mixed with a silicone-coated ferrite carrier (80 μm) and the charge amount was measured. As a result, it was 20 μc / g.
As a result of measuring the circularity of this toner, it was 0.95.
[0034]
The average circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-2100 manufactured by Sysmex Corporation. An outline of the apparatus and measurement is described in JP-A-8-136439.
The measurement is carried out by adjusting a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and then adding a surfactant, preferably an alkyl benzene sulfonate, as a dispersant in 50 to 100 ml of a 0.45 μm filter. Add 5 ml and add 1-10 mg of sample. This was subjected to a dispersion treatment for 1 minute with an ultrasonic disperser and measured using a dispersion liquid in which the particle concentration was adjusted to 5000 to 15000 particles / μl. The diameter of a circle having the same area as a two-dimensional image captured by a CCD camera is assumed to be the equivalent circle diameter, and the equivalent circle diameter of 0.6 μm or more is effective from the accuracy of CCD pixels, and is used for calculating the average circularity. It was. The average circularity can be obtained by calculating the circularity of each particle, adding the circularity of each particle, and dividing by the total number of particles. The average circularity of each particle can be calculated by dividing the circumference of a circle having the same projected area as the particle image by the circumference of the particle projection image. However, when the circularity is 0.4 or less, the circularity is set to 0.4. A smaller circularity value means that the particle image is more complicated.
[0035]
FIG. 6 shows the result of the same test as in Example 1 using this toner having a circularity of 0.95. The standardized charge amount after the test of 30,000 sheets was 20 to 25 μc / g, which was a good result similar to Example 1.
Similarly, a toner was obtained by carrying out the mixing process at 1000 rpm for 3 minutes at an ambient temperature of 40 ± 5 ° C. The obtained toner was mixed with a silicone-coated ferrite carrier (80 μm), and the amount of charge was measured. The result was 18 μc / g.
[0036]
As a result of measuring the circularity of the toner, it was 0.92.
As a result of performing the same test as in Example 1 using this toner having a circularity of 0.92, the standardized charge amount after the test of 30,000 sheets was 10 μc / g or less as shown in FIG. The result was a short life of the agent.
[0037]
If the toner circularity is less than 0.94, the shape of the toner becomes indefinite. Therefore, when the pressure and heat in the recycling path are received, only the convex portion is affected, and the shape is greatly changed or the additive is embedded. . As a result, the fluidity is greatly deteriorated, toner aggregates are formed, and the image of the toner mixed with the recycled toner is increased in black spots, the charge amount of the developer is reduced, and the life of the developer is shortened.
[0038]
(Example 3)
A toner containing 5 parts of carnauba wax in place of the release agent polypropylene was prepared according to the formulation of Example 1.
Three types of raw material sizes of 70 μm, 400 μm and 1000 μm were added, melted and heated, classified, and the same additives were added to produce three types of toner.
FIG. 7 shows the result of the same evaluation as in Example 1 using this toner.
In this case, the items of standardized charge amount and fixing releasability (offset property), which are characteristics related to fixing, become a problem from the relationship of the wax dispersion diameter described later.
[0039]
(1) A toner was prepared by the same formulation and production method as in Example 1 using a wax raw material average particle size of 70 μm. As a result of confirming the performance by the same method as in Example 1, the standardized charge amount was as good as 20 to 30 μc / g, and there was no image density reduction or line blurring related to the life of the developer. However, in the fixing characteristics, the releasability is poor, an offset occurs, and the previous image remains on the background of the next page after one rotation of the fixing roller.
(2) A toner was prepared by the same formulation and production method as in Example 1 using a wax raw material average particle size of 400 μm. As a result of confirming the performance by the same method as in Example 1, the standardized charge amount was as good as 20 to 30 μc / g, and there was no image density reduction or line blurring related to the life of the developer. Further, in the fixing characteristics, good results such as fixing properties and releasability were obtained.
(3) A toner was prepared by the same formulation and production method as in Example 1 using an average wax raw material particle size of 1000 μm. As a result of confirming the performance by the same method as in Example 1, the standardized charge amount was as low as 8 to 15 μc / g, the image density was lowered, the line was blurred, and the problem related to the life of the developer occurred. . On the other hand, in terms of fixing characteristics, the toner and carrier surfaces are excessively waxy, so there are no problems such as fixing properties, releasability and offset.
[0040]
Here, the action of the wax will be described.
In the present invention, it is important to use carnauba wax and / or rice wax and / or synthetic ester wax as the wax component.
Carnauba wax is a natural wax obtained from the leaves of carnauba palm, and a low acid value type from which free fatty acids are eliminated is particularly preferable because it can be uniformly dispersed in the binder resin. Rice wax is a natural wax obtained by refining crude wax produced in a dewaxing or wintering process when refining rice bran oil extracted from rice bran. Synthetic ester wax is synthesized by ester reaction from monofunctional linear fatty acid and monofunctional linear alcohol. These wax components are used alone or in combination. The addition amount of the wax component is 0.5 to 10 parts by weight, and preferably 2 to 7 parts by weight.
[0041]
It is highly desirable that the wax component is uniformly dispersed in the toner with a desired particle size. A preferable dispersion diameter is about 0.1 to 5 μm. However, the raw material wax particles often have a very wide particle size distribution. The toner using such a wax has a non-uniform wax dispersion diameter and a particle size distribution of about 0.01 to 50 μm.
By setting the wax to 100 to 600 μm or less, preferably 100 to 500 μm, a desired dispersion diameter can be obtained. When the average particle diameter of the wax exceeds 600 μm, the dispersion diameter in the toner becomes large, and the filming property, spent property, and heat resistant storage property are deteriorated.
On the other hand, when the average particle diameter of the wax is less than 100 μm, the dispersion diameter in the toner becomes small, and the low-temperature fixability and the fixing releasability (offset property) deteriorate.
The dispersion diameter of the wax in the toner is obtained by image analysis of a wax particle photograph taken with a transmission scanning electron microscope of the toner using an image analyzer Luzex IIIU (manufactured by Nireco Corporation).
[0042]
【The invention's effect】
As described above, as is clear from the detailed and specific description, according to the present invention, the toner collected from the cleaning is developed in the electrophotographic image forming apparatus using oilless fixing, which has a lot of thermal stress and mechanical stress on the developer. In a recycling system that returns to the original section, even if a means that uses an air flow with a large stress on the toner is used as a means for transporting the collected toner, there is no abnormal image (fixing offset image), and a stable image can be obtained over time 2 Toner for component developer, and an image forming method and apparatus using the toner are obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a digital image forming apparatus as an example of an image forming apparatus used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of the periphery of the photoreceptor used in the present invention and a developing device.
FIG. 3 is a schematic view of a recovered toner conveying method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a powder screw pump used in the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a difference in normalized Q / M depending on a loose apparent density.
FIG. 6 is a diagram showing a difference in normalized Q / M depending on circularity.
FIG. 7 is a graph showing the difference in normalized Q / M depending on the average particle diameter of wax raw materials.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Charger 3 Exposure means 4 Development means (development apparatus)
5 Transfer means 5a Transfer belt 5b Discharge port 6 Cleaning means 6a Cleaning blade 6b Brush roller 6c Discharge port 7 Document placement table 8 Reading means 9 Paper feeder 10 Fixing means 11 Cleaning means 14 Waste toner tank 20 Powder screw pump 21 Stator 22 Rotor 23 Toner conveying coil 24 Timing belt 26 Pump motor 27 Clutch 50 Developing tank 51 Toner hopper 52 Magnetic permeability sensor 53 Replenishment roller 54 Stirring member 55 Paddle wheel 56 Developing roller 57 Developing doctor 58 Toner receiving section 60 Developing section hopper A Rotating direction

Claims (4)

ワックスを分散したトナーとキャリアから成る２成分現像剤を用い、オイルレス定着を用いた電子写真画像形成装置によりクリーニングからの回収トナーを現像部に戻すリサイクルシステムで、回収トナーの搬送手段として空気流を利用する粉体ポンプ方式を具備した画像形成方法であって、前記トナーが外添剤として無機微粒子を０．０１〜２．０重量％含み、ゆるみ見掛け密度が０．３ｇ／ｃｃ以上であることを特徴とする画像形成方法。This is a recycling system that uses a two-component developer consisting of wax-dispersed toner and carrier and returns the collected toner from the cleaning to the developing section by an electrophotographic image forming apparatus using oilless fixing. Is a powder pump method using the toner , wherein the toner contains 0.01 to 2.0% by weight of inorganic fine particles as an external additive, and a loose apparent density is 0.3 g / cc or more. an image-forming method, comprising the Turkey. 前記トナーの円形度が０．９４以上であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。The image forming method according to claim 1, circularity of the toner is characterized and 0.94 or der Turkey. 前記ワックスが、カルナウバワックス、またはライスワックス、またはエステルワックスであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 1, wherein the wax is a carnauba wax or rice wax, or ester wax. 前記ワックスの原材料粒径が１００〜６００μｍであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法。 The image forming method according to claim 3, the raw material particle size before verge box is characterized in that it is a 100～600Myuemu.

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