JP5454210B2 - Toner evaluation method and toner production method using the method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真式の画像形成装置に用いられるトナーの評価方法に関し、特にＳＰＭを用いたトナーの表面電位の測定・評価方法に関し、さらに該方法を用いたトナーの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating toner used in an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a method for measuring and evaluating the surface potential of toner using SPM, and further relates to a method for producing toner using the method.
近年、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置の画質に対して、高画質化への要望が高まり、最近では細かいドットの再現性を高めることが非常に重要視されている。
ドットの再現性は、トナーや現像剤の帯電量や流動性の影響を受け、細かい潜像部に均一なトナー層または現像剤層を安定して供給することが必要となってきている。
また、高画質化が進むにつれて、それに使用されるトナーは、小粒径化、高機能化が求められている。このため、トナー構造が微細かつ複雑化しており、作製時の精密な制御が必要となってきている。
In recent years, there has been a growing demand for higher image quality for various image forming apparatuses such as copiers and printers, and recently it has been very important to improve the reproducibility of fine dots.
The dot reproducibility is affected by the charge amount and fluidity of toner and developer, and it is necessary to stably supply a uniform toner layer or developer layer to a fine latent image portion.
Further, as the image quality is improved, the toner used in the toner is required to have a smaller particle size and higher functionality. For this reason, the toner structure is fine and complicated, and precise control at the time of production is required.
トナーを安定に帯電させる目的で、トナー中に帯電制御剤を添加することが知られており、例えば、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体アミノ化合物、４級アンモニウム塩、有機染料等が用いられている。 For the purpose of stably charging the toner, it is known to add a charge control agent to the toner. For example, metal complexes of monoazo dyes, nitrohumic acid and salts thereof, salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid Co, Cr Metal complex amino compounds such as Fe, quaternary ammonium salts, organic dyes, and the like are used.
また、良好な画像を得るために、トナーに流動性が付与され、このために一般に流動性向上剤として、疎水化された金属酸化物の粒子、滑剤等の粒子を添加することが有効であり、金属酸化物、樹脂、金属石鹸等の粒子を添加剤として用いられている。添加剤としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛等の滑剤、酸化セリウム、炭化ケイ素等の研磨剤、表面を疎水化したＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物等の流動性付与剤、公知のケーキング防止剤及びそれらの表面処理物等が挙げられ、特に疎水性シリカが好ましく用いられている。 In order to obtain a good image, fluidity is imparted to the toner. For this reason, it is generally effective to add hydrophobic metal oxide particles, lubricant particles, etc. as fluidity improvers. Particles such as metal oxides, resins and metal soaps are used as additives. Additives include fluidity such as fluororesins such as polytetrafluoroethylene, lubricants such as zinc stearate, abrasives such as cerium oxide and silicon carbide, and inorganic oxides such as SiO 2 and TiO 2 with hydrophobic surfaces. Examples thereof include an imparting agent, a known anti-caking agent, and a surface-treated product thereof, and hydrophobic silica is particularly preferably used.
このようなトナーの帯電特性の評価方法として、例えばブローオフと呼ばれる評価方法が用いられている（非特許文献１）。この評価方法は、トナーのみを通過させ得る径を備えた開口を一部に有する金網（メッシュ）を張った金属容器中に、キャリアとトナーが静電気的に付着している現像剤を入れた後、乾燥空気等の気体を吹き付けて、トナーのみを金属容器外へ吹き飛ばし、容器全体としてトナーの電荷量と同じ電荷量で逆極性を有する電荷を検出している。 For example, an evaluation method called blow-off is used as a method for evaluating the charging characteristics of the toner (Non-Patent Document 1). In this evaluation method, after a developer in which a carrier and toner are electrostatically attached is placed in a metal container with a mesh (mesh) having an opening having a diameter that allows only toner to pass through. Then, a gas such as dry air is blown, and only the toner is blown out of the metal container, and the electric charge having the same charge amount as that of the toner and having the opposite polarity is detected as the whole container.
しかしながらこのブローオフ法はトナー重量に対する平均化した電荷量を検出しているため、個々のトナー粒子の表面への添加剤の付着あるいは固定状態や、トナーの組成、サイズ、形状、表面状態、あるいはそれらの分布に由来するトナーの微細構造が反映された有効な情報は得られていないのが実情であった。 However, since this blow-off method detects the average amount of charge with respect to the toner weight, the additive adhesion or fixation state to the surface of each toner particle, the toner composition, size, shape, surface state, or those In fact, no effective information reflecting the fine structure of the toner derived from the distribution of toner was obtained.
本発明は、トナーの表面電気特性であるトナーの表面電位の分布を知ることのできるようなトナーの評価方法およびこれを用いたトナーの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner evaluation method and a toner manufacturing method using the same so that the distribution of the surface potential of the toner, which is the surface electrical characteristics of the toner, can be known.
上記の課題は下記の手段（１）〜（６）によって解決されることを特徴とする。
（１）導電性を有する基板に固定され、少なくとも樹脂と顔料からなるトナーの表面電位をＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）法によりトナーの表面電位を評価するトナーの評価方法であって、前記トナーを含む前記導電性を有する基板上の定められた範囲におけるトナーの表面電位を測定し、得られた測定値を基にトナー表面電位と導電性を有する基板の表面電位との電位差の頻度を求め、さらに前記トナー表面電位と導電性を有する基板の表面電位との差と、前記頻度との積を求めることを特徴とする。
（２）前記（１）に記載のトナーの評価方法において、前記トナーを含む該導電性を有する基板上の１０μｍ×１０μｍの範囲におけるトナー表面電位と該導電性を有する基板の表面電位との差が−１０ Ｖ〜１０ Ｖの範囲で測定を行うことを特徴とする。
（３）前記（１）または（２）に記載のトナーの評価方法において、前記トナーを含む該導電性を有する基板上の定められた範囲の表面電位を測定する際のスキャンレートが０．０１〜２Ｈｚの範囲で行うことを特徴とする。
（４）前記（１）乃至（３）のいずれかに記載のトナーの評価方法において、前記ＳＰＭ法による測定が、走査型ケルビンフォース法を用いることを特徴とする。
（５）前記（１）乃至（４）のいずれかに記載のトナーの評価方法において、前記トナー表面電位と導電性を有する基板の表面電位との差と、前記頻度の積算値から前記トナーの表面電位の最小ピーク値を求め、前記最小ピーク値を用いて該トナーの評価を行うことを特徴とする。
（６）前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の評価方法を用いるトナーの製造方法を特徴とする。
Said subject is solved by the following means (1)-(6).
(1) A toner evaluation method in which the surface potential of a toner composed of at least a resin and a pigment is fixed to a conductive substrate and the surface potential of the toner is evaluated by an SPM (Scanning Probe Microscope) method, including the toner The surface potential of the toner in a predetermined range on the conductive substrate is measured, and the frequency of the potential difference between the toner surface potential and the surface potential of the conductive substrate is determined based on the obtained measurement value. The product of the difference between the toner surface potential and the surface potential of the conductive substrate and the frequency is obtained.
(2) In the toner evaluation method according to (1), a difference between a toner surface potential in a range of 10 μm × 10 μm on the conductive substrate containing the toner and a surface potential of the conductive substrate. Is measured in the range of −10 V to 10 V.
(3) In the toner evaluation method according to (1) or (2), a scan rate for measuring a surface potential in a predetermined range on the conductive substrate containing the toner is 0.01. It is characterized by being performed in a range of ˜2 Hz.
(4) In the toner evaluation method according to any one of (1) to (3), the measurement by the SPM method uses a scanning Kelvin force method.
(5) In the toner evaluation method according to any one of (1) to (4), the difference between the toner surface potential and the surface potential of a conductive substrate and the integrated value of the frequency are used to calculate the toner. The minimum peak value of the surface potential is obtained, and the toner is evaluated using the minimum peak value.
(6) A toner manufacturing method using the evaluation method according to any one of (1) to (5).
トナーの表面電気特性であるトナーの表面電位の分布を知ることのできるようなトナーの評価方法およびこれを用いたトナーの製造方法を提供することができる。 It is possible to provide a toner evaluation method and a toner production method using the same, in which the distribution of the surface potential of the toner, which is the surface electrical characteristics of the toner, can be known.
ＳＰＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）法は、先端１０ｎｍφ程度の探針を走査して、探針と試料表面の間に働く様々な物理量を検出し、試料表面の形状や電位等を観察することのできる測定法である。 The SPM (Scanning Probe Microscope) method is a measurement that scans a probe with a tip of about 10 nmφ, detects various physical quantities acting between the probe and the sample surface, and observes the shape and potential of the sample surface. Is the law.
このようなＳＰＭ法でトナーの表面電位を検出する方法として、走査型ケルビンフォース法や走査型マクスウェル応力法等の方法があり、どちらの方法を用いても探針とトナー表面との間の電位を測定することは可能であるが、探針位置制御の安定性の面で走査型ケルビンフォース法を用いることが好ましい。 As a method of detecting the surface potential of the toner by such SPM method, there are a method such as a scanning Kelvin force method and a scanning Maxwell stress method, and the potential between the probe and the toner surface is determined by either method. However, it is preferable to use the scanning Kelvin force method in terms of stability of probe position control.
ＳＰＭ法の探針としては、市販のＳＰＭ用の電気特性測定用カンチレバーを用いることができ、このようなカンチレバーとしては、白金等で導電化処理が施された単結晶シリコン製で、バネ定数０．１〜２０Ｎ／ｍ、共振周波数１０〜３００ＫＨｚのものが好ましく用いられる。走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）においては、カンチレバーは自由端近傍に探針が形成された片持ち梁全体を指すものであり、被測定試料に最も近い位置にある部品である。 As a probe for the SPM method, a commercially available cantilever for measuring electrical characteristics for SPM can be used. Such a cantilever is made of single crystal silicon subjected to a conductive treatment with platinum or the like, and has a spring constant of 0. One having a resonance frequency of 10 to 300 KHz is preferably used. In a scanning probe microscope (SPM), a cantilever refers to the entire cantilever having a probe formed in the vicinity of a free end, and is a component closest to the sample to be measured.
評価を行う際、トナーは導電性基板に固定してＳＰＭ装置（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）のステージに設置する。トナーの固定には、導電性接着剤やＳＥＭ用導電性カーボンテープを用いることが好ましい。また評価の際に導電性基板をアースに接続する。
次に、ＳＰＭ装置上のステージに設置された導電性基板上の試料をマイクロスコープ等で観察して評価対象のトナーを選択する。そして、ＳＰＭ測定領域のほぼ中央にくるように位置を調整してから、該トナーを含む該導電性を有する基板上の定められた範囲の表面電位を測定する。このときの測定範囲はトナーサイズにあわせて調整することが可能である。
When performing the evaluation, the toner is fixed to a conductive substrate and placed on the stage of an SPM apparatus (Scanning Probe Microscope). For fixing the toner, it is preferable to use a conductive adhesive or a conductive carbon tape for SEM. In the evaluation, the conductive substrate is connected to the ground.
Next, the sample on the conductive substrate placed on the stage on the SPM apparatus is observed with a microscope or the like, and the toner to be evaluated is selected. Then, after adjusting the position so as to be approximately in the center of the SPM measurement region, the surface potential in a predetermined range on the conductive substrate containing the toner is measured. The measurement range at this time can be adjusted according to the toner size.
トナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂と、着色剤とを少なくとも含有し、必要に応じて、微粒子、帯電制御剤、離型剤等を含有する公知の各種トナーを用いることができる。トナーは、その製造方法に限定されない。たとえばトナーの製造方法として、粉砕法、重合法、造粒法等の製造方法を用いて製造することができ、トナーの形状は不定形又は球形のいずれでもよい。またトナーは、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれでもよい。 The toner contains at least a binder resin mainly composed of a thermoplastic resin and a colorant, and various known toners containing fine particles, a charge control agent, a release agent and the like can be used as necessary. . The toner is not limited to its manufacturing method. For example, the toner can be manufactured using a manufacturing method such as a pulverization method, a polymerization method or a granulation method, and the shape of the toner may be either indefinite or spherical. The toner may be either magnetic toner or non-magnetic toner.
トナーに使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられる。なお、これらは、単独でも二種以上併用することもできる。 Binder resins used in toners include styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene and homopolymers thereof, styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, and styrene-vinyltoluene copolymers. Styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-methacrylic acid Butyl copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene -Isoprene copolymer, styrene Maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid Examples thereof include resins, rosins, modified rosins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or aliphatic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, and paraffin waxes. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリエステル樹脂は、スチレン系樹脂やアクリル系樹脂と比較して、トナーの保存時の安定性を確保しながら、溶融粘度を低下させることができる。ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合反応によって得ることができる。 The polyester resin can lower the melt viscosity while ensuring the stability during storage of the toner, as compared with the styrene resin or the acrylic resin. The polyester resin can be obtained, for example, by a polycondensation reaction between an alcohol component and a carboxylic acid component.
アルコール成分としては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーＡ等のエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和又は不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単位体、その他の２価のアルコール単位体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、ショ糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の高アルコール単量体が挙げられる。 Examples of the alcohol component include polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-propylene glycol, neopentyl glycol, and diols such as 1,4-butenediol, Etherified bisphenols such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A, etc., which are saturated or unsaturated with 3 to 22 carbon atoms. Divalent alcohol units substituted with saturated hydrocarbon groups, other divalent alcohol units, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaesitol, dipentaerythritol , Tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, Trivalent or higher alcohol monomers such as trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene and the like can be mentioned.
カルボン酸成分としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マロン酸、これらの炭素数３〜２２の飽和又は不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体（有機二酸）、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルと、リノレイン酸からの二量体酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、３，３−ジカルボキシメチルブタン酸、テトラカルボキシメチルメタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これら酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体が挙げられる。 Carboxylic acid components include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid , Divalent organic acid monomers substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms (organic diacids), anhydrides of these acids, lower alkyl esters, and linolenic acid. Dimer acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4 -Butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 3,3-dicarboxymethylbutanoic acid, tetracarboxymethylmethane, 1 2,7,8-octane tetracarboxylic acid Enboru trimer acid, a trivalent or higher polycarboxylic acid monomers anhydrides of these acids and the like.
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡなどの化合物とエピクロロヒドリンなどのエピハロヒドリンの重縮合物等を用いることができる。具体的には、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業社製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１２、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７、（以上、東都化成社製）、エポコート１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学社製）等の市販品が挙げられる。 As the epoxy resin, a polycondensate of a compound such as bisphenol A and an epihalohydrin such as epichlorohydrin can be used. Specifically, Epomic R362, R364, R365, R366, R367, R369 (above, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.), Epototo YD-011, YD-012, YD-014, YD-904, YD-017, ( As described above, commercially available products such as Etocoat 1002, 1004, 1007 (manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.
着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料等の公知の染顔料を単独で又は二種以上混合して用いることができる。 Colorants include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, Hansa Yellow G, rhodamine 6G lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallyl. Known dyes such as methane dyes, monoazo dyes, and disazo dyes can be used alone or in admixture of two or more.
磁性トナーは、磁性体を含有するトナーである。具体的な磁性体としては、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト等の微粉末を用いることができる。 The magnetic toner is a toner containing a magnetic material. Specific magnetic materials include ferromagnetic materials such as iron and cobalt, magnetite, hematite, Li-based ferrite, Mn-Zn-based ferrite, Cu-Zn-based ferrite, Ni-Zn-based ferrite, Ba-based ferrite and other fine powders. Can be used.
摩擦帯電性を制御するために、トナーは、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体アミノ化合物、４級アンモニウム塩、有機染料等の帯電制御剤を含有してもよい。 In order to control the triboelectric chargeability, the toner comprises metal complex salts of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complex amino compounds such as salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acids such as Co, Cr, Fe, quaternary ammonium salts, organic You may contain charge control agents, such as dye.
さらに、トナーは、必要に応じて、離型剤を含有してもよい。離型剤としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独又は二種以上混合して用いることができる。 Further, the toner may contain a release agent as necessary. As the mold release agent, low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, carnauba wax, microcrystalline wax, jojoba wax, rice wax, montanic acid wax and the like can be used alone or in combination.
トナーは、その他の添加剤を含有してもよい。良好な画像を得るためには、トナーに流動性を付与することが好ましい。このためには、一般に流動性向上剤として、疎水化された金属酸化物の粒子、滑剤等の粒子を添加することが有効であり、金属酸化物、樹脂、金属石鹸等の粒子を添加剤として用いることができる。添加剤の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛等の滑剤、酸化セリウム、炭化ケイ素等の研磨剤、表面を疎水化したＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の無機酸化物等の流動性付与剤、公知のケーキング防止剤及びそれらの表面処理物等が挙げられる。トナーの流動性を向上させるためには、特に、疎水性シリカが好ましく用いられる。 The toner may contain other additives. In order to obtain a good image, it is preferable to impart fluidity to the toner. For this purpose, it is generally effective to add hydrophobized metal oxide particles and lubricant particles as fluidity improvers, and metal oxide, resin, metal soap and other particles as additives. Can be used. Specific examples of additives include fluororesins such as polytetrafluoroethylene, lubricants such as zinc stearate, abrasives such as cerium oxide and silicon carbide, inorganic oxides such as SiO 2 and TiO 2 having a hydrophobic surface, etc. Fluidity-imparting agents, known anti-caking agents and surface treated products thereof. In order to improve the fluidity of the toner, hydrophobic silica is particularly preferably used.
トナーの重量平均粒径は、３．０〜９．０μｍであることが好ましく、３．５〜７．５μｍがさらに好ましい。なお、トナーの粒径は、コールターカウンター（コールターカウンター社製）を用いて測定することができる。 The weight average particle diameter of the toner is preferably 3.0 to 9.0 μm, and more preferably 3.5 to 7.5 μm. The particle size of the toner can be measured using a Coulter counter (manufactured by Coulter Counter).
また、トナーの平均円形度は０．９０〜０．９９であることが好ましい。この範囲を満足するトナーは流動性が良くなる。平均円形度は、フロー式粒子像分析装置、例えばＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製を用いて測定できる。 The average circularity of the toner is preferably 0.90 to 0.99. Toner satisfying this range has good fluidity. The average circularity can be measured using a flow type particle image analyzer, for example, FPIA-2000; manufactured by Sysmex Corporation.
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。しかしながら、本発明は下記実施例などに拘束されて限定解釈されるべきではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention should not be construed as being limited to the following examples.
−トナーの作製例１−
・樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部
（ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物、テレフタル酸、コハク酸誘導体から合成されたポリエステル）
・着色剤：銅フタロシアニンブルー顔料 ３．５重量部
（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｌｉｏｎｏｌ Ｂｌｕｅ ＦＧ−７３５１：東洋インキ社製）
・帯電制御剤：サリチル酸亜鉛塩 ５重量部
（ボントロンＥ−８４、オリエント化学社製）
・離型剤：低分子量ポリエチレン ５重量部
上記原材料をミキサーで充分に混合し、その後、２軸押出し機を用いて、バレル温度１００℃、混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。
得られた混練物を圧延冷却後にカッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級して、トナー１を得た。
-Preparation Example 1 of Toner
Resin: 100 parts by weight of polyester resin (polyester synthesized from propylene oxide adduct of bisphenol A, terephthalic acid, succinic acid derivative)
Colorant: 3.5 parts by weight of copper phthalocyanine blue pigment (CI Pigment Blue 15: 3, Lionol Blue FG-7351: manufactured by Toyo Ink)
Charge control agent: Salicylic acid zinc salt 5 parts by weight (Bontron E-84, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.)
Release agent: 5 parts by weight of low molecular weight polyethylene The above raw materials were sufficiently mixed with a mixer, and then melt kneaded at a barrel temperature of 100 ° C. and a kneader rotation speed of 120 rpm using a twin screw extruder.
The resulting kneaded product is coarsely pulverized by a cutter mill after rolling and cooling, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6 μm using a swirling air classifier,
−トナーの作製例２−
トナーの作製例１と全く同じ方法で得られたトナー母体粒子１００重量部に対して、以下の混合機を用い下記の混合条件にて添加剤を混合し、トナー２を作製した。
添加剤：シリカ微粉末（Ｒ９７２；日本アエロジル社製） ０．５重量部
混合機：θコンポーザ
混合回転数：１５００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
-Toner preparation example 2-
Additive: Fine silica powder (R972; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 0.5 part by weight Mixer: θ composer Mixing rotation speed: 1500 rpm
Mixing time: 150 sec
−トナーの作製例３−
トナーの作製例１と全く同じ方法で得られたトナー母体粒子１００重量部に対して、以下の混合機を用い下記の混合条件にて添加剤を混合し、トナー３を作製した。
添加剤：シリカ微粉末（Ｒ９７２；日本アエロジル社製） １．５重量部
混合機：θコンポーザ
混合回転数：１５００ｒｐｍ
混合時間：１５０ｓｅｃ
-Preparation Example 3- of Toner
Toner 3 was prepared by mixing 100 parts by weight of toner base particles obtained in exactly the same manner as in toner preparation example 1 with the following mixer under the following mixing conditions.
Additive: Silica fine powder (R972; manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1.5 parts by weight Mixer: θ composer Mixing rotation speed: 1500 rpm
Mixing time: 150 sec
上記のように作製したトナー１〜トナー３をＳＥＭ用導電性カーボンテープで導電性基板上に固定し、ＳＰＭ装置のステージに設置した。この際、導電性基板端部をアースに接続した。
次に、ＳＰＭ装置ステージに設置された導電性基板上のトナーをマイクロスコープで観察して評価トナーを選択し、ＳＰＭ測定領域のほぼ中央にくるように位置を調整してからトナーの表面電位を計測し、マッピングを行なった。このときトナー１、トナー２またはトナー３を含む導電性基板上の表面電位を測定する範囲は１０μｍ×１０μｍとし、スキャンレートは０．３Ｈｚとした。
Next, the toner on the conductive substrate placed on the SPM apparatus stage is observed with a microscope, the evaluation toner is selected, the position is adjusted so as to be approximately at the center of the SPM measurement region, and the surface potential of the toner is then adjusted. Measured and mapped. At this time, the range for measuring the surface potential on the conductive
１０μｍ×１０μｍの測定範囲内でマッピングされた表面電位データを所定の表面電位で区切ったヒストグラムを図１〜３に、それぞれ示す。
次に、同時に得られる測定範囲内の高さ情報を元にして、マッピングされた表面電位データからトナー表面部分にあたる表面電位を抜き出し、トナーの表面電位と導電性を有する基板の表面電位との差の頻度を求めた。トナー１〜トナー３によるトナーの表面電位と導電性を有する基板の表面電位の差と頻度との結果を、表１に示す。なお前記した表面電位データの所定の表面電位での区切り（表面電位差の区分（ Ｖ））と、その代表値（ Ｖ）を、それぞれ表１の第一の欄と第二の欄に示す。
Histograms obtained by dividing the surface potential data mapped within the measurement range of 10 μm × 10 μm by a predetermined surface potential are shown in FIGS.
Next, based on the height information within the measurement range obtained at the same time, the surface potential corresponding to the toner surface portion is extracted from the mapped surface potential data, and the difference between the surface potential of the toner and the surface potential of the conductive substrate is obtained. The frequency of Table 1 shows the results of the difference in frequency and frequency between the surface potential of the
表１で得られたトナー１〜トナー３による表面電位の差ａ（本例では代表値を用いた）と、その差ａと頻度（度数）ｂとの積ａ×ｂ値をそれぞれ横軸と縦軸にプロットした結果を、図４のグラフに示す。
The product of the surface potential difference a (represented values are used in this example) for the
図４のグラフから、積ａ×ｂが最小ピークとなるａの値を読取ると、トナー１が−０．１６ Ｖ、トナー２が−０．２４ Ｖ、トナー３が−０．４ Ｖであった。
From the graph of FIG. 4, when the value a in which the product a × b has the minimum peak is read, the
《キャリアの作製》
Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、及びＺｎＯからなる混合物を、湿式ボールミルを用いて粉砕物の粒子径が１μｍ以下になるように粉砕した。
このようにして得られた粉砕物にポリビニルアルコールを添加し、次いで、スプレードライヤーにより造粒を行なった。この造粒物を電気炉で焼成した後、解砕し、分級し、粒度調整して芯材１を得た。この芯材１の成分分析を行なったところ、Ｆｅ２Ｏ３が４６ｍｏｌ％、ＣｕＯが２７ｍｏｌ％、ＺｎＯが２７ｍｏｌ％であった。
<Creation of carrier>
A mixture composed of Fe 2 O 3 , CuO, and ZnO was pulverized using a wet ball mill so that the particle size of the pulverized product was 1 μm or less.
Polyvinyl alcohol was added to the pulverized product thus obtained, and then granulated by a spray dryer. After this granulated material was baked in an electric furnace, it was crushed, classified, and the particle size was adjusted to obtain the
次にこの芯材１に以下の被覆膜形成材料を用いて被覆膜形成溶液を調製した。
（被覆膜形成材料）
アクリル樹脂溶液（固形分５０ｗｔ％） ２１．０部
グアナミン溶液（固形分７０ｗｔ％） ６．４部
アルミナ粒子［０．３μｍ、固有抵抗１０１４（Ω・ｃｍ）］ ７．６部
シリコン樹脂溶液 ６５．０部
［固形分２３ｗｔ％（ＳＲ２４１０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
アミノシラン １．０部
［固形分１００ｗｔ％（ＳＨ６０２０：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）］
トルエン ６０部
ブチルセロソルブ ６０部
上記被覆膜形成材料をホモミキサーで１０分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂をブレンドした被覆膜形成溶液を得た。
Next, a coating film forming solution was prepared for the
(Coating film forming material)
Acrylic resin solution (solid content 50 wt%) 21.0 parts guanamine solution (solid content 70 wt%) 6.4 parts alumina particles [0.3 μm, specific resistance 10 14 (Ω · cm)] 7.6 parts silicon resin solution 65 0.0 part [solid content: 23 wt% (SR2410: manufactured by Toray Dow Corning Silicone)]
Aminosilane 1.0 part [100 wt% solid content (SH6020: manufactured by Toray Dow Corning Silicone)]
Toluene 60 parts Butyl cellosolve 60 parts The coating film forming material was dispersed with a homomixer for 10 minutes to obtain a coating film forming solution in which an acrylic resin containing silicon particles and a silicon resin were blended.
次に、芯材１に対して上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚０．１５μｍになるようにスピラコーター（岡田精工社製）により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き１０６μｍの篩を用いて解砕し、重量平均粒径３７．５μｍのキャリアを得た。芯材の被覆樹脂の膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
Next, the coating film forming solution was applied to the
〈二成分現像剤の作製〉
トナー１〜３と上記キャリアを用い、キャリア１００重量部に対しトナー７重量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラミキサーを用いて均一混合し現像剤を作製した。
<Preparation of two-component developer>
Using
上記二成分現像剤を用いてデジタルカラー複写機・プリンタ複合機（イマジオカラー４０００、株式会社リコー製）で画像を形成し、ドット再現性を目視にて評価した。評価は５段階のランク評価とし、ランク１が最も悪く、ランク５が最も良いとした。結果を表２に示す。
An image was formed with a digital color copier / printer combined machine (IMAGIO COLOR 4000, manufactured by Ricoh Co., Ltd.) using the two-component developer, and the dot reproducibility was visually evaluated. The evaluation was a five-level rank evaluation, with
本発明のトナーの表面電位の測定・評価方法を用いることにより、トナー表面位と基板表面電位の差の積算値からの図４に示すような表面電位の最小値が、表１におけるドット再現性評価と、合致していることが認められた。したがって本発明のトナーの表面電位の測定・評価方法が、トナーを製造する際に用いられることが判った。 By using the method for measuring / evaluating the surface potential of the toner of the present invention, the minimum value of the surface potential as shown in FIG. It was confirmed that the evaluation was consistent. Therefore, it has been found that the method for measuring and evaluating the surface potential of the toner of the present invention is used when the toner is produced.
Claims (6)
前記トナーを含む前記導電性を有する基板上の定められた範囲におけるトナーの表面電位を測定し、得られた測定値を基にトナー表面電位と導電性を有する基板の表面電位との差の頻度を求め、さらに前記トナー表面電位と導電性を有する基板の表面電位との差と、前記頻度との積を求めることを特徴とするトナーの評価方法。 In a method for evaluating the surface potential of a toner composed of at least a resin and a pigment fixed on a conductive substrate by an SPM (Scanning Probe Microscope) method,
The surface potential of the toner in a predetermined range on the conductive substrate containing the toner is measured, and the frequency of the difference between the toner surface potential and the surface potential of the conductive substrate based on the obtained measurement value And the product of the difference between the toner surface potential and the surface potential of the conductive substrate and the frequency is obtained.
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