JP4830620B2 - Electrostatic latent image developing toner, image forming method, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法や静電記録法等において静電潜像を現像し、可視化するための静電潜像現像用トナー、画像形成方法及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic latent image developing toner, an image forming method, and an image forming apparatus for developing and visualizing an electrostatic latent image in an electrophotographic method or an electrostatic recording method.
電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々の分野で利用されている。電子写真法においては、帯電、露光工程により感光体上に形成される静電潜像がトナーを含む現像剤により現像されて、転写、定着工程を経て可視化される。 A method of visualizing image information through an electrostatic latent image such as electrophotography is currently used in various fields. In electrophotography, an electrostatic latent image formed on a photoreceptor by a charging and exposure process is developed with a developer containing toner, and visualized through a transfer and fixing process.
このような画像形成方法に利用される装置にあっては、トナーがなくなる都度補給しなければならないが、画像形成装置にトナーを補給するためのトナーカートリッジからトナーを補給するとき、従来のトナーは現像器の中へ多量且つ不定量に流れ込むために、トナー補給量の制御ができないという問題があった。 In an apparatus used for such an image forming method, the toner must be supplied whenever the toner runs out. However, when toner is supplied from a toner cartridge for supplying toner to the image forming apparatus, the conventional toner is There is a problem in that the amount of toner replenishment cannot be controlled because it flows into the developing device in a large amount and indefinite amount.
このような問題に対処するため、特開2005−31311公報では、トナーの流動性を通常より悪く設定し、回転型現像機に組み込まれたトナーカートリッジからのトナー流出を安定化させ、高画質を得ることが提案されている。 In order to cope with such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-31311 sets the toner fluidity worse than usual, stabilizes the toner outflow from the toner cartridge incorporated in the rotary developing machine, and improves the image quality. It has been proposed to obtain.
しかしながら、この提案では、トナーの流動性を通常より悪く設定し、回転型の現像機に組み込まれたトナーカートリッジとの組み合わせにより、回転によるカートリッジからの過剰なトナーの流入を防止し、高画質な画像を維持することができるとあるが、流入は安定化するかもしれないが、流動性が悪いため現像剤との撹拌混合が十分ではなく、低帯電によるトナーこぼれを防止できないのが現状である。また、回転型の現像機は、現像機が回転するために高速機には対応が困難であるのが現状である。 However, in this proposal, the fluidity of the toner is set worse than usual, and in combination with a toner cartridge incorporated in a rotary type developing machine, excessive inflow of toner from the cartridge due to rotation is prevented, and high image quality is achieved. Although the image can be maintained, the inflow may stabilize, but because of poor fluidity, stirring and mixing with the developer is not sufficient, and toner spillage due to low charge cannot be prevented at present. . In addition, the rotating type developing machine is currently difficult to cope with a high speed machine because the developing machine rotates.
また、特開2004−138908公報では、画像形成装置において飛散トナーやキャリアによる装置内汚染を防止するため、現像剤担持体と潜像担持体の現像ギャップの上流又は下流にトナー吸引装置を具備し飛散トナーやキャリアを吸引することで機内汚染を防止することが提案されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2004-138908, a toner suction device is provided upstream or downstream of the developing gap between the developer carrying member and the latent image carrying member in order to prevent internal contamination of the image forming device due to scattered toner and carriers. It has been proposed to prevent in-machine contamination by sucking scattered toner and carriers.
しかしながら、この提案では、飛散トナーやキャリアを吸引により回収しているが、過剰に低帯電化したトナーが現像剤担持体に供給されるようなときは、供給トナーのほとんどが飛散してしまい、所望のトナー濃度にならず画像が低濃度になってしまう問題が生ずるのが現状である。 However, in this proposal, scattered toner and carrier are collected by suction. However, when excessively low-charged toner is supplied to the developer carrier, most of the supplied toner is scattered, Under the present circumstances, there arises a problem that the density of an image becomes low without achieving a desired toner density.
また、特開平10−307441号公報では、高速現像性が可能となるように、複数の現像機からの飛散トナーによる帯電機汚染を防止する画像形成装置が提案されている。
しかしながら、この提案では、飛散トナーによる帯電機汚染は防止され、高速現像化がなされるが、飛散トナーそのものは改善されないため、帯電機以外の場所での機内汚染は問題となるのが現状である。
Japanese Patent Laid-Open No. 10-307441 proposes an image forming apparatus for preventing charging machine contamination by scattered toner from a plurality of developing machines so as to enable high-speed developability.
However, in this proposal, contamination of the charging machine by scattered toner is prevented and high-speed development is performed, but since the scattered toner itself is not improved, contamination inside the apparatus at a place other than the charging machine becomes a problem. .
また、特開平10−221937号公報、特開平10−221936号公報では、現像機内の現像剤搬送撹拌スクリューを改善し、補給トナーと現像剤が完全に撹拌混合される時間が短縮され、帯電立ち上がりが早く、画像濃度の低下による画質不良や低帯電化によるトナー飛散発生を防止することが提案されている。 In JP-A-10-221937 and JP-A-10-221936, the developer conveying and stirring screw in the developing machine is improved, the time required for complete stirring and mixing of the replenishing toner and the developer is shortened, and It has been proposed to prevent the occurrence of poor image quality due to a decrease in image density and toner scattering due to low charging.
しかしながら、この提案では、現像機内の現像剤搬送撹拌スクリューを改善しているが、高速機に対応するには、スクリューのみの改善ではトナー飛散抑止、撹拌混合時間の短縮には不十分であるのが現状である。 However, in this proposal, the developer conveying and stirring screw in the developing machine is improved. However, in order to cope with a high speed machine, the improvement of only the screw is not sufficient for suppressing toner scattering and shortening the stirring and mixing time. Is the current situation.
そこで、本発明は、上記従来の諸問題に鑑み、高速機において、供給トナーが良好な撹拌混合性を示し、帯電立ち上がりが良好で、現像器端部からのトナーこぼれを防止できるトナー、画像形成方法、及び画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described conventional problems, the present invention provides toner and image formation that can provide toner with good agitation and mixing characteristics, high charge rise, and prevention of toner spillage from the end of the developing device. It is an object to provide a method and an image forming apparatus.
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の静電潜像現像用トナーは、
樹脂粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子を水中で凝集し、凝集粒子を形成した後、前記凝集粒子を加熱して得られ、体積平均粒径3μm〜12μm、平均円形度0.950〜0.998のトナー粒子と、前記トナー粒子の表面積に対して10cov%〜70cov%で前記トナー粒子を被覆し、個数平均粒径20nm〜800nm、平均円形度0.830〜0.960で、シラン処理又はシリコーンオイル処理がなされた不定形外添剤と、を有する静電潜像現像用トナーであって、
通気流量0ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの基本流動性エネルギー量が200mJ以上650mJ以下であり、
且つ通気流量80ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの通気流動性エネルギー量が50mJ以上100mJ以下であることを特徴としている。
The above problem is solved by the following means. That is,
The toner for developing an electrostatic latent image of the present invention comprises:
Resin particles, colorant particles and release agent particles are aggregated in water to form aggregated particles, and then the aggregated particles are heated to obtain a volume average particle size of 3 μm to 12 μm and an average circularity of 0.950 to 0. toner particles of .998, the covering the toner particles of the surface area of the toner particles in 10cov% ~70cov%, number average particle diameter 20Nm~800nm, an average circularity from 0.830 to 0.960, silanized Or an electrostatic latent image developing toner having an amorphous external additive treated with silicone oil,
The basic fluid energy when measured with a powder rheometer at a flow rate of 0 ml / min, a tip speed of the rotor blade of 100 mm / sec, and an entrance angle of the rotor blade of -5 ° is 200 mJ or more and 650 mJ or less,
In addition, the amount of aeration fluid energy when measured with a powder rheometer is 50 mJ or more and 100 mJ or less when measured with a flow rate of 80 ml / min, a tip speed of the rotor blade of 100 mm / sec, and an entrance angle of the rotor blade of -5 °. It is said.
また、本発明の画像形成方法は、
静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、
帯電した静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
上記本発明の静電潜像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像しトナー像を前記静電潜像担持体上に形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体上に転写して未定着の転写画像を形成する転写工程と、
記録媒体上に転写された前記未定着の転写画像を定着する定着工程と、
を有することを特徴としている。
The image forming method of the present invention includes
A charging step for charging the electrostatic latent image carrier;
A latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrostatic latent image carrier;
A development step of developing the electrostatic latent image with a developer containing the electrostatic latent image developing toner of the present invention to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
A transfer step of transferring the toner image onto a recording medium to form an unfixed transfer image;
A fixing step of fixing the unfixed transfer image transferred onto the recording medium;
It is characterized by having.
本発明の画像形成方法において、前記現像工程は、前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体が周速340mm/s以上で前記潜像担持体に対向して回転し、前記現像剤を前記潜像担持体に搬送して、現像を行う工程であることがよい。 In the image forming method of the present invention, in the developing step, the developer carrying member carrying the developer on the surface rotates at a peripheral speed of 340 mm / s or more to face the latent image carrying member, and the developer is It may be a step of carrying out development by conveying to a latent image carrier.
また、本発明の画像形成装置は、
静電潜像担持体と
静電潜像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電した静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
上記本発明の静電潜像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像しトナー像を前記静電潜像担持体上に形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体上に転写して未定着の転写画像を形成する転写手段と、
記録媒体上に転写された前記未定着の転写画像を定着する定着手段と、
を有することを特徴としている。
The image forming apparatus according to the present invention includes:
An electrostatic latent image carrier and a charging means for charging the electrostatic latent image carrier;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrostatic latent image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image with a developer containing the electrostatic latent image developing toner of the present invention to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
Transfer means for transferring the toner image onto a recording medium to form an unfixed transfer image;
Fixing means for fixing the unfixed transfer image transferred onto the recording medium;
It is characterized by having.
本発明の画像形成装置において、前記現像手段は、前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体であって、周速340mm/s以上で前記潜像担持体に対向して回転し、前記現像剤を前記潜像担持体に搬送して、現像を行う現像担持体を有することがよい。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the developing unit is a developer carrying member that carries the developer on the surface thereof, and rotates at a peripheral speed of 340 mm / s or more to face the latent image carrying member. It is preferable to have a developing carrier that transports the agent to the latent image carrier and performs development.
本発明によれば、高速機において、供給トナーが良好な撹拌混合性を示し、帯電立ち上がりが良好で、現像器端部からのトナーこぼれを防止できるトナー、画像形成方法、及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a toner, an image forming method, and an image forming apparatus capable of preventing toner spillage from an end portion of a developing device in a high-speed machine, in which a supplied toner exhibits a good stirring and mixing property, a good charge rise can do.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<静電潜像現像用トナー>
本発明の静電潜像現像用トナー(以下、単にトナーと称する。)は、
通気流量0ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの基本流動性エネルギー量が200mJ以上650mJ以下であり、且つ通気流量80ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの通気流動性エネルギー量が50mJ以上100mJ以下であることを特徴としている。
但し、本発明のトナーは、樹脂粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子を水中で凝集し、凝集粒子を形成した後、前記凝集粒子を加熱して得られ、体積平均粒径3μm〜12μm、平均円形度0.950〜0.998のトナー粒子と、前記トナー粒子の表面積に対して10cov%〜70cov%で前記トナー粒子を被覆し、個数平均粒径20nm〜800nm、平均円形度0.830〜0.960で、シラン処理又はシリコーンオイル処理がなされた不定形外添剤と、を有するトナーである。
<Toner for electrostatic latent image development>
The electrostatic latent image developing toner of the present invention (hereinafter simply referred to as toner)
The basic fluid energy when measured with a powder rheometer under conditions of aeration flow rate of 0 ml / min, rotor blade tip speed of 100 mm / sec and rotor blade approach angle of -5 ° is 200 mJ or more and 650 mJ or less. The aeration fluidity energy amount is 50 mJ or more and 100 mJ or less when measured with a powder rheometer under the conditions of 80 ml / min, tip speed of rotor blade 100 mm / sec, and approach angle -5 ° of rotor blade.
However, the toner of the present invention is obtained by aggregating resin particles, colorant particles and release agent particles in water to form aggregated particles, and then heating the aggregated particles, and having a volume average particle size of 3 μm to 12 μm, Toner particles having an average circularity of 0.950 to 0.998, and the toner particles are coated at 10 cov % to 70 cov % with respect to the surface area of the toner particles, the number average particle diameter is 20 nm to 800 nm, and the average circularity is 0.830. And 0.960, and a toner having an amorphous external additive treated with silane or silicone oil.
従来、高速機において、供給トナー(追加補給トナー)の流動性が良すぎる場合、現像機内の現像剤とうまく混合されず現像剤の上部を流れ、攪拌混合による帯電が行われないままスリーブ端部に到達しトナーこぼれとなって現像機から排出されてしまう問題があった。その改善のため、現像剤にトナーが追加供給されたときの撹拌混合性とトナーの流動性の関係を調査した結果、トナーの流動性を低めに制御することで、解決できる事が判明した。 Conventionally, in a high-speed machine, when the flowability of supplied toner (additional replenishment toner) is too good, the toner does not mix well with the developer in the developing machine and flows over the developer, and the end of the sleeve without being charged by stirring and mixing And the toner spills out and is discharged from the developing machine. As a result of investigating the relationship between the stirring and mixing properties when the toner is additionally supplied to the developer and the fluidity of the toner for the improvement, it has been found that the problem can be solved by controlling the fluidity of the toner at a low level.
つまり、供給トナーと現像剤の撹拌混合性とトナーの流動性を示す指標の基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量の間に、相関関係があることが判明し、トナーの流動性を撹拌混合の最適範囲に制御することで帯電立ち上がりが良く、トナーこぼれの発生のない本発明のトナーを完成するに至った。 In other words, it has been found that there is a correlation between the basic fluidity energy amount and the aeration fluidity energy amount, which are indicators of the mixing and mixing properties of the supplied toner and developer and the toner fluidity, and the toner fluidity is agitated. By controlling within the optimum mixing range, the toner of the present invention has been completed, with good charge rise and no toner spillage.
ここで、流動性エネルギー量について説明する。流動性エネルギー量とは、パウダーレオメータによる流動性測定により得られる流動性エネルギー量である。 Here, the amount of fluidity energy will be described. The fluidity energy amount is the fluidity energy amount obtained by fluidity measurement with a powder rheometer.
粒子の流動性を測定する場合、液体や固体、或いは気体の流動性を測定する場合よりも、多くの要因から影響を受けるため、粒径や表面粗さ等の従来用いられているパラメータでは、正確な粒子の流動性を特定することが困難である。また、流動性を特定するための測定すべき因子(例えば、粒径等)を決定しても、実際にはその因子は流動性に与える影響が少ない場合や、他の因子との組み合わせによってのみその因子を測定する意義が発生する場合もあり、測定因子を決定することでさえ困難である。 When measuring the fluidity of particles, it is more influenced by many factors than when measuring the fluidity of liquids, solids, or gases. It is difficult to specify the exact fluidity of the particles. In addition, even if a factor to be measured (for example, particle size) is determined to specify fluidity, the factor actually has little effect on fluidity or only in combination with other factors. The significance of measuring the factor may arise, and even determining the measurement factor is difficult.
更に、粉体の流動性は、外的環境要因によっても著しく異なる。例えば、液体であれば、測定環境が変動しても、流動性の変動幅は然程大きくはないが、粒子の流動性については、湿度や流動させる気体の状態等の外的環境要因によって大きく変動する。このような外的環境要因がいずれの測定因子に影響を与えるかは明確にはされていないため、厳密な測定条件下で測定しても、得られる測定値の再現性に乏しいのが実際である。 Furthermore, the fluidity of the powder varies significantly depending on external environmental factors. For example, in the case of a liquid, even if the measurement environment changes, the fluctuation range of the fluidity is not so large, but the fluidity of the particles is greatly influenced by external environmental factors such as humidity and the state of the flowing gas. fluctuate. It is not clear which measurement factors are affected by these external environmental factors, so even if measured under strict measurement conditions, the reproducibility of the measured values obtained is actually poor. is there.
また、現像剤(トナー)を現像タンクに充填したときの流動性については、安息角や嵩密度などを指標としてきたが、これらの物性値は現像剤の流動性に対して間接的なものであり、現像剤の流動性を定量化して管理することが困難であった。 In addition, the flowability when the developer (toner) is filled in the development tank has been taken as an index of repose angle and bulk density, but these physical property values are indirect to the flowability of the developer. In other words, it is difficult to quantify and manage the flowability of the developer.
しかしながら、パウダーレオメーターでは、トナーから測定機の回転翼にかかる流動性エネルギー量を測定できるため、流動性に起因する各要因を合算した値で得ることができる。それゆえ、パウダーレオメーターでは、従来のように、表面の物性値や粒度分布を調整して得られたトナーについて、測定すべき項目を決定し、各項目について最適物性値を見出して測定することなく、流動性を直接的に測定できる。 However, since the powder rheometer can measure the amount of fluid energy applied from the toner to the rotating blades of the measuring machine, the powder rheometer can be obtained as a sum of the factors attributable to fluidity. Therefore, in the powder rheometer, as in the past, for the toner obtained by adjusting the physical property value and particle size distribution of the surface, determine the items to be measured and find the optimum physical property value for each item and measure it. The flowability can be measured directly.
その結果、パウダーレオメーターで上記数値範囲に該当するかの確認を行うだけで、静電荷像現像用に用いるトナーとして好適であるかの判断が可能となる。このようなトナーの製造管理は、トナーの流動性を一定に保つことに関して、従来の間接的な値で管理する方法に比べ、極めて実用に適した方法である。また、測定条件を一定とすることも容易であり、測定値の再現性も高い。 As a result, it is possible to determine whether the toner is suitable as a toner used for developing an electrostatic charge image only by confirming whether it falls within the above numerical range with a powder rheometer. Such toner production management is a method that is extremely suitable for practical use as compared to the conventional method of managing by indirect values with respect to keeping the toner fluidity constant. Moreover, it is easy to make measurement conditions constant, and the reproducibility of measured values is high.
つまり、パウダーレオメーターによって得られる値で流動性を特定する方法は、従来の方法に比べて、簡便かつ正確で、信頼性も高い。 That is, the method for specifying the fluidity by the value obtained by the powder rheometer is simple, accurate and highly reliable as compared with the conventional method.
次に、パウダーレオメータによる流動性測定方法について説明する。
パウダーレオメーターは、充填した粒子中を回転翼が螺旋状に回転することによって得られる回転トルクと垂直荷重とを同時に測定して、流動性を直接的に求める流動性測定装置である。回転トルクと垂直荷重の両方を測定することで、粉体自身の特性や外部環境の影響を含めた流動性について、高感度に検出することができる。また、粒子の充填の状態を一定とした上で測定を行うため、再現性の良好なデータを得ることができる。
Next, a method for measuring fluidity using a powder rheometer will be described.
The powder rheometer is a fluidity measuring device that directly measures fluidity by simultaneously measuring rotational torque and vertical load obtained by rotating a rotating blade spirally in packed particles. By measuring both the rotational torque and the vertical load, the fluidity including the characteristics of the powder itself and the influence of the external environment can be detected with high sensitivity. In addition, since the measurement is performed with the particle filling state kept constant, data with good reproducibility can be obtained.
パウダーレオメーターとしてfreeman technology社製のFT4を用いて測定する。なお、測定前に温湿度の影響をなくすため、トナーは、温度22℃、湿度50%RHの状態で、8時間以上放置したものを用いる。 Measurement is performed using FT4 manufactured by freeman technology as a powder rheometer. In order to eliminate the influence of temperature and humidity before the measurement, toner that has been left at a temperature of 22 ° C. and a humidity of 50% RH for 8 hours or more is used.
まず、トナーを内径50mmのスプリット容器(高さ89mmの160mL容器の上に高さ51mmの円筒を載せ、上下に分離できるようにしたもの)に、高さ89mmを越える量のトナーを充填する。 First, a toner container is filled with an amount of toner exceeding a height of 89 mm in a split container having an inner diameter of 50 mm (a cylinder having a height of 51 mm placed on a 160 mL container having a height of 89 mm so that it can be separated vertically).
トナーを充填した後、充填されたトナーを穏やかに攪拌することによりサンプルの均質化を行う操作を実施する。この操作を以下ではコンディショニングと呼ぶことにする。 After the toner is filled, the sample is homogenized by gently stirring the filled toner. This operation will be called conditioning in the following.
コンディショニングでは、充填した状態でトナーにストレスを与えないようトナーからの抵抗を受けない回転方向で回転翼を緩やかに撹拌して、過剰の空気や部分的ストレスのほとんどを除去し、サンプルを均質な状態にする。具体的なコンディショニング条件は、5°の進入角で、60mm/secの回転翼の先端スピードで攪拌を行う。 During conditioning, the rotor blades are gently agitated in a rotating direction that does not receive any resistance from the toner so that the toner is not stressed in the filled state, removing most of the excess air and partial stress, and ensuring that the sample is homogeneous. Put it in a state. Specific conditioning conditions are agitation at a tip angle of 60 mm / sec with an approach angle of 5 °.
このとき、プロペラ型の回転翼が、回転と同時に下方向にも運動するので先端はらせんを描くことになり、このときのプロペラ先端が描くらせん経路の角度を進入角度と呼ぶ。 At this time, the propeller-type rotor blades move downward simultaneously with the rotation, so that the tip draws a spiral, and the angle of the spiral path drawn by the propeller tip at this time is called the entry angle.
コンディショニング操作を4回繰り返した後、スプリット容器の容器上端部を静かに動かし、高さ89mmの位置において、ベッセル内部のトナーをすり切って、160mL容器を満たすトナーを得る。コンディショニング操作を実施するのは、流動性エネルギー量を安定して求めるためには、常に安定して体積一定の粉体を得ることが重要であるからである。 After repeating the conditioning operation four times, the container upper end of the split container is gently moved, and the toner inside the vessel is scraped off at a height of 89 mm to obtain a toner filling the 160 mL container. The conditioning operation is performed because it is important to always obtain a powder having a constant volume in order to obtain the fluid energy amount stably.
以上のようにして、得られたトナーを内径50mm、高さ140mmの200mL容器に移す。トナーを200mL容器に移した後、更にこのような操作を5回実施した後、容器内を底面からの高さ110mmから10mmまで、進入角度−5°で移動しながら回転翼の先端スピード100mm/secで回転するときの、回転トルクと垂直荷重を測定する。このときのプロペラの回転方向は、コンディショニングと逆方向(上から見て右回り)である。 The toner thus obtained is transferred to a 200 mL container having an inner diameter of 50 mm and a height of 140 mm. After the toner was transferred to the 200 mL container, the above operation was further performed five times, and then the tip speed of the rotary blade was 100 mm / mm while moving in the container from a height of 110 mm to 10 mm from the bottom surface at an entrance angle of -5 °. Measure the rotational torque and vertical load when rotating in sec. The direction of rotation of the propeller at this time is the reverse direction to the conditioning (clockwise as viewed from above).
底面からの高さHに対する回転トルク又は垂直荷重の関係を図1(A)、図1(B)に示す。回転トルクと垂直荷重から、高さHに対してのエネルギー勾配(mJ/mm)を求めたものが、図2である。図2のエネルギー勾配を積分して得られた面積(図2の斜線部分)が、流動性エネルギー量(mJ)となる。底面からの高さ10mmから100mmの区間を積分して流動性エネルギー量を求める。
また、誤差による影響を少なくするため、このコンディショニングとエネルギー測定操作のサイクルを5回行って得られた平均値を、流動性エネルギー量(mJ)とする。
The relationship between the rotational torque or the vertical load with respect to the height H from the bottom surface is shown in FIGS. FIG. 2 shows the energy gradient (mJ / mm) with respect to the height H obtained from the rotational torque and the vertical load. The area obtained by integrating the energy gradient in FIG. 2 (shaded area in FIG. 2) is the fluid energy amount (mJ). The flowable energy amount is obtained by integrating the section from 10 mm to 100 mm in height from the bottom.
Moreover, in order to reduce the influence by an error, let the average value obtained by performing this conditioning and energy measurement operation cycle 5 times be a fluid energy amount (mJ).
回転翼は、freeman technology社製の図3に示す2枚翼プロペラ型のφ48mm径である。 The rotor blade has a diameter of 48 mm of a two-blade propeller type shown in FIG. 3 manufactured by freeman technology.
そして、上記回転翼の回転トルクと垂直荷重を測定する際、容器底部から通気流量80ml/minで空気を流入しながら測定した流動性エネルギー量が、「通気流動性エネルギー量」であり、当該容器底部から通気せず、即ち通気流量0ml/minで測定した流動性エネルギー量が「基本流動性エネルギー量」である。なお、freeman technology社製のFT4では、通気量の流入状態は制御されている。 Then, when measuring the rotational torque and vertical load of the rotor blade, the fluid energy amount measured while flowing air from the bottom of the container at a ventilation flow rate of 80 ml / min is the “aeration fluid energy amount”. The amount of fluidity energy measured from the bottom without being vented, that is, with an aeration flow rate of 0 ml / min is the “basic fluidity energy amount”. In the FT4 manufactured by freeman technology, the inflow state of the air flow rate is controlled.
以上から、本発明のトナーは、基本流動性エネルギー量が200mJ以上650mJ以下(好ましくは、300mJ以上600mJ以下、より好ましくは400mJ以上500mJ以下)の範囲とすることで、トナーとキャリアの摩擦抵抗が強くなり、現像剤に追加供給されたときにスムーズに現像剤と混合される。この基本流動性エネルギー量が200mJ未満では流動性が良すぎて、現像剤上部を流れてしまい、650mJより大きいと、トナー同士の付着が強すぎ、現像剤と混合されにくくなる。 As described above, the toner of the present invention has a basic fluid energy amount of 200 mJ or more and 650 mJ or less (preferably 300 mJ or more and 600 mJ or less, more preferably 400 mJ or more and 500 mJ or less). It becomes stronger and smoothly mixed with the developer when it is additionally supplied to the developer. If the basic fluidity energy amount is less than 200 mJ, the fluidity is too good and flows over the top of the developer, and if it is greater than 650 mJ, the adhesion between the toners is too strong and it is difficult to mix with the developer.
また、通気流動性エネルギー量が50mJ以上100mJ(好ましくは、60mJ以上90mJ以下、より好ましくは65mJ以上85mJ以下)の範囲とすることで、混合された現像剤が現像機の搬送オーガー部で流動しすぎず、帯電立ち上がりが良く、均一な帯電状態でスリーブに到達するため、トナーこぼれとなることがなくなる。この通気流動性エネルギー量が50mJ未満では、混合後の現像剤がオーガー上部を流れてしまい、帯電分布にムラが生じやすくなり、100mJより大きいと、現像剤の滞留が発生しやすくなってしまう。 In addition, when the aeration fluid energy amount is in the range of 50 mJ to 100 mJ (preferably 60 mJ to 90 mJ, more preferably 65 mJ to 85 mJ), the mixed developer flows in the transport auger portion of the developing machine. However, since the charging rise is good and the sleeve reaches the sleeve in a uniform charging state, toner spillage does not occur. When the amount of the air flow energy is less than 50 mJ, the mixed developer flows on the upper part of the auger, and the charge distribution is likely to be uneven. When the amount is more than 100 mJ, the developer tends to stay.
従って、本発明のトナーでは、基本流動性エネルギー量、及び通気流動性エネルギー量を所定範囲とすることで、高速機において、供給トナーが良好な撹拌混合性を示し、帯電立ち上がりが良好で、現像器端部からのトナーこぼれを防止できる。 Therefore, in the toner of the present invention, by setting the basic fluidity energy amount and the aeration fluidity energy amount within a predetermined range, the supplied toner exhibits good agitation and mixing property, the charge rise is good, and the development is performed in a high speed machine. Toner spillage from the end of the container can be prevented.
上記条件下で測定した場合の現像剤(トナー)の流動性エネルギー量が上記範囲内となるようにするには、トナー粒子の形状、ワックス量、粒度分布、外添剤の種類及び添加量を調整する方法が挙げられ、これらの方法を組み合わせて用いることも好適である。 In order to make the amount of flowability energy of the developer (toner) measured within the above conditions within the above range, the shape of the toner particles, the amount of wax, the particle size distribution, the type of additive and the amount added The method of adjusting is mentioned, It is also suitable to use combining these methods.
次に、本発明のトナーの各組成、及び好適な物性について説明する。 Next, each composition and preferred physical properties of the toner of the present invention will be described.
本発明のトナーは、例えば、トナー粒子と、外添剤と、を含んで構成されている。そして、トナー粒子は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び離型剤を含んで構成されている。 The toner of the present invention includes, for example, toner particles and an external additive. The toner particles include at least a binder resin, a colorant, and a release agent.
[結着樹脂]
トナー粒子に含まれる結着樹脂は、トナー粒子に用いうる公知のものを適宜選択することができる。具体的には、例えば、スチレン、クロロスチレンなどのスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル、などのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテルなどのビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類、などの単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジンなどを挙げることができる。
これらの中でも、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合樹脂とポリエステル樹脂が好ましく用いられる。
[Binder resin]
As the binder resin contained in the toner particles, a known resin that can be used for the toner particles can be appropriately selected. Specifically, for example, styrenes such as styrene and chlorostyrene, monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate, acrylic acid Esters of α-methylene aliphatic monocarboxylic acids such as methyl, ethyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate, dodecyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate , Homopolymers and copolymers of vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl butyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropenyl ketone, etc. Examples of typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, and styrene. Mention may be made of maleic anhydride copolymers, polyethylene, polypropylene. Further examples include polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, and modified rosin.
Among these, styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer resins and polyester resins are preferably used.
結着樹脂の分子量は樹脂の種類によって異なるが、おおよそ重量平均分子量Mwは、10,000〜500,000であることが好ましく、15,000〜300,000であることがより好ましく、20,000〜200,000であることが更に好ましい。数平均分子量Mnは、2,000〜30,000であることが好ましく、2,500〜20,000であることがより好ましく、3,000〜15,000であることが更に好ましい。
上記重量平均分子量及び数平均分子量の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定したものをいう。GPCは、HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)を用い、カラムは、TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製、6.0mmID×15cm)を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いる。実験条件としては、試料濃度を0.5質量%、流速を0.6ml/min、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃とし、IR検出器を用いる。
The molecular weight of the binder resin varies depending on the type of resin, but the weight average molecular weight Mw is preferably 10,000 to 500,000, more preferably 15,000 to 300,000, and 20,000. More preferably, it is -200,000. The number average molecular weight Mn is preferably 2,000 to 30,000, more preferably 2,500 to 20,000, and still more preferably 3,000 to 15,000.
The values of the weight average molecular weight and the number average molecular weight are those measured using gel permeation chromatography (GPC). GPC uses HLC-8120GPC, SC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation), and column uses two TSKgel and SuperHM-H (manufactured by Tosoh Corporation, 6.0 mm ID × 15 cm). THF (tetrahydrofuran) is used. As experimental conditions, the sample concentration is 0.5 mass%, the flow rate is 0.6 ml / min, the sample injection amount is 10 μl, the measurement temperature is 40 ° C., and an IR detector is used.
結着樹脂のガラス転移温度は、高温環境下における流動性の悪化の防止と、低温定着性の両立の観点から、40℃〜80℃であることが好ましく、45℃〜75℃であることがより好ましい。 The glass transition temperature of the binder resin is preferably 40 ° C. to 80 ° C., and preferably 45 ° C. to 75 ° C. from the viewpoints of preventing deterioration of fluidity in a high temperature environment and achieving low temperature fixability. More preferred.
ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計(島津製作所社製:DSC−50)を用い、昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた値をいう。なお、ガラス転移点は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とする。 The glass transition point (Tg) refers to a value obtained by measurement under a temperature rising rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation: DSC-50). The glass transition point is the temperature at the intersection of the extension line of the base line and the rising line in the endothermic part.
[着色剤]
トナー粒子に含まれる着色剤としては、特に制限はなく、それ自体公知の着色剤を挙げることができ、目的に応じて適宜選択することができる。前記着色剤としては、例えば、カーボンブラック、ランプブラックや、デュポンオイルレッド、オリエントオイルレッド、ローズベンガル、C.I.ピグメントレッドの5、112、123、139、144、149、166、177、178、222、48:1、48:2、48:3、53:1、57:1、81:1や、C.I.ピグメントオレンジの31、43や、キノリンイエロー、クロームイエロー、C.I.ピグメントイエローの12、14、17、93、94、97、138、174、180、188や、ウルトラマリンブルー、アニリンブルー、カルコイルブルー、メチレンブルークロライド、銅フタロシアニン、C.I.ピグメントブルーの15、60、15:1、15:2、15:3や、C.I.ピグメントグリーンの7や、マラカイトグリーンオキサレート、ニグロシン染料などが挙げられ、これらを単独又は複数組み合わせて用いることも可能である。これらはあらかじめフラッシング分散処理されたものであってもよい。
[Colorant]
There is no restriction | limiting in particular as a coloring agent contained in a toner particle, The coloring agent known per se can be mentioned, According to the objective, it can select suitably. Examples of the colorant include carbon black, lamp black, Dupont Oil Red, Orient Oil Red, Rose Bengal, C.I. I. Pigment Red 5, 112, 123, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 53: 1, 57: 1, 81: 1, C.I. I.
また、着色剤としては、磁性粉も使用することができる。磁性粉としては、公知の磁性体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属及びこれらの合金、Fe3O4,γ−Fe2O3,コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、MnZnフェライト、NiZnフェライト等の各種フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等の粉末が使用でき、更にそれらの表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の表面処理剤で処理したもの、珪素系化合物やアルミニウム系化合物など無機系材料でコーティングしたもの、あるいはポリマーでコーティングしたもの等でも良い。 Moreover, magnetic powder can also be used as a coloring agent. Examples of the magnetic powder include known magnetic materials, for example, metals such as iron, cobalt, nickel and alloys thereof, metal oxides such as Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , cobalt-added iron oxide, MnZn ferrite, Various ferrites such as NiZn ferrite, magnetite, hematite and other powders can be used, and the surface thereof is treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent or titanate coupling agent, and inorganic compounds such as silicon compounds and aluminum compounds Those coated with a system material or those coated with a polymer may be used.
着色剤は、トナー粒子に対して、3質量%〜15質量%の範囲で添加することが好ましく、4質量%〜10質量%の範囲で添加することがより好ましい。但し、着色剤として磁性粉を用いる場合は、トナー粒子に対して、12質量%〜48質量%の範囲内で添加することが好ましく、15質量%〜40質量%の範囲で添加することがより好ましい。前記着色剤の種類を適宜選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、黒色トナー、緑色トナー等の各色トナーが得られる。 The colorant is preferably added in the range of 3% by mass to 15% by mass and more preferably in the range of 4% by mass to 10% by mass with respect to the toner particles. However, when magnetic powder is used as the colorant, it is preferably added in the range of 12% by mass to 48% by mass and more preferably in the range of 15% by mass to 40% by mass with respect to the toner particles. preferable. By appropriately selecting the type of the colorant, each color toner such as yellow toner, magenta toner, cyan toner, black toner, and green toner can be obtained.
(離型剤)
トナー粒子に含まれる離型剤としては、例えば、パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等を使用できる。誘導体としては酸化物、ビニルモノマーとの重合体、グラフト変性物などを含む。この他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド等も使用できる。
(Release agent)
As the release agent contained in the toner particles, for example, paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, and the like can be used. Derivatives include oxides, polymers with vinyl monomers, graft modified products, and the like. In addition, alcohols, fatty acids, plant waxes, animal waxes, mineral waxes, ester waxes, acid amides, and the like can be used.
具体的には、低分子量ポリプロピレンや低分子量ポリエチレン等の炭化水素系ワックス、マイクロクリスタリンワックス、シリコーン樹脂、ロジン類、エステル系ワックス、ライスワックス、カルナバワックス、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、キャンデリラワックスなどが挙げられる。 Specifically, hydrocarbon waxes such as low molecular weight polypropylene and low molecular weight polyethylene, microcrystalline wax, silicone resin, rosins, ester wax, rice wax, carnauba wax, Fischer-Tropsch wax, montan wax, candelilla wax, etc. Is mentioned.
離型剤の割合はトナー粒子に対して0.1〜10質量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは1〜8質量%の範囲内である。離型剤の含有量が、上記下限値より少ないと、トナーの離型性能が低下しオフセットが発生する場合があり、一方、上記上限値を越えると、トナーの帯電性能の低下や熱保管性能の低下が発生する場合があり、それぞれ好ましくない。 The ratio of the release agent is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably in the range of 1 to 8% by mass with respect to the toner particles. If the content of the release agent is less than the above lower limit value, the toner release performance may be reduced and offset may occur. On the other hand, if the content exceeds the upper limit value, the toner charging performance is deteriorated or the heat storage performance is increased. May occur, which is not preferable.
[外添剤]
トナー粒子の表面に付着させる外添剤は、転写性、流動性、クリーニング性及び帯電量の制御性、特に流動性エネルギー量を制御するためもものである。外添剤としては、無機粒子、有機粒子のいずれも用いることができる。また滑剤、研磨剤などを併用することもできる。
[External additive]
The external additive attached to the surface of the toner particles is also for controlling transferability, fluidity, cleaning properties, chargeability controllability, particularly fluidity energy amount. As the external additive, either inorganic particles or organic particles can be used. Further, a lubricant, an abrasive, etc. can be used in combination.
無機粒子としては、例えば、シリカ、酸化アルミニウム、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、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属酸化物やセラミック粒子などを、単独又は併用して用いることができる。 Examples of inorganic particles include silica, aluminum oxide, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, cerium chloride. , Metal oxides such as bengara, chromium oxide, cerium oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, magnesium carbonate, zirconium oxide, silicon carbide, silicon nitride, calcium carbonate, barium sulfate, ceramic particles, etc. are used alone or in combination. be able to.
有機粒子としては、例えば、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、エチレン系重合体などのビニル系重合体や、エステル系、メラミン系、アミド系、アリルフタレート系などの各種重合体、フッ化ビニリデンなどのフッ素系重合体、ユニリンなどの高級アルコールからなる粒子などを挙げることができる。 Examples of the organic particles include vinyl polymers such as styrene polymers, (meth) acrylic polymers, and ethylene polymers, and various polymers such as ester, melamine, amide, and allyl phthalate. Fluoropolymers such as vinylidene fluoride and particles made of higher alcohols such as unilin.
外添剤としては、特に、無機粒子が好ましく、当該無機粒子のうちでも、少なくともシリカ粒子、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛から選ばれる1種であることが好ましく、シリカ、酸化チタンであることがより好ましく、シリカであることがさらに好ましい。 As the external additive, inorganic particles are particularly preferable. Among the inorganic particles, at least one selected from silica particles, aluminum oxide, titanium oxide, and zinc oxide is preferable, and silica and titanium oxide are preferable. Is more preferable, and silica is more preferable.
ここで、外添剤により流動性エネルギー量を制御し、上記規定の流動性エネルギー量とするための手法としては、炭素数10以上のシラン処理、シリコーンオイル処理、又は未処理の不定形外添剤(シリカや酸化チタン、酸化アルミニウムの無機粒子)を外添する手法が好適に挙げられる。 Here, the amount of fluid energy is controlled by an external additive to obtain the above-mentioned prescribed fluid energy amount. Silane treatment with 10 or more carbon atoms, silicone oil treatment, or untreated amorphous external addition A method of externally adding an agent (inorganic particles of silica, titanium oxide, or aluminum oxide) is preferable.
炭素数10以上(好ましくは10〜20、より好ましくは10〜18)のシラン処理としては、具体的には、例えば、デシルシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどを用いた処理である。また、シランの処理量は、不定形外添剤100重量部に対して、5〜50重量部の範囲が適当である。 Specific examples of the silane treatment having 10 or more carbon atoms (preferably 10 to 20, more preferably 10 to 18) include, for example, decylsilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, decyltrimethoxysilane, and hexamethyl. This is a treatment using disilazane or the like. The amount of silane treated is suitably in the range of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the amorphous external additive.
また、シリコーンオイル処理としては、具体的には、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビーノ変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどを用いた処理である。また、シリコーンオイルの処理量は、不定形外添剤100重量部に対して、5〜50重量部の範囲が適当である。 Specific examples of the silicone oil treatment include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methylphenyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, α-methylsulfone-modified silicone oil, chlorophenyl silicone oil, amino-modified silicone. Oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbino-modified silicone oil, methacryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, higher fatty acid ester-modified silicone oil , Treatment using fluorine-modified silicone oil or the like. Moreover, the processing amount of silicone oil is suitably in the range of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the amorphous external additive.
不定形外添剤としては、シリカや酸化チタン、酸化アルミニウムの無機粒子などが挙げられる。これらの中でも、シリカが好適に用いられ、具体的には、例えば、気相法シリカ(ハロゲン化珪素の高温気相加水分解による方法(火炎加水分解法)、電気炉中でケイ砂とコークスとをアークによって加熱還元気化し、これを空気で酸化する方法(アーク法)などの気相法によって得られる無水シリカ)などが用いられる。 Examples of the amorphous external additive include silica, titanium oxide, and aluminum oxide inorganic particles. Among these, silica is preferably used. Specifically, for example, gas phase method silica (method by high temperature gas phase hydrolysis of silicon halide (flame hydrolysis method), silica sand and coke in an electric furnace. Anhydrous silica obtained by a vapor phase method such as a method in which gas is heated and reduced by arc and oxidized with air (arc method) is used.
また、不定形外添剤の個数平均粒径は、15nm〜1μmであることが好ましく、より好ましくは20〜800nmであり、さらに好ましくは30〜500nmである。また、不定形外添剤におけ「不定形」とは、後述する平均円形度で0.830〜0.960であるものを示す。 The number average particle size of the amorphous external additive is preferably 15 nm to 1 μm, more preferably 20 to 800 nm, and still more preferably 30 to 500 nm. In addition, the “indefinite shape” in the amorphous external additive indicates an average circularity described later of 0.830 to 0.960.
不定形外添剤は、トナー粒子表面積に対し、表面被覆率10cov%以上200cov%以下(好ましくは20cov%以上100cov%以下、より好ましくは25cov%〜70cov%)で外添することがよい。 The amorphous external additive may be externally added at a surface coverage of 10 cov% to 200 cov% (preferably 20 cov % to 100 cov % , more preferably 25 cov % to 70 cov % ) with respect to the toner particle surface area.
以上のような外添剤をトナー粒子に外添することで、好適に上記規定の流動性エネルギー量とすることができる。特に、トナー粒子として、体積平均粒径2〜4μm、体積平均粒度分布指標(GSDv)1.5の小径で且つブロードな分布を持つトナー粒子を適用することで、より好適に上記規定の流動性エネルギー量とすることができる。 By adding the external additive as described above to the toner particles, the fluid energy amount specified above can be suitably obtained. In particular, as the toner particles, toner particles having a small diameter and a broad distribution with a volume average particle size of 2 to 4 μm and a volume average particle size distribution index (GSDv) of 1.5 are more preferably used. It can be the amount of energy.
なお、トナー表面面積に対する表面被覆率は次のようにして測定する。外添剤のトナー表面被覆率はトナーの写真を画像解析することにより求められる。具体的には、例えば高分解能電子顕微鏡JEM−2010(日本電子株式会社)でトナー1粒の断面写真を撮影し、トナー粒子断面の表面を観察し粒子全表面に対する表面被覆状態を評価する。 The surface coverage with respect to the toner surface area is measured as follows. The toner surface coverage of the external additive can be obtained by image analysis of a photograph of the toner. Specifically, for example, a cross-sectional photograph of one toner particle is taken with a high-resolution electron microscope JEM-2010 (JEOL Ltd.), the surface of the toner particle cross-section is observed, and the surface coating state on the entire particle surface is evaluated.
また、個数平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、個数について小粒径側から累積分布を引き、全外添剤に対して累積50%となる粒径を個数平均粒径D50pとして求めることができる。 The number average particle size is the number of particles divided into particle size ranges (channels) using a particle size distribution obtained by measurement with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (for example, LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.). The cumulative distribution is drawn from the small particle size side, and the particle size that becomes 50% cumulative with respect to all external additives can be determined as the number average particle size D 50p .
また、大粒径(例えば体積平均粒径80〜300nm)の外添剤と小粒径(例えば体積平均粒径5〜20nm)の外添剤とを組み合わせる等、粒径が異なる2種類以上の外添剤を用いることにより、トナー粒子表面の微細な凹凸を制御し、トナー粒子間の付着性、トナー粒子の転がりやすさを調整することにより、パウダーレオメーターにおける流動性エネルギー量を好適に制御することができる。また、例えば、大粒径の無機粒子を、小粒径の無機粒子よりも先に外添してトナーを調製することで、小粒径無機粒子がトナー粒子表面を被覆すると同時に大粒径外添剤表面を被覆することにより、トナー最表面の微細な凹凸を制御することができ、それによって所望の流動性を確保できる。 In addition, two or more types having different particle sizes, such as combining an external additive having a large particle size (for example, volume average particle size of 80 to 300 nm) and an external additive having a small particle size (for example, volume average particle size of 5 to 20 nm). By using external additives, fine irregularities on the surface of the toner particles are controlled, and the amount of fluid energy in the powder rheometer is suitably controlled by adjusting the adhesion between the toner particles and the ease of rolling of the toner particles. can do. Further, for example, by preparing the toner by adding inorganic particles having a large particle size prior to the inorganic particles having a small particle size, the small particle size inorganic particles coat the toner particle surface, and at the same time, outside the large particle size. By coating the surface of the additive, fine unevenness on the outermost surface of the toner can be controlled, and thereby desired fluidity can be secured.
外添剤全体としての使用量は、トナー粒子に対して、0.5質量%〜10質量%であることが好ましく、0.6質量%〜8質量%であることがより好ましく、0.8質量%〜6質量%であることが更に好ましい。 The amount of the external additive used as a whole is preferably 0.5% by mass to 10% by mass, more preferably 0.6% by mass to 8% by mass, and 0.8% with respect to the toner particles. It is still more preferable that it is mass%-6 mass%.
[その他添加剤]
本発明のトナーには、上記組成物のほか、現像剤に使われている公知の材料を適宜添加することができる。例えば、例えば、内添剤、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材などが挙げられる。
[Other additives]
In addition to the above composition, known materials used for developers can be added as appropriate to the toner of the present invention. For example, an internal additive, a charge control agent, an inorganic particle, an organic particle, a lubricant, an abrasive and the like can be mentioned.
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体などが挙げられる。
帯電制御剤としては、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。なお、本発明における帯電制御剤としては、凝集時や融合時の安定性に影響するイ
オン強度の制御と廃水汚染減少の点で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
無機粒体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、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。前記有機粒体としては、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。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げられる。前記研磨材としては、例えば、前述のシリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
Examples of the internal additive include metals such as ferrite, magnetite, reduced iron, cobalt, nickel, and manganese, alloys, and magnetic materials such as compounds containing these metals.
Examples of the charge control agent include quaternary ammonium salt compounds, nigrosine compounds, dyes composed of complexes of aluminum, iron, chromium, and triphenylmethane pigments. In addition, as the charge control agent in the present invention, a material that is difficult to dissolve in water is preferable in terms of controlling ionic strength that affects stability during aggregation and fusion and reducing wastewater contamination.
Examples of the inorganic particles include all particles usually used as an external additive on the toner surface, such as silica, alumina, titania, calcium carbonate, magnesium carbonate, tricalcium phosphate, and cerium oxide. Examples of the organic particles include all particles usually used as external additives on the toner surface, such as vinyl resins, polyester resins, and silicone resins. These inorganic particles and organic particles can be used as fluidity aids, cleaning aids, etc. Examples of lubricants include fatty acid amides such as ethylene bisstearyl amide and oleic acid amide, and stearic acid. Examples include fatty acid metal salts such as zinc and calcium stearate. Examples of the abrasive include the aforementioned silica, titanium oxide, alumina, cerium oxide, and the like.
[製法]
本発明のトナーは、トナー粒子と外添剤とをサンプルミルやヘンシェルミキサーなどで機械的衝撃力を加えることで、トナー粒子表面に外添剤を付着又は固着することで得ることができる。
[Production method]
The toner of the present invention can be obtained by attaching or fixing the external additive to the surface of the toner particle by applying a mechanical impact force between the toner particle and the external additive using a sample mill or a Henschel mixer.
トナー粒子は、公知の製造方法に従って製造することができる。前記製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜決定することができる。 The toner particles can be produced according to a known production method. There is no restriction | limiting in particular as said manufacturing method, According to the objective, it can determine suitably.
例えば、結着樹脂と着色剤、離型剤、所望により帯電制御剤等を予備混合した後、混練機にて溶融混練し、冷却後粉砕した後、上述のように振動篩分機や風力篩分機等を用いて分級を行う、混練粉砕方式を用いて製造することができる。また、湿式球形化法、懸濁造粒法、懸濁重合法、乳化重合凝集法等によって製造することができる。 For example, after pre-mixing a binder resin, a colorant, a release agent, and a charge control agent, if desired, melt-kneading in a kneader, pulverizing after cooling, and vibration sieving machine or wind sieving machine as described above Etc., and can be produced using a kneading and pulverizing method. Further, it can be produced by a wet spheronization method, a suspension granulation method, a suspension polymerization method, an emulsion polymerization aggregation method or the like.
[物性]
(トナー粒子の体積平均粒径)
トナー粒子の体積平均粒径は、3μm〜12μmが好ましく、より好ましくは3.5μm〜10μmであり、更に好ましくは4μm〜9μmである。トナー粒子の体積平均粒径が4μm未満であると、流動性が著しく低下するため、層規制部材等による現像剤層の形成が不充分となり、画像にカブリやダートが発生する場合がある。一方、12μmを超える場合は、解像度が低下し、高画質の画像が得られない場合が生じたり、現像剤単位重量当たりの帯電量が低下し、現像剤層の層形成維持性が低下し、画像にカブリやダートが発生する場合がある。
[Physical properties]
(Volume average particle diameter of toner particles)
The volume average particle diameter of the toner particles is preferably 3 μm to 12 μm, more preferably 3.5 μm to 10 μm, still more preferably 4 μm to 9 μm. When the volume average particle size of the toner particles is less than 4 μm, the fluidity is remarkably lowered, so that the developer layer is not sufficiently formed by the layer regulating member or the like, and the image may be fogged or dirtied. On the other hand, if it exceeds 12 μm, the resolution is lowered and a high-quality image may not be obtained, or the charge amount per developer unit weight is lowered, and the layer formation maintenance property of the developer layer is lowered, Fog and dirt may occur in the image.
トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加え、これを前記電解液100〜150ml中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0〜60μmの範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
As a method for measuring the volume average particle diameter of the toner particles, 0.5 to 50 mg of a measurement sample is added to 2 ml of a 5% by weight aqueous solution of a surfactant, preferably sodium alkylbenzenesulfonate, as a dispersant, and this is added to the electrolytic solution. Added in 100-150 ml. The electrolytic solution in which the measurement sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 minute. Using the Coulter Counter TA-II type, an aperture having an aperture diameter of 100 μm is used. The particle size distribution of particles in the range of 60 μm is measured. The number of particles to be measured is 50,000.
For the particle size range (channel) obtained by dividing the obtained particle size distribution, the volume cumulative distribution is subtracted from the small particle size side, and the particle size that becomes 50% cumulative is defined as the volume average particle size D 50v .
(トナー粒子の粒度分布)
トナー粒子の好ましい粒度分布としては、粒径4μm以下のトナー粒子の占める割合が、45個数%以下の場合であり、40個数%以下の場合がより好ましく、35個数%以下の場合が更に好ましい。
また、上記体積平均粒径D50vを求めるときと同様に、小粒径側から体積累積分布を引いた場合に累積84%となる粒径をD84vとし、小粒径側から個数累積分布を引いた場合に累積16%となる粒径をD16p、50%となる粒径をD50p(個数平均粒径)とすると、D84v/D50vが1.35以下であることが好ましく、1.30以下であることがより好ましい。また、D50p/D16pが1.45以下であることが好ましく、1.40以下であることがより好ましい。
(Particle size distribution of toner particles)
The preferred particle size distribution of the toner particles is when the proportion of toner particles having a particle size of 4 μm or less is 45% by number or less, more preferably 40% by number or less, and even more preferably 35% by number or less.
Similarly to the determination of the volume average particle size D 50v , the particle size that becomes 84% cumulative when the volume cumulative distribution is subtracted from the small particle size side is D 84v, and the number cumulative distribution is calculated from the small particle size side. It is preferable that D 84v / D 50v is 1.35 or less, where D 16p is the particle size that is 16% cumulative when subtracted, and D 50p (number average particle size) is the particle size that is 50%. More preferably, it is 30 or less. It is preferable that D 50p / D 16p is 1.45 or less, more preferably 1.40 or less.
このような粒度分布を有するトナー粒子を得るには、重力式の分級機、遠心分離式の分級機、慣性方式の分級機、あるいは、篩による選別により、所望の粒度分布に合わせることができる。 In order to obtain toner particles having such a particle size distribution, the toner particle size can be adjusted to a desired particle size distribution by using a gravity classifier, a centrifugal classifier, an inertia classifier, or a sieve.
トナー粒子の粒度分布が、上記範囲よりも広い場合には、既述のパウダーレオメーターによる流動性エネルギー量が規定の範囲から外れる傾向にある。 When the particle size distribution of the toner particles is wider than the above range, the fluid energy amount by the powder rheometer described above tends to be out of the specified range.
なお、トナー粒子の粒度分布は、体積平均粒径の測定と同様の方法によって得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積84%となる粒径をD84v、小粒径側から個数累積分布を引いて、累積50%となる粒径をD50p、累積16%となる粒径をD16pとしたとき、粗粉側粒度分布指標を体積平均粒径D84v/体積平均粒径D50vとし、微粉側粒度分布指標を個数平均粒径D50p/個数平均粒径D16pとして求めた値をいう。 The particle size distribution of the toner particles is obtained by subtracting the volume cumulative distribution from the small particle size side with respect to the particle size range (channel) obtained by dividing the particle size distribution obtained by the same method as the measurement of the volume average particle size. When the particle size of 84% is D84v , the cumulative number distribution is subtracted from the small particle size side, the particle size of 50% is D50p , and the particle size of 16% is D16p. the particle size distribution index and the volume average particle diameter D 84v / volume average particle diameter D 50v, refers to a value obtained fine powder side particle size distribution index as the number average particle diameter D 50p / number average particle diameter D 16p.
また、これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2より算出され、数平均粒度指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2より算出された値を言う。 Also, using these, the volume average particle size distribution index (GSDv) is calculated from (D 84v / D 16v ) 1/2 , and the number average particle size index (GSDp) is calculated from (D 84p / D 16p ) 1/2. Say the value was.
(トナー粒子の平均円形度)
トナー粒子の平均円形度は0.950〜0.998の範囲(好ましくは0.955〜0.980の範囲)であることが好ましい。前記範囲より下回ると形状が不定形側になり、現像性、転写性、耐久性、流動性が悪化し、結果、トナーこぼれによる機内汚染が発生する原因となる。一方、この平均円形度が上記範囲を超える場合、球形粒子の割合が多くなりクリーニング性が困難になることがある。
(Average circularity of toner particles)
The average circularity of the toner particles is preferably in the range of 0.950 to 0.998 (preferably in the range of 0.955 to 0.980). Below this range, the shape becomes indeterminate, and developability, transferability, durability, and fluidity are deteriorated, resulting in in-machine contamination due to toner spillage. On the other hand, when the average circularity exceeds the above range, the ratio of spherical particles increases, and cleaning properties may become difficult.
ここで、平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められ、測定対象となるトナーを吸引採取し、非常に扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(例えばシスメックス社製のFPIA−2100)によって求めることができる。なお、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個である。 Here, the average circularity is obtained by (circle equivalent perimeter) / (perimeter) [(perimeter of a circle having the same projection area as the particle image) / (perimeter of the particle projection image)] A flow-type particle image analyzer (for example, manufactured by Sysmex Corporation) takes a particle image as a still image by instantly strobe light emission, and forms a very flat flow. FPIA-2100). The number of samplings when obtaining the average circularity is 3500.
なお、本発明のトナーは、トナー単独で用いる所謂、一成分現像剤として使用してもよいし、キャリアと組み合わせて用いる二成分現像剤として用いてもよい。また、本発明のトナーは、供給トナー(追加補充用トナー)として好適に利用され得る。 The toner of the present invention may be used as a so-called one-component developer that is used alone or as a two-component developer that is used in combination with a carrier. The toner of the present invention can be suitably used as a supply toner (additional replenishment toner).
<画像形成装置(方法)>
本発明の画像形成装置(方法)は、少なくとも、静電潜像担持体と、静電潜像担持体を帯電する帯電手段(帯電工程)と、帯電した静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段(潜像形成工程)と、トナーを含む現像剤によって前記静電潜像を現像しトナー像を前記静電潜像担持体上に形成する現像手段(現像工程)と、前記トナー像を記録媒体上に転写して未定着の転写画像を形成する転写手段(転写工程)と、記録媒体上に転写された前記未定着の転写画像を定着する定着手段(定着工程)と、を有するものである。そして、トナーとして、上記発明のトナーを適用する。
<Image forming apparatus (method)>
The image forming apparatus (method) according to the present invention includes at least an electrostatic latent image carrier, a charging unit (charging step) for charging the electrostatic latent image carrier, and electrostatic charges on the surface of the charged electrostatic latent image carrier. A latent image forming unit (latent image forming step) for forming a latent image, and a developing unit (developing step) for developing the electrostatic latent image with a developer containing toner to form a toner image on the electrostatic latent image carrier. ), A transfer unit (transfer process) for transferring the toner image onto a recording medium to form an unfixed transfer image, and a fixing unit (fixing) for fixing the unfixed transfer image transferred onto the recording medium Step). And the toner of the said invention is applied as a toner.
本発明の画像形成方法では、上記帯電工程、潜像形成工程(露光工程)、現像工程、及び転写工程については、公知の技術を適宜適用することができる。さらに、これらの工程に加え、転写工程後の静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング工程、転写された被記録材上のトナー像を定着させる定着工程がある。 In the image forming method of the present invention, known techniques can be appropriately applied to the charging step, latent image forming step (exposure step), developing step, and transfer step. In addition to these steps, there is a cleaning step for cleaning the electrostatic latent image carrier after the transfer step, and a fixing step for fixing the transferred toner image on the recording material.
特に、本発明の画像形成装置において、現像手段(現像工程)では、現像剤を表面に担持する現像剤担持体(所謂現像ロール(マグロール))が前記像担持体に対向して回転し、前記現像剤を前記像担持体に搬送する態様であることが好ましい。 In particular, in the image forming apparatus of the present invention, in the developing means (developing step), a developer carrying body (so-called developing roll (mag roll)) carrying the developer on the surface rotates to face the image carrying body, and It is preferable that the developer is transported to the image carrier.
そして、この現像剤担持体の周速が340mm/sec以上で回転させることが好適であり、340〜520mm/secがより好適である。このように現像担持体の周速を上記範囲とすることで、現像剤搬送攪拌部材の攪拌力が強くなり、効果的に供給トナーを混合することが可能となり、好適である。 The developer carrying member is preferably rotated at a peripheral speed of 340 mm / sec or more, more preferably 340 to 520 mm / sec. Thus, by setting the peripheral speed of the developing carrier within the above range, the stirring force of the developer conveying stirring member becomes strong, and the supplied toner can be effectively mixed, which is preferable.
図4は、本発明の画像形成方法に適用する画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図4に示す画像形成装置(以下、本実施形態に係る画像形成装置と称する)は、転写残トナーをクリーニング装置によって回収し、回収トナーを現像装置に供給して再使用するトナーリクレーム、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補充用現像剤を現像装置へ適宜供給すると共に現像装置から前記収容した現像剤を適宜排出するトリクル現像を採用した構成となっている。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of an image forming apparatus applied to the image forming method of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as an image forming apparatus according to the present embodiment) collects residual toner by a cleaning device, supplies the recovered toner to the developing device, and re-uses toner reclaim and replenishment. A trickle development is adopted in which a replenishment developer including a replenishment toner and a replenishment carrier is appropriately supplied to the developing device, and the stored developer is appropriately discharged from the developing device.
本発明の実施形態に係る画像形成装置は、図4に示すように、矢印aで示すように、時計回り方向に回転する感光体ドラム10と、感光体ドラム10の上方に、感光体ドラム10に相対して設けられ、感光体ドラム10の表面を負に帯電させる帯電ロール20と、帯電ロール20により帯電した感光体ドラム10の表面に、現像剤(トナー)で形成しようとする画像を書き込み、潜像を形成する露光装置30と、露光装置30の下流側に設けられ、露光装置30で形成された潜像にトナーを付着させて感光体ドラム10の表面にトナー画像を形成する現像装置40と、感光体ドラム10に当接しつつ矢印bで示す方向に走行するとともに、感光体ドラム10の表面に形成されたトナー画像を転写するエンドレスベルト状の中間転写ベルト50と、中間転写ベルト50にトナー画像を転写した後の感光体ドラム10の表面を除電して、表面に残った転写残トナーを除去し易くする除電装置60と、感光体ドラム10の表面を清掃して前記転写残トナーを除去するクリーニング装置70とを備える。
As shown in FIG. 4, the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
帯電ロール20、露光装置30、現像装置40、中間転写ベルト50、除電装置60、及びクリーニング装置70は、感光体ドラム10を囲む円周上に、時計周り方向に配設されている。
The charging
中間転写ベルト50は、内側から、張架ローラ50A、50B、バックアップローラ50C、及び駆動ローラ50Dによって緊張され、保持されるとともに、駆動ローラ50Dの回転に伴い矢印bの方向に駆動される。中間転写ベルト50の内側における感光体ドラム10に相対する位置には、中間転写ベルト50を正に帯電させて中間転写ベルト50の外側の面に感光体ドラム10上のトナーを吸着させる1次転写ローラ51が設けられている。中間転写ベルト50の下方における外側には、記録紙Pを正に帯電させて中間転写ベルト50に押圧することにより、中間転写ベルト50に形成されたトナー画像を記録紙P上に転写する2次転写ローラ52がバックアップローラ50Cに対向して設けられている。
The
中間転写ベルト50の下方には、さらに、2次転写ローラ52に記録紙Pを供給する記録紙供給装置53と、2次転写ローラ52においてトナー画像が形成された記録紙Pを搬送しつつ、前記トナー画像を定着させる定着装置80とが設けられている。
Below the
記録紙供給装置53は、1対の搬送ローラ53Aと、搬送ローラ53Aで搬送される記録紙Pを2次転写ローラ52に向かって誘導する誘導スロープ53Bと、を備える。一方、定着装置80は、2次転写ローラ52によってトナー画像が転写された記録紙Pを加熱・押圧することにより、前記トナー画像の定着を行う1対の熱ローラである定着ローラ81と、定着ローラ81に向かって記録紙Pを搬送する搬送コンベア82とを有する。
The recording
記録紙Pは、記録紙供給装置53と2次転写ローラ52と定着装置80とにより、矢印cで示す方向に搬送される。
The recording paper P is conveyed in the direction indicated by the arrow c by the recording
中間転写ベルト50の近傍には、さらに、2次転写ローラ52において記録紙Pにトナー画像を転写した後に中間転写ベルト50に残ったトナーを除去するクリーニングブレードを有する中間転写体クリーニング装置54が設けられている。
In the vicinity of the
以下、現像装置40について詳細に説明する。現像装置40は、現像領域で感光体ドラム10に対向して配置されており、例えば、負(−)極性に帯電するトナー及び正(+)極性に帯電するキャリアからなる2成分現像剤を収容する現像容器41を有している。現像容器41は、現像容器本体41Aとその上端を塞ぐ現像容器カバー41Bとを有している。
Hereinafter, the developing
現像容器本体41Aはその内側に、現像ロール42を収容する現像ロール室42Aを有しており、現像ロール室42Aに隣接して、第1攪拌室43Aと第1攪拌室43Aに隣接する第2攪拌室44Aとを有している。また、現像ロール室42A内には、現像容器カバー41Bが現像容器本体41Aに装着された時に現像ロール42表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材45が設けられている。
The developing container
第1攪拌室43Aと第2攪拌室44Aとの間には仕切り壁41Cにより仕切られており、図示しないが、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aは仕切り壁41Cの長手方向(現像装置長手方向)両端部に連通部が設けられて連通しており、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aによって循環攪拌室(43A+44A)を構成している。
The
そして、現像ロール室42Aには、感光体ドラム10と対向するように現像ロール42が配置されている。現像ロール42は、図示しないが磁性を有する磁性ロール(固定磁石)の外側にスリーブを設けたものである。第1攪拌室43Aの現像剤は磁性ロールの磁力によって現像ロール42の表面上に吸着されて、現像領域に搬送される。また、現像ロール42はそのロール軸が現像容器本体41Aに回転自由に支持されている。ここで、現像ロール42と感光体ドラム10とは、逆方向に回転し、対向部において、現像ロール42の表面上に吸着された現像剤は、感光体ドラム10の進行方向と同方向から現像領域に搬送するようにしている。
In the developing
また、現像ロール42のスリーブには、不図示のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアスが印加されるようになっている(本実施の形態では、現像領域に交番電界が印加されるように、直流成分(DC)に交流成分(AC)を重畳したバイアスを印加)。
A bias power supply (not shown) is connected to the sleeve of the developing
第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aには現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌部材43(攪拌・搬送部材)及び第2攪拌部材44(攪拌・搬送部材)が配置されている。第1攪拌部材43は、現像ロール42の軸方向に伸びる第1回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に固定された攪拌搬送羽根(突起部)とで構成されている。また、第2攪拌部材44も、同様に、第2回転軸及び攪拌搬送羽根(突起部)とで構成されている。なお、攪拌部材は現像容器本体41Aに回転自由に支持されている。そして、第1攪拌部材43及び第2攪拌部材44は、その回転によって、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aの中の現像剤は互いに逆方向に搬送されるように配設されている。
In the
そして、第2攪拌室44Aの長手方向一端側には、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補給用現像剤を第2攪拌室44Aへ適宜供給するための補給搬送路46の一端が連結されており、補給搬送路46の他端には、補給用現像剤を収容している現像剤ホッパー47が連結されている。また、第2攪拌室44Aの長手方向一端側には、収容している現像剤を適宜排出するための排出搬送路48の一端も連結されており、排出搬送路48の他端には図示しないが排出した現像剤を回収する現像剤回収容と連結されている。
One end of a
このように現像装置40は、現像剤ホッパー47から補給搬送路46を経て補給用現像剤を現像装置40(第2攪拌室44A)へ適宜供給し、古くなった現像剤を排出搬送路48から適宜排出する、所謂トリクル現像方式(現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像装置内に補充用の現像剤(トリクル現像剤)を徐々に補給する一方で、過剰になった(劣化したキャリアを多く含む)劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である)を採用している。
As described above, the developing
次に、クリーニング装置70について詳細に説明する。クリーニング装置70は、ハウジング71と、ハウジング71から突出するように配設されるクリーニングブレード72を含んで構成されている。クリーニングブレード72は、感光体ドラム10の回転軸の延在方向に延びる板状のものであって、感光体ドラム10における1次転写ローラ51による転写位置より回転方向(矢印a方向)下流側で且つ、除電装置60によって除電される位置より回転方向下流側に、先端部(以下、エッジ部という)が圧接されるように設けられている。
Next, the
クリーニングブレード72は、感光体ドラム10が所定方向(矢印a方向)に回転することによって、1次転写ローラ51により記録紙Pに転写されずに感光体ドラム10上に担持されている未転写残留トナーや記録紙Pの紙粉等の異物を堰き止めて、感光体ドラム10から除去する。
When the
また、ハウジング71内の底部には、搬送部材73が配設されており、ハウジング71における搬送部材73の搬送方向下流側にはクリーニングブレード72により除去されたトナー粒子(現像剤)を現像装置40へ供給するための供給搬送路74の一端が連結されている。そして、供給搬送路74の他端は補給搬送路46へ合流するように連結されている。
Further, a
このようにクリーニング装置70は、ハウジング71の底部に設けられた搬送部材73の回転に伴い、供給搬送路74を通じて未転写残留トナー粒子を現像装置40(第2攪拌室44A)へと搬送し、収容されている現像剤(トナー)とともに攪拌搬送して再利用するトナーリクレームを採用している。
As described above, the
このような構成の画像形成装置に、上記本発明のトナーを適用することで、高速機において、現像剤ホッパー(トナーカートリッジ)から供給されたり、トナーリクレームによる再利用される供給トナーが現像装置内の現像剤に供給されても、供給トナーが良好に撹拌混合され、しかも、帯電立ち上がりが良好で、現像器端部からのトナーこぼれを防止できるようになる。 By applying the toner of the present invention to the image forming apparatus having such a configuration, in the high speed machine, supplied toner supplied from a developer hopper (toner cartridge) or reused by toner reclaim is developed. Even when the toner is supplied to the developer, the supplied toner is well stirred and mixed, and the charging rise is good, so that toner spillage from the end of the developing device can be prevented.
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、文中、「部」は「重量部」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples. In the text, “parts” means “parts by weight”.
<各種特性の測定方法>
まず、実施例、比較例で用いた現像剤等の物性測定方法について説明する。
<Measuring method of various characteristics>
First, methods for measuring physical properties of developers and the like used in Examples and Comparative Examples will be described.
−平均円形度−
測定装置として、ホソカワミクロン社製のフロー式粒子像解析装置(商品名 FPIA2100)を用いて測定した。
-Average circularity-
The measurement was performed using a flow particle image analyzer (trade name FPIA2100) manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
−体積平均粒径、粒度分布−
測定装置としてはコールターカウンターTA−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用して、粒径を測定した。
-Volume average particle size, particle size distribution-
The particle size was measured using a Coulter counter TA-II type (manufactured by Beckman-Coulter) as the measuring device and ISOTON-II (manufactured by Beckman-Coulter) as the electrolyte.
測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加え、これを前記電解液100〜150ml中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0〜60μmの範囲の粒子の粒度分布を測定した。測定する粒子数は50,000であった。 As a measurement method, 0.5 to 50 mg of a measurement sample was added to 2 ml of a 5% by weight aqueous solution of a surfactant, preferably sodium alkylbenzenesulfonate as a dispersant, and this was 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 with an ultrasonic disperser for about 1 minute. Using the Coulter Counter TA-II type, an aperture having an aperture diameter of 100 μm is used. The particle size distribution of particles in the range of 60 μm was measured. The number of particles to be measured was 50,000.
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、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、体積で累積16%となる累積体積粒径をD16v、数で累積16%となる累積個数粒径をD16pと定義する。同様に、体積で累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、数で累積50%となる粒径を個数平均粒子径D50pと定義する。また、同様に、体積で累積84%となる累積体積粒径をD84v、数で累積84%となる累積個数粒径をD84pと定義する。体積平均粒径は該D50vである。
また、トナー粒子については、粒径4μm以下の粒子の占める割合を上記得られた粒度分布から求めた。
For the divided particle size range (channel), a cumulative distribution is drawn from the smaller diameter side for each of the volume and number, and the cumulative volume particle size that is 16% cumulative in volume is D 16v and cumulative 16 in number. % Cumulative particle diameter is defined as D 16p . Similarly, define a volume cumulative 50% become particle diameter Volume average particle diameter D 50v, the particle diameter at a cumulative 50% by number as number-average particle diameter D 50p. Similarly, the cumulative volume particle diameter D 84v as a 84% cumulative volume, the cumulative number particle diameter at cumulative 84% by number is defined as D 84p. The volume average particle diameter is the D 50v .
For the toner particles, the proportion of particles having a particle size of 4 μm or less was determined from the particle size distribution obtained above.
−分子量分布の測定−
トナーの樹脂の分子量分布は以下の条件で行った。
東ソー(株)HLC−8120GPC、SC−8020装置を用い、カラムはTSK gei, SuperHM−H(6.0mmID×15cm)を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。測定条件としては、試料濃度0.5質量%、流速を0.6ml/分、サンプル注入量を10μl、測定温度を40℃として、IR検出器を用いて測定した。
検量線は、東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:A−500、F−1、F−10、F−80、F−380、A−2500、F−4、F−40、F−128、F−700の10サンプルから作製した。また試料解析におけるデータ収集間隔は、300msとした。
-Measurement of molecular weight distribution-
The molecular weight distribution of the resin of the toner was performed under the following conditions.
Tosoh Corporation HLC-8120GPC, SC-8020 apparatus was used, TSK gei, SuperHM-H (6.0 mmID × 15 cm) was used as a column, and THF (tetrahydrofuran) was used as an eluent. As measurement conditions, the sample concentration was 0.5% by mass, the flow rate was 0.6 ml / min, the sample injection amount was 10 μl, the measurement temperature was 40 ° C., and the measurement was performed using an IR detector.
The calibration curve is “polystylen standard sample TSK standard” manufactured by Tosoh Corporation: A-500, F-1, F-10, F-80, F-380, A-2500, F-4, F-40, F-128. , F-700 was prepared from 10 samples. The data collection interval in the sample analysis was 300 ms.
−ガラス転移温度の測定−
結着樹脂のガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計(島津製作所社製:DSC−50)を用い、昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移点は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とした。
-Measurement of glass transition temperature-
The glass transition point (Tg) of the binder resin was determined by measurement using a differential scanning calorimeter (manufactured by Shimadzu Corporation: DSC-50) under a temperature increase rate of 10 ° C./min. In addition, the glass transition point was made into the temperature of the intersection of the extended line of the base line in a heat absorption part, and a rising line.
−重量平均分子量の測定−
既述の方法で測定を行った。
-Measurement of weight average molecular weight-
Measurement was performed by the method described above.
<実施例A>
[実施例A1−1]
(トナー粒子の作製)
−樹脂粒子分散液の調整−
・スチレン:370部
・n−ブチルアクリレート:30部
・アクリル酸:8部
ドデカンチオール:24部
・四臭化炭素:4部
前記化合物を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10gをイオン交換水550部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、150nmであり、Tg=58℃、重量平均分子量Mw=12000の樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を調製した。
<Example A>
[Example A1-1]
(Production of toner particles)
-Adjustment of resin particle dispersion-
-Styrene: 370 parts-n-butyl acrylate: 30 parts-Acrylic acid: 8 parts Dodecanethiol: 24 parts-Carbon tetrabromide: 4 parts Nonipol 400 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) 6 parts and anionic surfactant (Neogen SC: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 10 g were emulsion polymerized in a flask dissolved in 550 parts of ion-exchanged water for 10 minutes. While slowly mixing, 50 parts of ion-exchanged water in which 4 g of ammonium persulfate was dissolved was added thereto. After carrying out nitrogen substitution, the inside of the flask was stirred and heated in an oil bath until the contents reached 70 ° C., and emulsion polymerization was continued for 5 hours. As a result, a resin particle dispersion was prepared in which resin particles of 150 nm, Tg = 58 ° C., and weight average molecular weight Mw = 12000 were dispersed.
−着色剤分散液の調製−
・カーボンブラック(モーガルL:キャボット製):60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):6部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後アルティマイザーにて分散処理して平均粒子径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤を調製した。
-Preparation of colorant dispersion-
Carbon black (Mogal L: Cabot): 60 parts Nonionic surfactant (Nonipol 400: Sanyo Chemical Co., Ltd.): 6 parts Ion exchange water: 240 parts The above ingredients are mixed and dissolved. A colorant dispersant in which colorant (carbon black) particles having an average particle size of 250 nm are dispersed by stirring with a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA) for 10 minutes and then dispersing with an optimizer. Was prepared.
−離型剤分散液の調製−
・パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃):100部
・カチオン性界面活性剤 (サニゾールB50:花王(株)製):5部
・イオン交換水 :240部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が520nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調製した。
-Preparation of release agent dispersion-
Paraffin wax (HNP0190: Nippon Seiwa Co., Ltd., melting point 85 ° C.): 100 parts Cationic surfactant (Sanisol B50: Kao Corporation): 5 parts Ion-exchanged water: 240 parts Is dispersed in a round stainless steel flask using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA) for 10 minutes, and then dispersed with a pressure discharge type homogenizer, and the release agent particles having an average particle diameter of 520 nm. A mold release agent dispersion liquid was prepared.
−トナー粒子の作製−
・前記樹脂粒子分散液:234部
・前記着色剤分散液:30部
・前記離型剤分散液:40部
・ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S):0.5部
・イオン交換水:600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で30分保持した後、D50が4.7μmの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて56℃で1時間保持し、D50は6.2μmとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に26重量部の樹脂粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液に、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを7.0に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、4時間保持した。冷却後、このトナー粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー粒子を得た。
-Production of toner particles-
-Resin particle dispersion: 234 parts-Colorant dispersion: 30 parts-Release agent dispersion: 40 parts-Polyaluminum hydroxide (Pho2S manufactured by Asada Chemical Co., Ltd.): 0.5 parts-Ion exchange water : 600 parts The above components were mixed and dispersed in a round stainless steel flask using a homogenizer (Ultra Turrax T50: manufactured by IKA), and then stirred at 50 ° C. in an oil bath for heating. Until heated. After maintaining at 50 ° C. for 30 minutes, it was confirmed that aggregated particles having a D50 of 4.7 μm were formed. Further, the temperature of the heating oil bath was raised and maintained at 56 ° C. for 1 hour, and D50 was 6.2 μm. Thereafter, 26 parts by weight of the resin particle dispersion was added to the dispersion containing the aggregate particles, and then the temperature of the heating oil bath was raised to 50 ° C. and held for 30 minutes. After adding 1N sodium hydroxide to the dispersion containing the aggregate particles and adjusting the pH of the system to 7.0, the stainless steel flask is sealed, and the stirring is continued using a magnetic seal up to 80 ° C. Heated and held for 4 hours. After cooling, the toner particles were filtered off, washed four times with ion exchange water, and then lyophilized to obtain toner particles.
(トナー(外添トナー)の作製)
トナー粒子100部に、気相法シリカ(個数平均粒径150nm、シリコーンオイル処理(処理量30部(シリカ100部に対する処理量以下同様))、不定形(平均円形度0.872))を4.5部を加え、20Lのヘンシェルミキサーを用い、攪拌羽先端周速55m/sで20分間ブレンドを行い、トナー粒子表面面積に対して25cov%外添した。そして、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添トナーを作製した。
(Preparation of toner (external toner))
To 100 parts of toner particles, 4 vapor-phase silica (number average particle diameter 150 nm, silicone oil treatment (treatment amount 30 parts (the same treatment amount with respect to 100 parts of silica)), amorphous (average circularity 0.872)) 4 0.5 part was added and blended for 20 minutes at a stirring blade tip peripheral speed of 55 m / s using a 20 L Henschel mixer, and 25 cov% of the toner particle surface area was externally added. Then, coarse particles were removed using a sieve having an opening of 45 μm to prepare an externally added toner.
得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量は350mJ、通気流動性エネルギー量は85mJであった。 The obtained externally added toner had a basic fluidity energy amount of 350 mJ and an aeration fluidity energy amount of 85 mJ.
(キャリアの作製)
体積平均粒子径40μmのCu−Znフェライト粒子100部に、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.1部を含有するメタノール溶液を添加し、ニーダーで被覆した後、メタノールを留去し、さらに120℃で2時間加熱して上記シラン化合物を完全に硬化させた。この粒子に、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体(共重合比40:60)をトルエンに溶解させたものを添加し、真空減圧型ニーダーを使用してパーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体のコーティング量が0.5%となるようにキャリアを製造した。
(Creation of carrier)
A methanol solution containing 0.1 part of γ-aminopropyltriethoxysilane was added to 100 parts of Cu—Zn ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm, and after covering with a kneader, the methanol was distilled off, and further 120 ° C. For 2 hours to completely cure the silane compound. To this particle, a perfluorooctylethyl methacrylate-methyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio 40:60) dissolved in toluene was added, and perfluorooctylethyl methacrylate-methyl was added using a vacuum reduced pressure kneader. The carrier was manufactured so that the coating amount of the methacrylate copolymer was 0.5%.
(現像剤の作製)
得られたキャリア100部に対して、外添トナー5部を混合し、現像剤を作製した。
(Development of developer)
To 100 parts of the obtained carrier, 5 parts of externally added toner was mixed to prepare a developer.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーのこぼれ量測定を行った。その結果、供給トナー(上記外添トナー)を現像剤に補給後3秒で混合が終了した。またトナー補給後1秒おきにトナーこぼれ量を10分間測定したところ、最大のトナーこぼれ量は30mg/m3であった。また、帯電立ち上がりテストも行ったところ、0.98であった。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 500 mm / sec), and the mixing stirrability test and the measurement of toner spillage were performed on an empty bench. As a result, mixing was completed in 3 seconds after supplying the supplied toner (the above externally added toner) to the developer. Further, when the amount of toner spillage was measured for 10 minutes every second after toner replenishment, the maximum amount of toner spillage was 30 mg / m 3 . Moreover, it was 0.98 when the charge rising test was done.
−混合攪拌性テスト・トナーこぼれ量測定−
現像剤300gを、Docu color f450の現像機に入れ、上カバーをはずした状態で現像機空回しベンチに装着する。現像機空回しベンチは、現像ロール回転周速を任意に設定することができ、現像バイアスを印加することもきる。
-Mixing stirrability test and toner spillage measurement-
300 g of the developer is put into the developing machine of Docu color f450, and the developing machine is turned around and mounted on the bench with the upper cover removed. The developing machine idle bench can arbitrarily set the developing roll rotation peripheral speed, and can also apply a developing bias.
そして、現像機の現像ロールの回転周速を任意の値に設定し、5分間の空回しを実施。一旦停止し、供給トナー4gを供給部から入れ、空回しを10分間実施する。その際、供給トナーが現像剤と混合され、跡形もなくなるまでの時間を計測し、それを混合終了時間とした。 Then, set the rotation speed of the developing roll of the developing machine to an arbitrary value, and carry out the idling for 5 minutes. Once stopped, 4 g of supply toner is introduced from the supply unit, and idle rotation is performed for 10 minutes. At that time, the time until the supplied toner was mixed with the developer and the traces disappeared was measured and used as the mixing end time.
また、追加後1秒おきにトナーこぼれ量を測定し、最大のトナーこぼれ量を計測しその値で評価した。トナーこぼれ量は日本カノマック社製ダストトラックModel3451にて1秒毎に計測した。本装置では吸引エア流量を1.7L/minにし、10μインレットノズルを使用した。トナーこぼれ量の単位はmg/m3である。 Further, the toner spill amount was measured every second after the addition, and the maximum toner spill amount was measured and evaluated based on the value. The amount of toner spillage was measured every second with a dust track Model 3451 manufactured by Nippon Kanomak. In this apparatus, the suction air flow rate was 1.7 L / min, and a 10 μ inlet nozzle was used. The unit of toner spillage is mg / m 3 .
−帯電立ち上がりテスト−
帯電立ち上がりテストは次のようにして行った。混合攪拌性テストと同様に、現像剤300gを現像機に入れ、現像機の空回しを10秒間行い、現像剤の帯電量を測定する。次に、更に現像機の空回しを2分間行い、同様に帯電量を測定し、下記式より帯電量比を算出し、後述の判定に従い帯電立ち上がりの良し悪しを判断した。
(式)10秒の帯電量/2分の帯電量=帯電量比
(判定)
帯電量比≧0.85:帯電立ち上がり良好
0.85>帯電量比≧0.70:帯電立ち上がり普通
帯電量比<0.7:帯電立ち上がり悪
尚、帯電量の測定は、空回し現像機のマグロール上の現像剤を採取し、ブローオフ法(測定器:TB200 東芝社製)により測定した。
−Charging rise test−
The charge rising test was performed as follows. Similar to the mixing and stirring test, 300 g of the developer is put into the developing machine, the developing machine is idled for 10 seconds, and the charge amount of the developer is measured. Next, the developing machine was further spun for 2 minutes, the charge amount was measured in the same manner, the charge amount ratio was calculated from the following equation, and whether or not the charge rising was good was determined according to the determination described later.
(Formula) Charge amount of 10 seconds / 2 charge amount of 2 minutes = charge amount ratio (determination)
Charge amount ratio ≧ 0.85: Charge rise good 0.85> Charge amount ratio ≧ 0.70: Charge rise normal charge amount ratio <0.7: Charge rise is unsatisfactory. The developer on the mag roll was collected and measured by a blow-off method (measuring device: TB200, manufactured by Toshiba Corporation).
[実施例A1−2]
(トナー(外添トナー)の作製)
表1に従って各種条件を変更した以外は実施例A1−1と同様にして外添トナーを作製した。得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量は表1に示す。
[Example A1-2]
(Preparation of toner (external toner))
An external toner was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that various conditions were changed according to Table 1. Table 1 shows the basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount of the obtained externally added toner.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定を行った。その結果を表2に示す。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 500 mm / sec), and the mixing stirrability test and the toner spill amount measurement were performed with an empty bench. The results are shown in Table 2.
[実施例A1−3]
実施例A1−1と同様の現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が1100mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表2に示す。
[Example A1-3]
The same developer as in Example A1-1 was loaded in a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 1100 mm / sec), and the mixture was agitated on a bench and mixed agitation test, toner spill amount measurement, charging A rise test was performed. The results are shown in Table 2.
[実施例A2−1]
(トナー粒子の作製)
ポリ水酸化アルミニウムを0.3部に変更した以外は実施例A1−1と同様にしてトナー粒子を得た。
[Example A2-1]
(Production of toner particles)
Toner particles were obtained in the same manner as in Example A1-1 except that polyaluminum hydroxide was changed to 0.3 part.
(トナー(外添トナー)の作製)
トナー粒子100部に、気相法シリカ(個数平均粒径25nm、デシルシラン処理(処理量15部)、不定形(平均円形度0.850))を1.5部を加え、20Lのヘンシェルミキサーを用い、攪拌羽先端周速55m/sで20分間ブレンドを行い、トナー粒子表面面積に対して25cov%外添した。そして、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添トナーを作製した。
(Preparation of toner (external toner))
To 100 parts of toner particles, 1.5 parts of vapor phase method silica (number average particle diameter 25 nm, decylsilane treatment (treatment amount 15 parts), amorphous (average circularity 0.850)) is added, and a 20 L Henschel mixer is added. The mixture was blended for 20 minutes at a stirring blade tip peripheral speed of 55 m / s, and 25 cov% was externally added to the surface area of the toner particles. Then, coarse particles were removed using a sieve having an opening of 45 μm to prepare an externally added toner.
得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量は560mJ、通気流動性エネルギー量は62mJであった。 The obtained externally added toner had a basic fluidity energy amount of 560 mJ and an aeration fluidity energy amount of 62 mJ.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が400mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定を行った。その結果、供給トナー(上記外添トナー)を現像剤に補給後5秒で混合が終了した。またトナー補給後1秒おきにトナーこぼれ量を10分間測定したところ、最大のトナーこぼれ量は46mg/m3であった。また、帯電立ち上がりテストも行ったところ、0.95であった。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 400 mm / sec), and the mixing stirrability test and the toner spill amount measurement were performed on an empty bench. As a result, mixing was completed in 5 seconds after the supplied toner (the above externally added toner) was supplied to the developer. Further, when the amount of toner spillage was measured for 10 minutes every second after toner replenishment, the maximum toner spillage amount was 46 mg / m 3 . Moreover, it was 0.95 when the charge rising test was done.
[実施例A2−2]
(トナー(外添トナー)の作製)
表1に従って各種条件を変更した以外は実施例A2−1と同様にして外添トナーを作製した。得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量は表1に示す。
[Example A2-2]
(Preparation of toner (external toner))
An external additive toner was prepared in the same manner as in Example A2-1 except that various conditions were changed according to Table 1. Table 1 shows the basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount of the obtained externally added toner.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が400mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表2に示す。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 400 mm / sec), and the mixture was swirled to perform a mixing stirrability test, toner spill amount measurement, and charge rising test. . The results are shown in Table 2.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が400mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定を行った。その結果、供給トナー(上記外添トナー)を現像剤に補給後10秒で混合が終了した。またトナー補給後1秒おきにトナーこぼれ量を10分間測定したところ、最大のトナーこぼれ量は64mg/m3であった。また、帯電立ち上がりテストも行ったところ、0.89であった。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 400 mm / sec), and the mixing stirrability test and the toner spill amount measurement were performed on an empty bench. As a result, mixing was completed 10 seconds after supplying the supplied toner (the above externally added toner) to the developer. Further, when the amount of toner spillage was measured for 10 minutes every second after toner replenishment, the maximum amount of toner spillage was 64 mg / m 3 . Moreover, it was 0.89 when the charge rising test was done.
[実施例A2−3]
実施例A2−1と同様の現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が1100mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定を行った。その結果を表2に示す。
[Example A2-3]
The same developer as in Example A2-1 was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 1100 mm / sec), and the mixing stirrability test and the toner spill amount measurement were performed on an empty bench. It was. The results are shown in Table 2.
[比較例A1−1]
(トナー(外添トナー)の作製)
実施例A1−1と同様のトナー粒子100部に、単分散球形シリカ(個数平均粒径150nm、HMDS処理(処理量15部))を4.5部を加え、20Lのヘンシェルミキサーを用い、攪拌羽先端周速55m/sで20分間ブレンドを行い、トナー粒子表面面積に対して25cov%外添した。そして、45μmの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添トナーを作製した。
[Comparative Example A1-1]
(Preparation of toner (external toner))
To 100 parts of the same toner particles as in Example A1-1, 4.5 parts of monodispersed spherical silica (number average particle size 150 nm, HMDS treatment (treatment amount 15 parts)) is added, and stirred using a 20 L Henschel mixer. Blending was performed for 20 minutes at a blade tip peripheral speed of 55 m / s, and 25 cov% was externally added to the surface area of the toner particles. Then, coarse particles were removed using a sieve having an opening of 45 μm to prepare an externally added toner.
得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量は160mJ、通気流動性エネルギー量は25mJであった。 The obtained externally added toner had a basic fluid energy amount of 160 mJ and an aeration fluid energy amount of 25 mJ.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定を行った。その結果、供給トナー(上記外添トナー)を現像剤に補給後20秒以上かかって混合が終了した。またトナー補給後1秒おきにトナーこぼれ量を10分間測定したところ、最大のトナーこぼれ量は560mg/m3であった。また、帯電立ち上がりテストも行ったところ、0.85であった。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (the rotation speed of the developing carrier (mag roll) was set to 500 mm / sec), and the mixing stirrability test and the toner spill amount measurement were performed with an empty bench. As a result, mixing was completed in 20 seconds or more after the supplied toner (the above-mentioned externally added toner) was supplied to the developer. Further, when the amount of toner spillage was measured for 10 minutes every second after toner replenishment, the maximum toner spillage amount was 560 mg / m 3 . In addition, a charge rising test was performed, and the result was 0.85.
[比較例A1−2]
比較例A1−1と同様の現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が150mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表2に示す。
[Comparative Example A1-2]
A developer similar to that of Comparative Example A1-1 is loaded into a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 150 mm / sec), and is stirred and mixed with a bench to measure mixing spillage, toner spill amount measurement, charging A rise test was performed. The results are shown in Table 2.
[比較例A2〜A3]
(トナー(外添トナー)の作製)
表1に従って各種条件を変更した以外は比較例A1−1と同様にして、それぞれ外添トナーを作製した。得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量は表1に示す。
[Comparative Examples A2 to A3]
(Preparation of toner (external toner))
Externally added toners were prepared in the same manner as in Comparative Example A1-1 except that various conditions were changed according to Table 1. Table 1 shows the basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount of the obtained externally added toner.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表2に示す。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 500 mm / sec), and the mixture was swirled to perform a mixing stirrability test, toner spill amount measurement, and charge rising test. . The results are shown in Table 2.
以上の実施例Aから、本実施例のトナーを使用することで、高速機において、供給トナーが良好な撹拌混合性を示し、帯電立ち上がりが良好で、現像器端部からのトナーこぼれを防止できることがわかる。特に、現像ロールの回転周速を所定範囲とすることで、より効果的に、当該効果を奏することがわかる。 From the above Example A, by using the toner of this example, the supplied toner exhibits good agitation and mixing properties in a high-speed machine, the charge rise is good, and toner spillage from the end of the developing device can be prevented. I understand. In particular, it can be seen that the effect can be achieved more effectively by setting the rotational peripheral speed of the developing roll within a predetermined range.
<実施例B>
[実施例B1〜B5]
(トナー(外添トナー)の作製)
表3に従って外添剤種、各種条件を変更した以外は実施例A1−1と同様にして、それぞれ外添トナーを作製した。得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量は表3に示す。
<Example B>
[Examples B1 to B5]
(Preparation of toner (external toner))
External additive toners were prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the types of external additives and various conditions were changed according to Table 3. Table 3 shows the basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount of the obtained externally added toner.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表4に示す。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 500 mm / sec), and the mixture was swirled to perform a mixing stirrability test, toner spill amount measurement, and charge rising test. . The results are shown in Table 4.
以上、実施例Bから、種々の外添剤、その外添条件により流動性エネルギー量を制御可能であることがわかる。特に、ジメチルシリコーンオイル処理シリカとCeO2を用いると、所定の基本流動性エネルギー量及び通気流動性エネルギー量に良好に制御可能となる。 As described above, Example B shows that the amount of fluid energy can be controlled by various external additives and the external addition conditions. In particular, when dimethylsilicone oil-treated silica and CeO 2 are used, the predetermined basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount can be satisfactorily controlled.
<実施例C>
[実施例C1〜C4]
(トナー(外添トナー)の作製)
表5に従って特性が異なるトナー粒子を用いた以外は、実施例A1−1と同様にして、それぞれ外添トナーを作製した。得られた外添トナーの基本流動性エネルギー量、通気流動性エネルギー量は表5に示す。
<Example C>
[Examples C1 to C4]
(Preparation of toner (external toner))
Externally added toners were prepared in the same manner as in Example A1-1 except that toner particles having different characteristics according to Table 5 were used. Table 5 shows the basic fluidity energy amount and aeration fluidity energy amount of the obtained externally added toner.
(現像剤の作製)
得られた上記外添トナーを用いた以外は、実施例A1−1と同様にして現像剤を作製した。
(Development of developer)
A developer was prepared in the same manner as in Example A1-1 except that the obtained externally added toner was used.
(評価)
得られた現像剤を現像機(現像担持体(マグロール)の回転速度が500mm/secに設定)に装填して、空回しベンチで混合攪拌性テスト、トナーこぼれ量測定、帯電立ち上がりテストを行った。その結果を表5に示す。
(Evaluation)
The obtained developer was loaded into a developing machine (developing carrier (mag roll) rotation speed set to 500 mm / sec), and the mixture was swirled to perform a mixing stirrability test, toner spill amount measurement, and charge rising test. . The results are shown in Table 5.
加えて、現像性・転写性のテストも評価した。 In addition, developability and transferability tests were also evaluated.
−現像性・転写性のテスト−
現像性・転写性のテストは次のようにして行った。現像性の評価は、現像剤300gを、Docu color f450の現像機に入れ、Docu Color f450増速改造機を使い、プロセススピードが400mm/secの状態で、同一現像電場における、現像トナー量を測定することで評価した。具体的には、現像電場を―250v一定にし、トナーを静電潜像担持体に現像させ、その量を測定した。目標とする現像量は40g/m2である。また、転写性の評価は、現像トナー量に対する、転写トナー量の割合から下記式で求めた。
(式) 転写性(%)=(転写トナー量/現像トナー量)×100
なお、目標とする転写性は80%以上である。
-Developability and transferability test-
The developability / transferability test was performed as follows. For evaluation of developability, 300 g of developer is put in a Docu color f450 developing machine, and using a Docu Color f450 speed increasing machine, the amount of developing toner is measured at the same developing electric field at a process speed of 400 mm / sec. It was evaluated by doing. Specifically, the developing electric field was kept constant at −250 v, the toner was developed on the electrostatic latent image carrier, and the amount thereof was measured. The target development amount is 40 g / m 2 . The evaluation of transferability was obtained from the ratio of the transferred toner amount to the developed toner amount by the following formula.
(Expression) Transferability (%) = (Transfer toner amount / Development toner amount) × 100
The target transferability is 80% or more.
以上、実施例Cから、所定の平均円形度を有するトナー粒子を用いることで、特に、現像性・転写性が向上し、トナーこぼれなどを効果的に防止可能であることがわかる。 As described above, it can be seen from Example C that, by using toner particles having a predetermined average circularity, particularly developability and transferability are improved, and toner spillage can be effectively prevented.
10 感光体ドラム
20 帯電ロール
30 露光装置
40 現像装置
41 現像容器
41A 現像容器本体
41B 現像容器カバー
41C 仕切り壁
42 現像ロール
42A 現像ロール室
43 第1攪拌部材
43A 第1攪拌室
44 第2攪拌部材
44A 第2攪拌室
45 層厚規制部材
46 補給搬送路
47 現像剤ホッパー
48 排出搬送路
50 中間転写ベルト
50A 張架ローラ
50C バックアップローラ
50D 駆動ローラ
51 1次転写ローラ
52 2次転写ローラ
53 記録紙供給装置
53A 搬送ローラ
53B 誘導スロープ
54 中間転写体クリーニング装置
60 除電装置
70 クリーニング装置
71 ハウジング
72 クリーニングブレード
73 搬送部材
74 供給搬送路
80 定着装置
81 定着ローラ
82 搬送コンベア
DESCRIPTION OF
Claims (5)
通気流量0ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの基本流動性エネルギー量が200mJ以上650mJ以下であり、
且つ通気流量80ml/min、回転翼の先端スピード100mm/sec、回転翼の進入角度−5°の条件でパウダーレオメーターによって測定したときの通気流動性エネルギー量が50mJ以上100mJ以下であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。 Resin particles, colorant particles and release agent particles are aggregated in water to form aggregated particles, and then the aggregated particles are heated to obtain a volume average particle size of 3 μm to 12 μm and an average circularity of 0.950 to 0. toner particles of .998, the covering the toner particles of the surface area of the toner particles in 10cov% ~70cov%, number average particle diameter 20Nm~800nm, an average circularity from 0.830 to 0.960, silanized Or an electrostatic latent image developing toner having an amorphous external additive treated with silicone oil,
The basic fluid energy when measured with a powder rheometer at a flow rate of 0 ml / min, a tip speed of the rotor blade of 100 mm / sec, and an entrance angle of the rotor blade of -5 ° is 200 mJ or more and 650 mJ or less,
In addition, the amount of aeration fluid energy when measured with a powder rheometer is 50 mJ or more and 100 mJ or less when measured with a flow rate of 80 ml / min, a tip speed of the rotor blade of 100 mm / sec, and an entrance angle of the rotor blade of -5 °. An electrostatic latent image developing toner.
帯電した静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
請求項1に記載の静電潜像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像しトナー像を前記静電潜像担持体上に形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体上に転写して未定着の転写画像を形成する転写工程と、
記録媒体上に転写された前記未定着の転写画像を定着する定着工程と、
を有することを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the electrostatic latent image carrier;
A latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrostatic latent image carrier;
A developing step of developing the electrostatic latent image with a developer including the electrostatic latent image developing toner according to claim 1 to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
A transfer step of transferring the toner image onto a recording medium to form an unfixed transfer image;
A fixing step of fixing the unfixed transfer image transferred onto the recording medium;
An image forming method comprising:
静電潜像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電した静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
請求項1に記載の静電潜像現像用トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像しトナー像を前記静電潜像担持体上に形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体上に転写して未定着の転写画像を形成する転写手段と、
記録媒体上に転写された前記未定着の転写画像を定着する定着手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An electrostatic latent image carrier and a charging means for charging the electrostatic latent image carrier;
A latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the charged electrostatic latent image carrier;
Developing means for developing the electrostatic latent image with a developer containing the electrostatic latent image developing toner according to claim 1 to form a toner image on the electrostatic latent image carrier;
Transfer means for transferring the toner image onto a recording medium to form an unfixed transfer image;
Fixing means for fixing the unfixed transfer image transferred onto the recording medium;
An image forming apparatus comprising:
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