JP2782266B2 - Magnetic toner - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真法、静電印刷法などにおいて形成
される静電荷潜像を現像する際に用いられる磁性トナー
に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic toner used for developing an electrostatic latent image formed in an electrophotographic method, an electrostatic printing method, or the like.
[従来の技術] 従来一成分磁性トナーを使用する現像方法として、代
表的なものに米国特許第3,866,574号明細書及び米国特
許第3,890,929号明細書及び米国特許第3,893,418号明細
書等がある。[Prior Art] As a conventional developing method using a one-component magnetic toner, there are representative ones such as US Pat. No. 3,866,574, US Pat. No. 3,890,929 and US Pat. No. 3,893,418.
上記現像方法には、潜像保持体とトナー担持体をある
間隙を設け、これらに非対称の交流パルスバイアスを印
加し、高抵抗一成分トナーの飛翔を制御する提案がなさ
れている。その時の波形の模式図を第1図に示す。内容
的には、潜像保持体とトナー担持体の間隙を50〜500μ
m(好ましくは50〜180μm)として、周波数1.5〜10KH
z(好ましくは4〜8KHz)、現像時間(TA)は10μsec≦
TA≦200μsec(好ましくは30μsec≦TA≦70μsec)、は
ぎ取り時間(TD)は100μsec≦TD≦500sec(好ましくは
100μsec≦TD≦180μsec)、現像電圧(TA)はVA≦−15
0V、はぎ取り電圧(VD)はVD≧400V、かつVD−VA≦800V
(好ましくは−200V≦VA≦−150V及び400V≦VD≦450V)
等である。この方式により非画像部へのトナー粒子の飛
翔付着を防止し、かつ階調性とライン再現性を向上させ
ている。第2図に上述の模式図を示す。In the developing method, a proposal has been made to provide a certain gap between the latent image holding member and the toner carrying member, apply an asymmetrical AC pulse bias thereto, and control the flying of the high-resistance one-component toner. FIG. 1 shows a schematic diagram of the waveform at that time. In terms of content, the gap between the latent image holding member and the toner
m (preferably 50 to 180 μm), frequency 1.5 to 10 KH
z (preferably 4 to 8 KHz), development time (T A ) is 10 μsec ≦
T A ≦ 200 .mu.sec (preferably 30μsec ≦ T A ≦ 70μsec), stripping time (T D) is 100μsec ≦ T D ≦ 500sec (preferably
100 μsec ≦ T D ≦ 180 μsec), and the developing voltage (T A ) is V A ≦ −15
0 V, stripping voltage (V D ) is V D ≧ 400 V and V D −V A ≦ 800 V
(Preferably -200V≤V A ≤-150V and 400V≤V D ≤450V)
And so on. With this method, flying adhesion of toner particles to a non-image portion is prevented, and gradation and line reproducibility are improved. FIG. 2 shows the above schematic diagram.
また、高抵抗一成分現像剤(体積抵抗1010Ωcm以上)
を用いる潜像現像法としては、インプレッション現像法
(米国特許第3405682号明細書等)、ジャンピング現像
法(特開昭55−18656〜18659号公報等)等が知られてお
り、特にジャンピング現像法はトナー担持体と潜像保持
体との最接近部である現像領域で、トナー担持体と潜像
保持体との間に印加された交流バイアス電圧により、ト
ナーがトナー担持体と潜像保持体との間を往復運動し、
最終的に潜像パターンに応じて選択的に潜像保持体面に
移行付着し、顕像化されるものである。これらは、デュ
ーティ比は50%で、現像側時間と逆現像側時間が同一で
ある(第3図参照)。In addition, high-resistance one-component developer (volume resistance of 10 10 Ωcm or more)
As a latent image developing method using, there are known an impression developing method (US Pat. No. 3,405,682 and the like), a jumping developing method (JP-A-55-18656-18659 and the like), and particularly a jumping developing method. Is a developing area, which is the closest part between the toner carrier and the latent image carrier, and the toner is applied to the toner carrier and the latent image carrier by an AC bias voltage applied between the toner carrier and the latent image carrier. Reciprocating between
Eventually, the toner is selectively transferred to and adhered to the surface of the latent image holding member according to the latent image pattern, and is visualized. These have a duty ratio of 50%, and the development time and the reverse development time are the same (see FIG. 3).
しかし、前記ジャンピング現像法に関する特許で画像
濃度調整のため、現像剤の残量に応じてトナー担持体と
潜像保持体との間に印加される交番バイアス電圧のデュ
ーティ比を制御するものもある(特開昭60−73647号公
報等)。However, there is a patent related to the above-mentioned jumping development method in which the duty ratio of an alternating bias voltage applied between the toner carrier and the latent image carrier is controlled in accordance with the remaining amount of the developer in order to adjust the image density. (JP-A-60-73647).
ここで「交流バイアス電界のデューティ比」は、下式
のように定義する。Here, the “duty ratio of the AC bias electric field” is defined as in the following equation.
a:電界極性が正・負交互に周期的に変化する交流バイア
スの1周期分において、トナーを潜像保持体側へ移行さ
せる方向の極性の電界成分(現像側バイアス成分)の印
加時間。(この時直流バイアス電界は除去している。) b:逆にトナーを潜像保持体側から引き離す方向の極性の
電界成分(逆現像側バイアス成分)の印加時間。 a: Application time of an electric field component (developing-side bias component) having a polarity in the direction of transferring toner to the latent image holding member side in one cycle of an AC bias in which the electric field polarity alternates between positive and negative. (At this time, the DC bias electric field has been removed.) B: Application time of the electric field component (reverse developing side bias component) of the polarity in the direction of separating the toner from the latent image holding member.
また現像側バイアス成分とは、潜像保持体の潜像電位
をVS(極性は正)とし、用いるトナーの極性を負とした
際の第4図におけるaの部分のことをいい、逆現像側バ
イアス成分とは第4図におけるbの部分のことをいう。The development-side bias component refers to the portion a in FIG. 4 when the latent image potential of the latent image holding member is V S (polarity is positive) and the polarity of the toner used is negative. The side bias component refers to a portion b in FIG.
前段従来例のように、非画像部へのトナーの付着を防
止するために、交番バイアス電圧の絶対値を低く抑え、
さらに現像側電圧を小さくする現像方法では、十分な画
像濃度を得られない場合がある。As in the previous example, in order to prevent toner from adhering to the non-image area, the absolute value of the alternating bias voltage is kept low,
Further, in a developing method in which the developing-side voltage is reduced, a sufficient image density may not be obtained.
前述後段の従来例に関しては、現在側バイアス電圧が
大きいため、ベタ潜像(高電位領域)の現像性は高い一
方で、低電位領域の逆現像側バイアスが大きいため、現
像されたトナーが過剰にはぎ取られ階調性のない画像と
なる傾向がある。In the conventional example of the latter stage described above, the current side bias voltage is large, so that the developability of the solid latent image (high potential area) is high, while the reverse developing side bias in the low potential area is large, so that the developed toner is excessive. The image tends to be peeled off and has no gradation.
またその電圧(DC及びAC分(Vpp&周波数))設定の
許容範囲が狭い。すなわち、電圧を調整(DC分を下げ
る、またはAC分を上げる等)し、濃度を上げようとする
と、地肌汚れ(以下カブリと記す)が生じてしまう。AC
の周波数を高めるとカブリには有効だが、文字やライン
の再現性が劣って(細って)しまう。Also, the allowable range for setting the voltage (DC and AC components (V pp & frequency)) is narrow. That is, if the voltage is adjusted (for example, the DC component is reduced or the AC component is increased) to increase the density, background fouling (hereinafter, referred to as fog) occurs. AC
Increasing the frequency is effective for fogging, but the reproducibility of characters and lines is poor (thin).
上記2つの現像法を改良する手段として、現像側バイ
アス印加の際、その現像電界を高くし、そして現像側時
間を短時間に設定することにより、画像濃度が高く、階
調性の良い、カブリのない画像が得られるようになる。As a means for improving the above two developing methods, the developing electric field is increased when the developing-side bias is applied, and the developing-side time is set to a short time so that the image density is high, the gradation is excellent, and the fog is improved. Images can be obtained.
ここで上述した本発明で使用される現像法について説
明する。Here, the developing method used in the present invention described above will be described.
トナーをトナー担持体から潜像保持体へ飛翔させる力
は交流バイアス電界によって充分に潜像面へ到達し得る
べく加速度aを与えねばならない。トナーの重量をmと
してその力fは、m・で与えられる。トナーの電荷
をqとし、トナー担持体との距離をd、交番バイアス電
界をとすれば、おおまかには で表わされ、トナー担持体との静電吸着力と電界力との
かね合いでトナーの潜像面への到達力が決定される。The force that causes the toner to fly from the toner carrier to the latent image holding member must give an acceleration a so that the toner can sufficiently reach the latent image surface by the AC bias electric field. The force f is given by m ·, where m is the weight of the toner. If the charge of the toner is q, the distance from the toner carrier is d, and the alternating bias electric field is And the force at which the toner reaches the latent image surface is determined by the balance between the electrostatic attraction force with the toner carrier and the electric field force.
本発明者らは、トナー粒径と現像バイアスの現像性の
関係を見る為に0.5μm〜30μmにわたる粒度分布を有
する磁性トナーを用いた検討を行った。これはトナー担
持体、潜像保持体間(約250μm)に一定の現像側電圧
(約1000V)をパルス状に与えた場合、トナーが潜像保
持体に付着し始める(転写,定着後の画像で画像濃度が
1.0以上となる様にする。)パルス幅とトナーの粒度分
布を見るものである。すなわち潜像保持体の表面電位を
一定にし、パルス幅を変化させ潜像を現像し、潜像保持
体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分布を
測定したところパルス幅200μS以下では、8μm以下
の磁性トナー粒子が多いことが判明した。また、パルス
幅をさらに小さくしてゆくとさらに細かい磁性トナー粒
子が増加してゆく知見も得られた。すなわち、粒径の小
さいトナーほど潜像保持体へ到達する時間が早いことが
判る。The present inventors have studied using a magnetic toner having a particle size distribution ranging from 0.5 μm to 30 μm in order to see the relationship between the toner particle size and the developability of the developing bias. This is because when a constant developing-side voltage (approximately 1000 V) is applied between the toner carrier and the latent image carrier (approximately 250 μm) in a pulsed manner, the toner starts to adhere to the latent image carrier (image after transfer and fixing). The image density
Make it 1.0 or more. 3.) The pulse width and the particle size distribution of the toner are observed. That is, the surface potential of the latent image holder is kept constant, the pulse width is changed to develop the latent image, the developed toner particles on the latent image holder are collected, and the toner particle size distribution is measured. It was found that there were many magnetic toner particles of 8 μm or less. It was also found that as the pulse width was further reduced, finer magnetic toner particles increased. That is, it can be seen that the smaller the particle size of the toner, the earlier the time to reach the latent image holding member.
従来、磁性トナーにおいては8μm以下の磁性トナー
粒子は、帯電量コントロールが困難であり帯電過剰とな
り易かった。このため8μm以下のトナー粒子はトナー
担持体への鏡映力が強くなりトナー担持体表面に固着し
て、他の粒子の摩擦帯電を阻害し、帯電不良のトナー粒
子を発生させ、ガサツキ、濃度低下を引き起こす場合も
あり、積極的に減少することが必要であると考えられて
いた。Conventionally, it has been difficult to control the charge amount of magnetic toner particles having a size of 8 μm or less in a magnetic toner, and it has been easy to overcharge. For this reason, the toner particles having a size of 8 μm or less have a strong reflection force on the toner carrier, adhere to the surface of the toner carrier, inhibit the triboelectric charging of other particles, generate poorly-charged toner particles, and generate roughness and density. It could cause a decline, and it was thought that aggressive reduction was necessary.
しかし、本発明者らの検討によれば、8μm以下の磁
性トナー粒子が高品質な画質を形成するためには、良好
な成分であることが判明した。However, according to the study of the present inventors, it has been found that magnetic toner particles having a size of 8 μm or less are good components for forming high-quality image quality.
トナー担持体近傍に集まり易い8μm以下のトナーも
飛翔させるには、電界を大きくすればいい。しかし、単
純に現像側バイアス電圧を上げることは、潜像パターン
に関係なくトナー粒子が潜像側へ飛翔することにより、
8μm以下のトナー粒子はその傾向が強く、カブリが問
題となる。さらに、逆現像バイアス電圧を大きくするこ
とでカブリは防止できるが潜像保持体とトナー担持体間
に交番バイアス電界を大きく印加すると直接潜像保持体
とトナー担持体間で放電が発生し、著しく画像性を乱し
てしまう。The electric field may be increased in order to fly the toner of 8 μm or less which tends to collect near the toner carrier. However, simply increasing the developing-side bias voltage is because toner particles fly to the latent image side regardless of the latent image pattern.
The tendency is strong for toner particles of 8 μm or less, and fog is a problem. Further, fogging can be prevented by increasing the reverse developing bias voltage, but when a large alternating bias electric field is applied between the latent image holding member and the toner carrying member, a discharge is directly generated between the latent image holding member and the toner carrying member. Disturbs the image quality.
また、逆現像バイアス電圧も大きくしていくと、非潜
像部のみならず、潜像パターンに現像したトナーをもは
ぎ取る結果となり潜像保持体への鏡映力が比較的弱い8
〜11μmのトナー粒子がとり除かれ、潜像部の顕像パタ
ーンも乱してしまい、トナーののりが悪くなり、階調
性、ライン再現性が悪化し中ヌケ等が発生しやすくな
る。Also, when the reverse developing bias voltage is increased, not only the non-latent image portion but also the toner developed into the latent image pattern is peeled off, and the reflection power on the latent image holding member is relatively weak.
The toner particles of about 11 .mu.m are removed, and the visualized pattern of the latent image portion is also disturbed, so that the toner adhesion is deteriorated, the gradation and line reproducibility are deteriorated, and it is easy to cause dropping in the image.
以上の結果から、交番バイアス電界をあまり大きくせ
ず、かつ逆現像側バイアス電圧を低く抑えて、トナー担
持体近傍のトナーを飛翔、往復運動させる必要がある。From the above results, it is necessary to make the toner near the toner carrier fly and reciprocate without increasing the alternating bias electric field so much and keeping the reverse developing side bias voltage low.
そこで、交番バイアス電界の大きさだけでなく、印加
時間tをも制御した。つまり、交番バイアスの周波数は
変えずに現像側バイアス電界を大きくし、かつ現像側バ
イアス電界の印加時間を短くし、それに伴って逆現像側
バイアス電界を低く抑えて、その印加時間を長くすると
いう交番バイアスのデューティ比を制御する方法を用い
た。Therefore, not only the magnitude of the alternating bias electric field but also the application time t were controlled. In other words, the developing bias electric field is increased without changing the frequency of the alternating bias, the application time of the developing bias electric field is shortened, and accordingly, the reverse developing bias electric field is suppressed low, and the application time is increased. A method of controlling the duty ratio of the alternating bias was used.
この方式を用いることで現像側バイアス電界を十分強
くすることによってトナー担持体上の画質を向上させる
為に必須の成分である8μm以下のトナー粒子を効果的
に飛翔往復運動させることに合致し、トナー担持体表面
への付着を防止するに至った。By using this method, the developing-side bias electric field is sufficiently strengthened, so that the toner particles of 8 μm or less, which is an essential component for improving the image quality on the toner carrier, are effectively fly and reciprocated. This has prevented the adhesion to the surface of the toner carrier.
さらに、逆現像側バイアス電界は低く抑えられても、
逆に十分長い時間印加されることで潜像パターン以外に
付着した余剰トナーを潜像保持体から引き離す力が得ら
れ、カブリを防止でき、トナーののりの為の必須成分で
ある8〜11μmのトナー粒子がはぎとられることはな
い。一例として第6〜8図に本発明に用いられる交番バ
イアス電圧の波形を示す。Furthermore, even if the reverse development side bias electric field is kept low,
Conversely, when applied for a sufficiently long time, a force for separating excess toner adhering to portions other than the latent image pattern from the latent image holding member can be obtained, fogging can be prevented, and 8-11 μm, which is an essential component for toner adhesion, is used. The toner particles are not stripped. As an example, FIGS. 6 to 8 show the waveforms of the alternating bias voltage used in the present invention.
本発明で用いる現像法では、交番バイアス電界の現像
側バイアス電界が強くトナー担持体近傍のトナーも飛翔
できることから、トナー担持体近傍の電荷量の大きいト
ナーがより強く潜像パターンに現像される。そのため弱
い潜像パターンにも高い電荷量のトナーの静電気力によ
り強く付着することができ、画像的にもエッジ効果のあ
る解像度の良好な現在ができ、高画質化を実現する為の
有効成分である8μm以下の磁性トナー粒子を効果的に
利用でき、良好な画質を得ることができる。In the developing method used in the present invention, since the developing-side bias electric field of the alternating bias electric field is so strong that the toner near the toner carrier can fly, the toner having a large charge amount near the toner carrier is more strongly developed into a latent image pattern. Therefore, it can strongly adhere to the weak latent image pattern due to the electrostatic force of the toner with a high charge amount. Magnetic toner particles having a size of 8 μm or less can be effectively used, and good image quality can be obtained.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような現像法を用いた画像形成方
法で繰り返し使用していると、画像濃度の低下、カブリ
の増加、あるいは解像力、ライン再現性が悪化するなど
して画質が劣化してくることがあった。[Problems to be Solved by the Invention] However, if the image forming method using such a developing method is repeatedly used, the image density decreases, fog increases, or the resolving power and line reproducibility deteriorate. Image quality may be degraded.
この時、現像器中のトナーの粒度分布を測定したとこ
ろ、初期に比べ変化しており、画質の劣化はトナーの選
択的現像によるものであることが判明した。At this time, when the particle size distribution of the toner in the developing device was measured, it was found to be different from the initial value, and it was found that the deterioration of the image quality was due to the selective development of the toner.
例えば、粒径の大きなトナー粒子が磁性トナー中に多
く含有されていると、これらの粒子は、帯電量の小さな
トナー粒子となりやすく、現像されずに残留し、磁性ト
ナーの粒度分布に変化をきたす等の場合である。あるい
は、帯電量が低過ぎまたは高過ぎたりしても粒度分布に
変化をきたしやすく画質劣化を生じる。For example, if a large amount of toner particles having a large particle diameter are contained in the magnetic toner, these particles tend to be small-charged toner particles, remain without being developed, and change the particle size distribution of the magnetic toner. And so on. Alternatively, even if the charge amount is too low or too high, the particle size distribution tends to change, resulting in image quality deterioration.
また一般に、一成分現像方式においては、画像形成を
繰り返すと、粒径の小さなトナーがその高い帯電量に依
る鏡映力によってトナー担持体表面に付着し、他のトナ
ー粒子の摩擦帯電を阻害し、十分に帯電量を持てないト
ナー粒子が増加し、濃度低下を引き起こす場合がある。
このような現像は、低温低湿環境下において特に現われ
易い。In general, in the one-component developing method, when image formation is repeated, toner having a small particle size adheres to the surface of the toner carrier due to the reflection force due to the high charge amount, and inhibits the triboelectric charging of other toner particles. In some cases, toner particles that do not have a sufficient charge amount increase, causing a decrease in density.
Such development is particularly likely to appear in a low-temperature and low-humidity environment.
かかる現像は、トナー担持体上のトナーが消費されな
い時(例えば、画像白地部)に促進され、画像濃度低下
となる。一方、このような状態からトナーを消費してゆ
くと(例えば画像黒部)、この現像は緩和され次第に濃
度が回復してゆく。Such development is accelerated when the toner on the toner carrier is not consumed (for example, an image white background portion), resulting in a decrease in image density. On the other hand, when the toner is consumed from such a state (for example, a black portion of the image), the development is eased and the density gradually recovers.
従って、トナー担持体に消費部(画像部)と未消費部
(非画像部)が存在する状態から画像形成を行うと、画
像上に濃度の差(つまり、消費部で高濃度、未消費部で
低濃度)を生じる。Therefore, if an image is formed in a state in which a consuming part (image part) and an unconsumed part (non-image part) are present on the toner carrier, a difference in density on the image (that is, a high density in the consuming part, At low concentration).
このような現像を以下では担持体メモリーと呼ぶ。こ
の担持体メモリーは、形成のメカニズムから考えると、
トナー消費により解消される。すなわちトナー担持体の
一回転の円周毎に軽減されてゆくことになる。従って、
この現象が軽い場合には、画像上へのメモリーは一回で
消失するが、重い場合には何回も繰り返し現われること
がある。Such development is hereinafter referred to as carrier memory. Considering the formation mechanism, this carrier memory
Canceled by toner consumption. That is, the power is reduced for each rotation of the toner carrier. Therefore,
If this phenomenon is light, the memory on the image is lost once, but if it is heavy, it may appear many times.
従って、本発明に用いられる磁性トナーにおいては、
良好な耐久性,環境特性,優れた画質を得る為に、磁性
トナーの粒度分布及びトナー担持体上における摩擦帯電
量が重要な因子であることが知見された。Therefore, in the magnetic toner used in the present invention,
It has been found that the particle size distribution of the magnetic toner and the triboelectric charge amount on the toner carrier are important factors for obtaining good durability, environmental characteristics, and excellent image quality.
すなわち、本発明の目的とするところは、上述のごと
き問題点を解決した非対称現像バイアスを用いる現像法
に使用される耐久性に優れ、長期間の連続使用にあって
も画像濃度が高く、カブリのない画像を安定に与え、さ
らには、階調性に富み、低温低湿環境下においても安定
した高画像濃度が得られ、長期間の連続使用にあっても
トナー担持体メモリーを防止または低減させる磁性トナ
ーを提供することにある。That is, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which has excellent durability used in a developing method using an asymmetric developing bias which has solved the above-mentioned problems, and has a high image density even when used for a long period of time. Stabilizes the image with no image, and has high gradation and stable high image density even in low-temperature and low-humidity environment, and prevents or reduces toner carrier memory even in long-term continuous use. It is to provide a magnetic toner.
[課題を解決するための手段及び作用] 本発明者らは、本発明で用いられる現像法に適合した
摩擦帯電量をトナー担持体上で有することができ、かつ
粒度分布を有する磁性トナーとすることで本目的を達成
した。Means and Action for Solving the Problems The present inventors provide a magnetic toner having a triboelectric charge amount suitable for the developing method used in the present invention on a toner carrier and having a particle size distribution. This has achieved this objective.
すなわち、本発明は、静電荷像を保持する潜像保持体
と磁性トナーを表面に担持するトナー担持体とを現像部
において一定の間隙を設けて配置し、磁性トナーをトナ
ー担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部
に搬送し、トナー担持体と潜像保持体との間に直流電圧
と非対称交番電圧を印加する画像形成方法において、直
流バイアス電圧を含む交番バイアス電圧の現像側電圧成
分を逆現像側電圧成分(はぎ取り電圧成分)より同じか
もしくは大きくし、かつ現像側電圧の印加時間を逆現像
側電圧のそれよりも小さくする現像方法に用いられる結
着樹脂及び磁性粉を少なくとも有する磁性トナーにおい
て、該磁性トナーが8μm以下の粒径を有する磁性トナ
ー粒子が33個数%以下含有され、個数平均粒径が8μm
〜11μmであり、16μm以上の粒径を有する磁性トナー
粒子が16体積%以下含有され、磁性トナーの体積平均粒
径が10μm〜14μmであって、磁性トナー粒子のトナー
担持体上での摩擦帯電量と磁性トナーの体積平均粒径が
下記一般式(1)を満たし、 かつ、粒度分布に関し該磁性トナーが下記一般式(2)
を満たすことを特徴とする磁性トナーに関する。That is, in the present invention, a latent image holding member for holding an electrostatic image and a toner holding member for holding a magnetic toner on the surface are arranged at a fixed gap in a developing section, and the magnetic toner is placed on the toner holding member. In an image forming method of controlling the thickness to be smaller than the gap, conveying the toner to the developing unit, and applying a DC voltage and an asymmetric alternating voltage between the toner carrier and the latent image holding member, an alternating bias voltage including a DC bias voltage is provided. And a binder resin used in a developing method for making the developing-side voltage component equal to or larger than the reverse developing-side voltage component (stripping voltage component), and making the application time of the developing-side voltage shorter than that of the reverse developing-side voltage. In a magnetic toner having at least magnetic powder, the magnetic toner contains 33% by number or less of magnetic toner particles having a particle diameter of 8 μm or less, and has a number average particle diameter of 8 μm.
Magnetic toner particles having a particle diameter of 16 μm or more and 16% by volume or less, and the volume average particle diameter of the magnetic toner is 10 μm to 14 μm, and the magnetic toner particles are triboelectrically charged on the toner carrier. And the volume average particle diameter of the magnetic toner satisfies the following general formula (1), The magnetic toner has the following general formula (2)
Satisfies the following.
本発明の磁性トナー16μm以上の粒径を有する磁性ト
ナー粒子が16体積%以下含有され、体積平均粒径は10〜
14μm好ましくは11〜13μmである。磁性トナーの体積
平均粒径が14μmを越えると、本発明でその含有割合を
16体積%以下と規制している粒径16μm以上の粒子が相
対的に増加することになる。 The magnetic toner of the present invention contains 16% by volume or less of magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more, and has a volume average particle size of 10 to
It is 14 μm, preferably 11 to 13 μm. When the volume average particle diameter of the magnetic toner exceeds 14 μm, the content ratio is reduced in the present invention.
Particles having a particle size of 16 μm or more, which are regulated to be 16% by volume or less, relatively increase.
16μm以上の粒径を有する磁性トナーが16体積%より
多いと、細線再現における妨げになるばかりでなく、転
写において、感光体上に現像されたトナー粒子の薄層面
に16μm以上の粗めのトナー粒子が突出して存在するこ
とで、トナー層を介した感光体と転写紙間の微妙な密着
状態を不規則なものとして、転写条件の変動をひきおこ
し、転写不良画像を発生する要因となる。When the magnetic toner having a particle diameter of 16 μm or more is more than 16% by volume, not only does it hinder the reproduction of fine lines, but in the transfer, the coarse toner of 16 μm or more is applied to the thin layer surface of the toner particles developed on the photoreceptor. The presence of the protruding particles makes the delicate state of close contact between the photoconductor and the transfer paper via the toner layer irregular, causing fluctuations in the transfer conditions and causing poor transfer images.
更に本発明の現像法では16μm以上のトナー粒子は十
分な帯電量をもてないと潜像保持体上に飛翔できずに、
トナー担持体上に多く残留し、粒度分布に変化をきたし
たり、トナー粒子の摩擦帯電を阻害し現像能力を低下さ
せ、画質劣化の原因となることが多い。Furthermore, in the developing method of the present invention, toner particles of 16 μm or more cannot fly on the latent image holding member unless they have a sufficient charge amount,
In many cases, the toner remains on the toner carrier, causing a change in the particle size distribution, or inhibiting the triboelectric charging of the toner particles, lowering the developing ability, and causing image quality deterioration.
また、粒径に関し本発明の磁性トナーにおいては、8
μm以下の粒径の磁性トナー粒子が33個数%以上含有さ
れ、個数平均粒径が8〜11μmであることが他の特徴で
ある。Further, regarding the particle diameter, in the magnetic toner of the present invention, 8
Another feature is that 33% by number or more of magnetic toner particles having a particle diameter of not more than μm are contained, and the number average particle diameter is 8 to 11 μm.
ここで、本発明において、該磁性トナー粒子の個数平
均粒径を8〜11μmとしているが、これは上記に述べた
トナーの載りの為の必須成分である8〜11μmのトナー
粒子の割合が多いということを示している。Here, in the present invention, the number average particle diameter of the magnetic toner particles is set to 8 to 11 μm. This is because the ratio of the toner particles of 8 to 11 μm which is an essential component for mounting the toner described above is large. It indicates that.
本発明で用いる現像法では、トナー粒子を良く飛翔さ
せる為、8μm以下のトナー粒子のトナー担持体表面へ
の固着は防止されるが、その含有量が許容量より多いと
磁性トナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、本来の粒
径以上のトナー塊となるため、荒れた画質となり、解像
性を低下させ、または潜像のエッジ部と内部との濃度差
が大きくなり、中ぬけ気味の画像となる場合がある。In the developing method used in the present invention, toner particles having a size of 8 μm or less are prevented from sticking to the surface of the toner carrier in order to fly the toner particles well. The state tends to occur, and the toner mass becomes larger than the original particle size, resulting in rough image quality, lowering the resolution, or increasing the density difference between the edge portion and the inside of the latent image. It may be.
更に、本発明者らは、先に述べた磁性トナー粒子粒径
の個数分布における8μm以下を有する粒子の割合(33
個数%以下)と体積分布における16μm以上を有する粒
子の割合(16体積%以下)との関係を見る為、体積平均
粒径10〜14μmで、16μm以上の体積%を0≦x≦16
(体積%)の範囲内で、8μm以下の個数%を0≦y≦
33(個数%)の範囲内で、さまざまな粒度分布の磁性ト
ナーをつくり、これらを用いて本発明の現像法で検討を
行った。(但し、x,yは実数を示す。) 磁性トナーが8μm以下が33個数%で、16μm以上が
16体積%の粒度分布を有する場合、それぞれ規制の範囲
内ではあるが微粉、粗粉両方の割合が同時に多いと、結
局のところ粒度分布がブロードになり複写テストを行う
と初期は良好だが、耐久するにつれ、画像劣化を起こ
す。これを使用可能な粒度分布にするには、8μm以下
を33個数%とした場合は、16μm以上のほとんどカット
してしまうか、16μm以上を16体積%とした場合は8μ
m以下をほとんどカットして、粒度分布をシャープにし
なければならない。ところが、8μm以下、16μm以上
の粒子の割合を両方からカットする場合はある程度ラチ
チュードを持った範囲で使用可能なものが得られた。そ
こで、どの様な範囲が使用可能な範囲であるか、更に検
討したところ、16μ以上を有する粒子の割合(体積%)
と8μm以下を有する粒子の割合(個数%)とには、以
下に示す一般式(2)が成り立つことがわかった。Further, the present inventors have determined that the proportion of particles having a particle size of 8 μm or less (33
In order to see the relationship between the number of particles having a volume average of 10 to 14 μm and the volume percentage of 16 μm or more, 0 ≦ x ≦ 16
Within the range of (volume%), the number% of 8 μm or less is defined as 0 ≦ y ≦
Magnetic toners having various particle size distributions were prepared within the range of 33 (number%), and these were used in the development method of the present invention and studied. (However, x and y indicate real numbers.) When the magnetic toner is 8 μm or less, 33% by number, and when the magnetic toner is 16 μm or more,
In the case of having a particle size distribution of 16% by volume, if the ratio of both fine powder and coarse powder is large at the same time, though within the limits of each regulation, the particle size distribution will eventually become broad and the copy test will be good at the beginning, but the durability will be good As a result, image deterioration occurs. In order to obtain a usable particle size distribution, when 8 μm or less is set to 33% by number, almost 16 μm or more is almost cut, or when 16 μm or more is set to 16% by volume, 8 μm is used.
m or less must be cut to sharpen the particle size distribution. However, in the case where the proportion of particles having a particle size of 8 μm or less and 16 μm or more was cut from both, a material usable within a range having a certain degree of latitude was obtained. Then, what kind of range is the usable range was further examined, and the ratio (volume%) of the particles having 16 μ or more was determined.
It was found that the following general formula (2) holds true for the ratio (number%) of particles having a particle size of 8 μm or less.
一方、トナー担持体上での磁性トナーの摩擦帯電量に
関しては、一般式(1)好ましくは一般式(3)の範囲
内である様にトナー担持体上で磁性トナーが帯電すれば
良好な現像性が得られ、本発明に用いられる現像法に依
り優れた画質の画像が得られる。 On the other hand, with respect to the triboelectric charge amount of the magnetic toner on the toner carrier, good development can be achieved if the magnetic toner is charged on the toner carrier so as to fall within the range of the general formula (1), preferably the general formula (3). And an image with excellent image quality can be obtained depending on the developing method used in the present invention.
Q<0.5(μc/g)Rの場合には8〜11μmの磁性トナ
ー粒子が逆現像側バイアスによって潜像保持体よりはぎ
とられ、トナーののりが悪くなり中ヌケやラインの乱れ
を生じやすくなる。 In the case of Q <0.5 (μc / g) R, the magnetic toner particles of 8 to 11 μm are peeled off from the latent image holding member by the reverse-developing side bias, so that the toner adhesion is deteriorated, and it is easy to cause dropping or line disturbance. .
一方Q>13+0.5(μc/g)Rの場合には、8μm以下
の磁性トナー粒子が本発明における現像側バイアスによ
っても飛翔じつらくなり、8μm以下の磁性トナーの効
果である高画質を実現できなくなる。更にトナー粒子が
トナー担持体上に蓄積しやすくなり、他のトナー粒子の
摩擦帯電を阻害するなどして、現像能力の悪化をもたら
し、画像濃度低下、担持体メモリ、ガサツキ、カブリ等
を生じる様になる。On the other hand, when Q> 13 + 0.5 (μc / g) R, the magnetic toner particles of 8 μm or less become hard to fly even by the developing-side bias in the present invention, realizing high image quality which is the effect of the magnetic toner of 8 μm or less. become unable. Further, the toner particles tend to accumulate on the toner carrier, hindering the triboelectric charging of other toner particles, thereby deteriorating the developing ability, causing a decrease in image density, memory of the carrier, roughness, fog, etc. become.
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できる
が、本発明においてはコールターカウンターを用いて行
った。Although the particle size distribution of the toner can be measured by various methods, in the present invention, the measurement was performed using a Coulter counter.
すなわち、測定装置としてはコールターカウンターTA
−II型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布
を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−1パ
ーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続し、電解液
は1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製
する。例えば、ISOTON−II(コールターサイエンティ
フィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては
前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性
剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5
ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁
した電解液は超音波分散器で約1〜3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、アパチ
ャーとして100μアパチャーを用いて、個数を基準とし
て2〜40μの粒子の粒度分布を測定して、それから本発
明に係るところの値を求めた。In other words, the Coulter Counter TA is used as a measuring device.
-An interface (manufactured by Nikkaki) that outputs the number distribution and volume distribution and a CX-1 personal computer (manufactured by Canon) are connected using Type II (manufactured by Coulter), and the electrolyte is approximately 1% sodium chloride. Prepare 1% NaCl aqueous solution. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measuring method, a surfactant as a dispersing agent, preferably an alkylbenzene sulfonate in 0.1 to 5 ml of the electrolytic aqueous solution 100 to 150 ml is used.
ml and then 2 to 20 mg of the measurement sample. The electrolytic solution in which the sample was suspended was subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the Coulter Counter TA-II was used, and a 100 μ aperture was used as an aperture. The particle size distribution was measured and the values according to the invention were determined therefrom.
以下、本発明において現像工程を実施した装置を具体
的な一例として挙げ、これを第5図に示し、本発明の構
成についてさらに詳しく説明するが、これは本発明をな
んら限定するものではない。Hereinafter, a specific example of an apparatus in which the developing step is performed in the present invention is shown in FIG. 5, and the configuration of the present invention will be described in more detail. However, this does not limit the present invention in any way.
第5図において1は転写方式電子写真法における回転
ドラム式等の潜像保持体(謂る感光体)、転写方式静電
記録法における回転ドラム式等の絶縁体、エレクトロフ
ァックス法における感光紙、直接方式静電記録法におけ
る静電記録紙等の潜像保持体での面に図に省略した潜像
形成プロセス機器或は同プロセス機構で静電気潜像が形
成され、矢印方向に面移動している。In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a latent image holder (so-called photosensitive member) such as a rotating drum type in a transfer type electrophotographic method, an insulator such as a rotating drum type in a transfer type electrostatic recording method, photosensitive paper in an electrofax method, In the direct electrostatic recording method, an electrostatic latent image is formed on a surface of a latent image holding member such as an electrostatic recording sheet by a latent image forming process device or the same process mechanism which is omitted in the drawing, and the surface moves in the direction of the arrow. I have.
2は現像装置の全体符号、21は高抵抗一成分現像剤
(以下トナーと記す)を収容したホッパ、22はトナー担
持体(現像剤層支持部材)としての回転円筒体(以下ス
リーブと記す)で内部に磁気ローラ等の磁気発生手段23
を内蔵させてある。Reference numeral 2 denotes an overall reference number of a developing device, reference numeral 21 denotes a hopper containing a high-resistance one-component developer (hereinafter, referred to as a toner), and reference numeral 22 denotes a rotating cylinder (hereinafter, referred to as a sleeve) as a toner carrier (a developer layer supporting member). Inside the magnetic generating means 23 such as a magnetic roller
Is built in.
該スリーブ22は図面上そのほぼ右半周面をホッパ21内
にほぼ左半周面をホッパ外に露出させて軸受支持させて
あり、矢印方向に回転駆動される。24はスリーブ22の上
面に下辺エッジ部を接近させて配設したトナー塗布部材
としてのドクターブレード、27はホッパー内トナーの撹
拌部材である。The sleeve 22 has a substantially right half circumferential surface exposed in the hopper 21 and a left half circumferential surface exposed outside the hopper, and is supported by a bearing. Reference numeral 24 denotes a doctor blade serving as a toner application member disposed with the lower side edge portion approaching the upper surface of the sleeve 22, and reference numeral 27 denotes a stirring member for the toner in the hopper.
スリーブ22はその軸線が潜像保持体1の母線にほぼ平
行であり、且つ潜像保持体1面に僅小な間隙αを存して
接近対向している。The axis of the sleeve 22 is substantially parallel to the generatrix of the latent image carrier 1 and is closely opposed to the surface of the latent image carrier 1 with a small gap α.
潜像保持体1とスリーブ22の各面移動速度(周速)は
ほぼ同一であるか、スリーブ22の周速が若干速い。ま
た、潜像保持体1とスリーブ22間には交番バイアス電圧
印加手段S0と直流バイアス電圧印加手段S1によって、直
流電圧と交流電圧が重畳印加される。The surface moving speeds (peripheral speeds) of the latent image holder 1 and the sleeve 22 are substantially the same, or the peripheral speed of the sleeve 22 is slightly higher. Further, between the latent image bearing member 1 and the sleeve 22 and the alternating bias voltage applying means S 0 by the DC bias voltage applying means S 1, a DC voltage and an AC voltage is superimposed is applied.
而してスリーブ22のほぼ右半周面はホッパ21内のトナ
ー溜りに常時接触していて、そのスリーブ22面近傍のト
ナーがスリーブ22面にスリーブ内磁気発生手段23の磁力
で磁気付着層として、また静電気力により付着保持され
る。スリーブ22が回転駆動されるとそのスリーブ22面の
付着トナー層が、ドクターブレード24位置を通過する過
程で各部ほぼ均一厚さの薄層トナー層T1として整層化さ
れる。トナーの帯電は主としてスリーブ22の回転に伴な
うスリーブ22面とその近傍のトナー溜りのトナーとの摩
擦接触によりなされ、スリーブ22の上記トナー薄層面は
スリーブ22の回転に伴ない潜像保持体1面側へ回動し、
潜像保持体1とスリーブ22との最接近部である現像領域
部Aを通過する。この通過過程でスリーブ22面側のトナ
ー薄層のトナーが潜像保持体1とスリーブ22間に印加し
た直流と交流電圧による直流と交流電界により飛翔し現
像領域部Aの潜像保持体1面と、スリーブ22面との間を
往復運動する。そして最終的にはスリーブ22側のトナー
が潜像保持体1面に潜像の電位パターンに応じて選択的
に移行付着してトナー像T2が順次に形成される。Thus, the substantially right half peripheral surface of the sleeve 22 is always in contact with the toner reservoir in the hopper 21, and the toner near the surface of the sleeve 22 forms a magnetic adhesion layer on the surface of the sleeve 22 by the magnetic force of the in-sleeve magnetism generating means 23. In addition, it is adhered and held by electrostatic force. When the sleeve 22 is rotated deposited toner layer on the sleeve 22 surface is advice service as a thin layer toner layer T 1 of the substantially uniform thickness each part in the process of passing through the doctor blade 24 position. The toner is charged mainly by frictional contact between the surface of the sleeve 22 with the rotation of the sleeve 22 and the toner in the toner reservoir near the sleeve 22, and the toner thin layer surface of the sleeve 22 is held by the latent image holding member with the rotation of the sleeve 22. Rotate to one side,
The latent image carrier 1 and the sleeve 22 pass through the developing area A which is the closest part. During this passage, the toner of the thin toner layer on the side of the sleeve 22 flies by the DC and AC electric fields generated by the DC and AC voltages applied between the latent image holder 1 and the sleeve 22, and the surface of the latent image holder 1 in the developing area A And the sleeve 22 reciprocate. And finally the toner image T 2 are sequentially formed by selectively transition adhere according to the potential pattern of the latent image to the toner latent image bearing member 1 surface of the sleeve 22 side.
現像領域部Aを通過してトナーが選択的に消費された
スリーブ22面はホッパ21のトナー溜りへ再回動すること
によりトナーの再供給を受け、現像領域部Aへは常にス
リーブ22のトナー薄層T1面が回動し、繰り返し複写工程
が行なわれる。The surface of the sleeve 22 where the toner has been selectively consumed after passing through the developing area A receives the re-supply of toner by re-rotating to the toner reservoir of the hopper 21, and the toner of the sleeve 22 is always supplied to the developing area A. thin layer T 1 side is rotated, repeatedly copying step is performed.
ところでこのような現像方式(1成分非接触現像法)
を採用した場合における問題の1つとしてスリーブ22表
面近傍のトナーの付着力増大による現像製低下現象が起
こる場合がある。つまりスリーブ22の回転によりトナー
とスリーブ22が常に接触摩擦し、次第にトナーの帯電量
が大きくなることでスリーブ22との静電気力(クーロン
力)が増大し、潜像保持体1へのトナーの飛翔力が弱ま
り、スリーブ22近傍に滞留し、他のトナーの摩擦帯電を
阻害し、現像性低下を生じる現象である。これは、低温
低湿環境下や複写工程の繰り返しにより発生する。By the way, such a developing method (one-component non-contact developing method)
As one of the problems in the case of adopting the method, there is a case where the phenomenon of development deterioration due to an increase in the adhesive force of the toner near the surface of the sleeve 22 occurs. That is, the rotation of the sleeve 22 causes the toner and the sleeve 22 to always come into contact friction, and the charge amount of the toner gradually increases, so that the electrostatic force (Coulomb force) with the sleeve 22 increases, and the toner flies to the latent image holding member 1 This is a phenomenon in which the force is weakened, stays in the vicinity of the sleeve 22, hinders the triboelectric charging of other toners, and lowers the developing property. This occurs due to a low-temperature and low-humidity environment or a repetition of a copying process.
本発明に用いられる現像法においては、スリーブ22と
潜像保持体1との間隙は、実施例においては0.3mmで行
ったが、0.1mmから0.5mmまで本発明による現像方式によ
り十分な現像が可能である。In the developing method used in the present invention, the gap between the sleeve 22 and the latent image holding member 1 was set to 0.3 mm in the embodiment, but from 0.1 mm to 0.5 mm, sufficient development was achieved by the developing method according to the present invention. It is possible.
従来の現像方式に比べ、現像側バイアスが大きくなる
ため、スリーブ22と潜像保持体1との間隙が大きくても
現像できる結果である。Since the developing-side bias is larger than in the conventional developing method, it is possible to develop even if the gap between the sleeve 22 and the latent image holding member 1 is large.
交番バイアス電圧の絶対値が1.0kV以上であれば十分
満足できる画像が得られる。さらに、潜像保持体1への
リークを考慮すれば、交番バイアス電圧の絶対値は1.0k
V以上,2.0kV以下が望ましい。ただし、このリークもス
リーブ22と潜像保持体1との間隙により変動することは
同然である。If the absolute value of the alternating bias voltage is 1.0 kV or more, a sufficiently satisfactory image can be obtained. Further, considering the leakage to the latent image holding member 1, the absolute value of the alternating bias voltage is 1.0 k
It is desirable to be higher than V and lower than 2.0 kV. However, this leak naturally varies depending on the gap between the sleeve 22 and the latent image holding member 1.
次に交番バイアス周波数は1.0kHzから5.0kHzが好まし
い。周波数が1.0kHz以下になると、階調性が良くなる
が、カブリを解消するのが困難となる。これは、トナー
の往復運動回数が少ない低周波領域では、非画像部でも
現像側バイアス電界による潜像保持体へのトナーの押し
つけ力が強くなり過ぎ、逆現像側バイアス電界によるト
ナーのはぎ取り力によっても完全に非画像部に付着した
トナーを除去できないためと考えられる。そして、周波
数が5.0kHz以上になるとトナーが潜像保持体1に充分接
触しないうちに逆現像側のバイアス電界が印加されるこ
とになり現像性が著しく低下する。つまりトナー自身が
高周波電界に応答できなくなる。Next, the alternating bias frequency is preferably 1.0 kHz to 5.0 kHz. When the frequency is 1.0 kHz or less, the gradation is improved, but it is difficult to eliminate fog. This is because, in the low frequency region where the number of reciprocating movements of the toner is small, the pressing force of the toner against the latent image holding member due to the developing bias electric field becomes too strong even in the non-image area, and the toner is stripped off by the reverse developing bias electric field. This is considered to be because the toner adhered to the non-image area cannot be completely removed. When the frequency is 5.0 kHz or more, a bias electric field on the reverse development side is applied before the toner sufficiently contacts the latent image holding member 1, so that the developability is significantly reduced. That is, the toner itself cannot respond to the high-frequency electric field.
特に本発明によれば交番バイアス電界の周波数は1.5k
Hzから3kHzで最適な画像性を示した。In particular, according to the present invention, the frequency of the alternating bias electric field is 1.5 k.
The optimum image quality was shown from Hz to 3kHz.
本発明の交番バイアス電界波形を満足するデューティ
比はほぼ50%未満であればいいが、画像性も考慮する
と、10%デューティ比40%であることが良い。デュ
ーティ比が40%以上であると、前述の欠点が目立ちあま
り好ましくなく、本発明の効果があまり見られない。デ
ューティ比10%以下になると、上記でも説明したトナー
自身の交番バイアス電界応答性が悪くなり現像性が低下
してしまう。特にデューティ比の最適値は15%≦デュー
ティ比≦35%である。The duty ratio that satisfies the alternating bias electric field waveform of the present invention may be less than approximately 50%, but in consideration of image quality, the duty ratio is preferably 10% and 40%. When the duty ratio is 40% or more, the above-mentioned disadvantage is conspicuous and not very preferable, and the effect of the present invention is not so much seen. If the duty ratio is 10% or less, the above-described alternating bias electric field response of the toner itself is deteriorated, and the developability is reduced. Particularly, the optimum value of the duty ratio is 15% ≦ duty ratio ≦ 35%.
更に交番バイアス波形には、例えば矩形波,サイン
波,のこぎり波,三角波等の波形が適用できる。Further, as the alternating bias waveform, for example, a waveform such as a rectangular wave, a sine wave, a sawtooth wave, and a triangular wave can be applied.
本発明の磁性トナーに使用される結着樹脂としては例
えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p
−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジク
ロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルス
チレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルス
チレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチル
スチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルス
チレン、p−n−ドデシルスチレン、等のスチレンおよ
びその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソ
ブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタ
ジエン等の不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、臭化ビニル、沸化ビニルなどのハロゲン化ビニル
類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニ
ルなどのビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸
n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n
−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2
−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリ
ル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メ
タクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂
肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イ
ソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル類;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル
イソ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、メチルイソプロペ
ニルケトンなどのビニルケトン類;N−ビニルピロール、
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−
ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物;ビニルナフ
タリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ア
クリルアミドなどのアクリル酸もしくはメタクリル酸誘
導体;アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸などのカルボキシル基を有するビニル化合物誘導
体;マレイン酸ハーフエステル、フマル酸ハーフエステ
ルの如きハーフエステル;マレイン酸無水物、マレイン
酸エステル、フマル酸エステル誘導体;等のビニル系化
合物からなるモノマー成分を含む単重合体、共重合体;
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、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フ
ェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香
族系石油樹脂、ハロパラフィン、パラフィンワックス
等;が単独で、或いは、混合して使用できる。なかで
も、現像特性を考慮するとポリエステル系樹脂が結着樹
脂として特に好ましく用いられる。Examples of the binder resin used in the magnetic toner of the present invention include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, and p-methylstyrene.
-Phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, Styrene such as pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, and derivatives thereof; ethylene-unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene Unsaturated vinylenes such as butadiene; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl bromide; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; methyl methacrylate, methacrylic Ethyl acrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methacryl Isobutyl acid, methacrylic acid n
-Octyl, dodecyl methacrylate, methacrylic acid-2
Α-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic acid Acrylic esters such as isobutyl, propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate and phenyl acrylate;
Vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole;
N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-
N-vinyl compounds such as vinyl pyrrolidone; vinyl naphthalenes; acrylic or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide; vinyl compound derivatives having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and fumaric acid A half ester such as maleic acid half ester or fumaric acid half ester; a homopolymer or a copolymer containing a monomer component composed of a vinyl compound such as maleic anhydride, maleic ester, or fumaric acid ester derivative;
Polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, haloparaffin, paraffin wax, etc. alone or Can be mixed and used. Above all, a polyester resin is particularly preferably used as a binder resin in consideration of development characteristics.
本発明に用いられるポリエステル樹脂の組成は以下の
通りである。The composition of the polyester resin used in the present invention is as follows.
2価のアルコール成分としては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4
−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリ
コール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化
ビスフェノールA、又(A)式で表わされるビスフェノ
ール及びその誘導体; (式中Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yは
それぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は
0〜10である。) 又(B)式で示されるジオール類; が挙げられる。As the dihydric alcohol component, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4
-Butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A Or a bisphenol represented by the formula (A) and a derivative thereof; (Wherein R is an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 0 or more, and the average value of x + y is 0 to 10.) Diols represented by the formula (B); Is mentioned.
2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル
酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカル
ボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;こは
く酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などのア
ルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエ
ステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸
等のアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸
類、又はその無水物、低級アルキルエステル;フマル
酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽
和ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステ
ル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。Examples of the divalent acid component include benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof, and lower alkyl esters; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid. Acids or anhydrides thereof, lower alkyl esters; alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid or anhydrides thereof, lower alkyl esters; fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid And dicarboxylic acids and their derivatives, such as unsaturated dicarboxylic acids or their anhydrides and lower alkyl esters.
また架橋成分としても働く3価以上のアルコール成分
と3価以上の酸成分を併用することができる。Further, a trivalent or higher valent alcohol component and a trivalent or higher valent acid component which also serve as a crosslinking component can be used in combination.
本発明における三価以上の多価アルコール成分として
は、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロー
ル、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペン
タエリスリトール、トリペンタエリスリトール、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
ベンゼン、等が挙げられる。Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component in the present invention include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2, Four
-Butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxy Benzene and the like.
また、本発明における三価以上の多価カルボン酸成分
としては、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、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、1,3−ジカルボ
キシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパ
ン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8
−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及
びこれらの無水物、低級アルキルエステル;次式 (式中Xは炭素数3以上の側鎖を1個以上有する炭素数
5〜30のアルキレン基又はアルケニレン基) で表わされるテトラカルボン酸等、及びこれらの無水
物、低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びそ
の誘導体が挙げられる。Further, as the trivalent or higher polycarboxylic acid component in the present invention, for example, trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,1,
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, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 2,7,8
Octanetetracarboxylic acid, empol trimer acid, and their anhydrides and lower alkyl esters; (Wherein X is an alkylene group or alkenylene group having 5 to 30 carbon atoms having at least one side chain having 3 or more carbon atoms), and polyhydric compounds such as anhydrides and lower alkyl esters thereof. Examples include carboxylic acids and derivatives thereof.
本発明に用いられるアルコール成分としては40〜60mo
l%、好ましくは45〜55mol%、酸成分としては60〜40mo
l、好ましくは55〜45mol%であることが望ましい。The alcohol component used in the present invention is 40-60mo
l%, preferably 45-55 mol%, as acid component 60-40mo
l, preferably 55 to 45 mol%.
また三価以上の多価の成分は、全成分中の5〜60mol
%であることが望ましい。The trivalent or higher polyvalent component accounts for 5 to 60 mol of all components.
% Is desirable.
本発明において好ましいポリエステル樹脂のアルコー
ル成分としては、例えば前記(A)式で示されるビスフ
ェノール誘導体であり、酸成分としては、フタル酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸又はその無水物;こはく酸、
n−ドデセニルコハク酸又はその無水物;フマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸等のジカルボン酸類;トリメ
リット酸又はその無水物のトリカルボン酸類等が挙げら
れる。The alcohol component of the polyester resin preferred in the present invention is, for example, a bisphenol derivative represented by the formula (A), and the acid component is phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid or anhydride thereof; succinic acid,
n-dodecenyl succinic acid or its anhydride; dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, and maleic anhydride; and trimellitic acid or its tricarboxylic acid anhydride, and the like.
これは、これらの酸、アルコールで得られたポリエス
テル樹脂がシャープな溶融特性を示す熱ローラー定着用
トナーとして定着性が良好で、耐オフセット性に優れて
いるからである。This is because the polyester resin obtained with these acids and alcohols has good fixability and excellent offset resistance as a heat roller fixing toner having sharp melting characteristics.
さらに、ここで得られたポリエステル樹脂のガラス転
移温度は、50〜70℃好ましくは55〜65℃、さらに数平均
分子量n1,5000〜10,000好ましくは2,000〜7,000、重
量平均分子量w6,000〜200,000好ましくは10,000〜15
0,000であることが望ましい。Further, the glass transition temperature of the polyester resin obtained here is 50 to 70 ° C., preferably 55 to 65 ° C., and the number average molecular weight n is 1,500 to 10,000, preferably 2,000 to 7,000, and the weight average molecular weight w is 6,000 to 200,000. Is 10,000-15
Desirably, it is 0,000.
またその酸価は、100以下好ましくは50以下、水酸基
価は、60以下好ましくは30以下であることが望ましい。
これは、分子鎖の末端基数が増えるとトナーにしたと
き、トナーの帯電特性において環境依存性が大きくなる
為である。It is desirable that the acid value is 100 or less, preferably 50 or less, and the hydroxyl value is 60 or less, preferably 30 or less.
This is because when the number of terminal groups of the molecular chain increases, the toner becomes more environmentally dependent on the charging characteristics of the toner when it is made into a toner.
ここで、樹脂の酸価および水酸基価は次の方法により
測定した。Here, the acid value and hydroxyl value of the resin were measured by the following method.
サンプル2〜10gを200〜300mlの三角フラスコに秤量
し、メタノール:トルエン=30:70の混合溶媒約50mlを
加えて樹脂を溶解する。溶解性が悪いようであれば少量
のアセトンを加えてもよい。0.1%のブロムチモールブ
ルーとフェノールレッドの混合指示薬を用い、あらかじ
め標定されたN/10水酸化カリウム〜アルコール溶液で滴
定し、アルコールカリ液の消費量からつぎの計算式
(4)で酸価を求めた。A 2 to 10 g sample is weighed in a 200 to 300 ml Erlenmeyer flask, and about 50 ml of a mixed solvent of methanol: toluene = 30: 70 is added to dissolve the resin. If the solubility is poor, a small amount of acetone may be added. Using a mixed indicator of 0.1% bromthymol blue and phenol red, titrate with a pre-specified N / 10 potassium hydroxide-alcohol solution, and calculate the acid value from the consumption of the alcoholic potassium solution by the following formula (4). I asked.
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料重量(g数) …(4) (ただしNはN/10KOHのファクター) また、水酸基価は試料を過剰のアセチル化剤、たとえ
ば無水酢酸と加熱してアセチル化を行い、生成したアセ
チル化物のケトン化価を測定したのち、次の式(5)に
従って計算する。Acid value = KOH (ml number) × N × 56.1 / sample weight (g number) (4) (where N is a factor of N / 10 KOH) Also, the hydroxyl value is determined by adding an excess of an acetylating agent such as acetic anhydride to the sample. Acetylation is performed by heating, and the ketone value of the produced acetylated product is measured, and then calculated according to the following formula (5).
(ただしAはアセチル化後のケトン化価、Bはアセチル
化前のケン化価を表わす。) 本発明の磁性トナーに含まれる磁性材料としては、例
えばマグネタイト、マグヘマタイト、フェライト等の酸
化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe,Co,Niのよ
うな金属、或いは、これらの金属とAl,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,
Sn,Zn,Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,Vのような金属との
合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。 (However, A represents the ketone value after acetylation, and B represents the saponification value before acetylation.) Examples of the magnetic material contained in the magnetic toner of the present invention include iron oxides such as magnetite, maghematite, and ferrite. And iron oxides containing other metal oxides; metals such as Fe, Co, Ni, or these metals and Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni,
Examples include alloys with metals such as Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, and V, and mixtures thereof.
これらの強磁性体は、平均粒径が0.1〜2μm程度
で、10Ke印加での磁気特性が抗磁力20〜150eの飽
和磁化50〜200emu/g(好ましくは50〜100emu/g)、残留
磁化2〜20emu/gのものが望ましい。These ferromagnetic materials have an average particle size of about 0.1 to 2 μm, and have a magnetic characteristic at 10 Ke applied of a coercive force of 20 to 150 e, a saturation magnetization of 50 to 200 emu / g (preferably 50 to 100 emu / g), and a residual magnetization of 2 to 200 emu / g. A value of ~ 20 emu / g is desirable.
また本発明の磁性トナーは、現像法に適した摩擦帯電
量が得られる様に荷電制御剤をトナーに内添または外添
して用いることが好ましい。In the magnetic toner of the present invention, it is preferable to use a charge control agent internally or externally added to the toner so as to obtain a triboelectric charge amount suitable for a developing method.
本発明に用いる正荷電制御剤としては公知のものが使
用でき、例えば、ニグロシン及びその脂肪族金属塩等に
よる変性物、四級アンモニウム塩、ジオルガノスズオキ
サイド、ジオルガノスズボーレート等を単独あるいは2
種以上組み合せて用いる事ができる。これらの中でもニ
グロシン系、四級アンモニウム塩が特に好ましく用いら
れる。As the positive charge control agent used in the present invention, known agents can be used. For example, nigrosine and its modified products such as aliphatic metal salts, quaternary ammonium salts, diorganotin oxides, diorganotin borates, etc. can be used alone or in combination.
More than one kind can be used in combination. Of these, nigrosine and quaternary ammonium salts are particularly preferably used.
また、一般式 で表わせるモノマーの単重合体、または前述した様なス
チレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルな
どの重合性モノマーとの共重合体を正荷電制御剤として
用いる事ができ、この場合、結着樹脂(の一部または全
部)としての作用をも有する。Also, the general formula Can be used as a positive charge control agent, or a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, an acrylate or a methacrylate as described above. (Part or all of).
一方本発明に用いる負荷電制御剤としては公知のもの
が使用でき、例えばカルボン酸誘導体及びこの金属塩、
アルコキシレート、有機金属錯体、キレート化合物等を
単独あるいは2種以上組み合せて用いる事ができる。こ
れらの中でも、アセチルアセトン金属錯体、サリチル酸
金属錯体、ナフトエ酸金属錯体、モノアゾ金属錯体が特
に好ましく用いられる。On the other hand, known negative charge control agents used in the present invention can be used, for example, carboxylic acid derivatives and metal salts thereof,
An alkoxylate, an organometallic complex, a chelate compound or the like can be used alone or in combination of two or more. Among these, acetylacetone metal complexes, salicylic acid metal complexes, naphthoic acid metal complexes, and monoazo metal complexes are particularly preferably used.
本発明のトナーにおいては、必要に応じ、着色剤とし
て、任意の適当な香料や染料を使用することが可能であ
る。In the toner of the present invention, any appropriate fragrance or dye can be used as a colorant, if necessary.
また本発明のトナーには、必要に応じて添加剤を混合
してもよい。この様な添加剤としては、例えばテフロ
ン、ポリフッ化ビニリデン、脂肪酸金属塩の如き滑剤;
酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭化ケイ素等
の研摩剤;コロイダルシリカ、アルミナ、或いは、シリ
コーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカッ
プリング剤、官能基を有するシランカップリング剤で処
理されたシリカ、アルミナ等の流動性付与剤、ケーシン
グ防止剤;カーボンブラック酸化スズ等の導電性付与
剤;或いは、低分子量ポリエチレンなどの定着助剤等が
ある。また、熱ロール定着時の離型性を良くする目的
で、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、サ
ゾールワックス等のワックス状物質を、本発明のトナー
に0.5〜5重量%程度加えることも出来る。Further, an additive may be added to the toner of the present invention as needed. Such additives include lubricants such as, for example, Teflon, polyvinylidene fluoride, metal salts of fatty acids;
Abrasives such as cerium oxide, strontium titanate, silicon carbide; colloidal silica, alumina, or silica, alumina treated with a silicone oil, various modified silicone oils, silane coupling agents, silane coupling agents having a functional group, etc. Fluidity imparting agents, casing inhibitors; conductivity imparting agents such as carbon black tin oxide; and fixing aids such as low molecular weight polyethylene. Further, for the purpose of improving the releasability at the time of hot roll fixing, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene,
A wax-like substance such as microcrystalline wax, carnauba wax and sasol wax can be added to the toner of the present invention in an amount of about 0.5 to 5% by weight.
本発明に係るトナーを製造するにあたっては、上述し
た様なトナー構成材料をボールミルその他の混合機によ
り充分混合した後、熱ロールニーダー、エクストルーダ
ーの熱混練機を用いて良く混練し、冷却固化後、機械的
な粉砕、分級によってトナーを得る方法が好ましく、他
には、例えば結着樹脂溶液中に構成材料を分散した後、
噴霧乾燥することによりトナーを得る方法;或いは結着
樹脂を構成すべき単量体に所定の材料を混合して乳化懸
濁液とした後に、重合させてトナーを得る方法;或いは
コア材、シェル材から成るいわゆるマイクロカプセルト
ナーにおいて、コア材或いはシェル材、或いはこれらの
両方に所定の材料を含有させる方法;等の方法が応用で
きる。In producing the toner according to the present invention, the above-mentioned toner constituent materials are sufficiently mixed by a ball mill or other mixer, then kneaded well using a heat kneader of a hot roll kneader or an extruder, and cooled and solidified. , Mechanical pulverization, a method of obtaining a toner by classification, other, for example, after dispersing the constituent materials in a binder resin solution,
A method of obtaining a toner by spray drying; or a method of mixing a monomer to form a binder resin with a predetermined material to form an emulsified suspension and then polymerizing to obtain a toner; or a core material and a shell In a so-called microcapsule toner made of a material, a method of including a predetermined material in a core material, a shell material, or both of them can be applied.
なお、本発明においてトナー担持体上のトナー層の電
荷量はいわゆる吸引式ファラデーケージ法を使用して求
めた。この吸引式ファラデーケージ法は、その外筒をト
ナー担持体に押しつけてトナー担持体上の一定面積上の
すべてのトナーを吸引し、内筒のフィルターに採取して
フィルターの重量増加分よりトナー担持体上のトナー層
の重量を計算することがきる。それと同時に外部から静
電的にシールドされた内筒に蓄積された電荷量を測定す
ることによってトナー担持体上の電荷量を求めることが
できる方法である。In the present invention, the charge amount of the toner layer on the toner carrier was determined using a so-called suction Faraday cage method. In this suction-type Faraday cage method, the outer cylinder is pressed against the toner carrier to suck all the toner on a certain area on the toner carrier, collected by a filter of the inner cylinder, and the toner carrying amount is calculated based on the weight increase of the filter. The weight of the toner layer on the body can be calculated. At the same time, the charge amount on the toner carrier can be obtained by measuring the charge amount accumulated in the inner cylinder electrostatically shielded from the outside.
[実施例] 以下本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
これは本発明をなんら限定するものではない。また、第
9図に本発明の磁性トナーの体積平均粒径とトナー担持
体上の帯電量の関係を、第10図に本発明の磁性トナーの
16μm以上の体積%と8μm以下の個数%の関係を示
す。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.
This does not limit the invention in any way. FIG. 9 shows the relationship between the volume average particle diameter of the magnetic toner of the present invention and the amount of charge on the toner carrier, and FIG.
The relationship between the volume% of 16 μm or more and the number% of 8 μm or less is shown.
実施例1 架橋ポリエステル樹脂 100重量部 磁性酸化鉄 60重量部 低分子量エチレン− 3重量部 プロピレン共重合体 3,5−ジ−tert−ブチル 2重量部 サリチル酸クロム錯体 上記材料をブレンダーでよく混合した後、150℃に設
定した2軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を
冷却し、カッターミルにて粗粉砕した後、ジェット気流
を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉
を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さ
らに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割
分級装置(日鉄鉱業社製エルボジェット分級機)で超微
粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して黒色微粉体(磁
性トナー)を得た。この磁性トナーの粒度分布を第1表
に示す。Example 1 Crosslinked polyester resin 100 parts by weight Magnetic iron oxide 60 parts by weight Low molecular weight ethylene-3 parts by weight Propylene copolymer 3,5-di-tert-butyl 2 parts by weight Chromium salicylate complex After the above materials were mixed well in a blender, they were kneaded with a biaxial kneading extruder set at 150 ° C. The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, and then finely pulverized using a fine pulverizer using a jet stream, and the obtained finely pulverized powder was classified by a fixed wall type air classifier. A classified powder was produced. Furthermore, the ultrafine powder and the coarse powder are simultaneously strictly classified and removed by a multi-segment classification device (Nippon Mining Co., Ltd. Elbow Jet Classifier) using the Coanda effect to obtain black fine powder (magnetic toner). Obtained. Table 1 shows the particle size distribution of the magnetic toner.
得られた黒色微粉体の磁性トナー100重量部に疎水性
乾式シリカ(BET比表面積300m2/g)0.4重量部を加え、
ヘンシェルミキサーで混合した。0.4 parts by weight of hydrophobic dry silica (BET specific surface area: 300 m 2 / g) was added to 100 parts by weight of the obtained black fine powder magnetic toner,
Mix with a Henschel mixer.
この磁性トナーを前述したアモルファスシリコン感光
体を具備した画像形成装置にて交番バイアス波形が第6
図(デューティー比20%)を示す交番バイアス電源を用
いて、10000枚複写した結果及びテスト中に測定された
トナー担持体上のトナーの帯電量を第2表に示す。明ら
かに階調性に優れ、カブリがなく画像濃度の高い画像が
安定して得られた。更に、耐久によってもトナー担持体
メモリーは見られなかった。また15℃,10%RH環境下に
おける複写テストでも同様に良好な結果が得られた。The alternating bias waveform of the magnetic toner was changed to 6th in an image forming apparatus having the above-described amorphous silicon photoreceptor.
Table 2 shows the result of copying 10,000 sheets using the alternating bias power supply shown in the figure (duty ratio 20%) and the charge amount of the toner on the toner carrier measured during the test. Obviously, the image was excellent in gradation, free of fog and high in image density. Further, no toner carrier memory was observed even in durability. Good results were also obtained in a copy test in an environment of 15 ° C. and 10% RH.
実施例2 実施例1で使用した磁性トナーの代わりに磁性体、荷
電制御剤、シリカの添加量の変更及び微粉砕分級条件を
コントロールすることによって得られた第1表に示すよ
うな粒度分布をもつトナーを用いる以外は実施例1と同
様にて複写テストを行った。その結果を第2表に示す
が、常に安定して鮮明な画像が得られた。Example 2 In place of the magnetic toner used in Example 1, the particle size distribution as shown in Table 1 obtained by changing the addition amount of the magnetic substance, the charge control agent, and the silica and controlling the pulverization and classification conditions was obtained. A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that the toner having the toner was used. The results are shown in Table 2, and a stable and clear image was always obtained.
実施例3 交番バイアス波形を第7図に示す(デューティ比30
%)現像バイアス電源を用い、実施例1で使用した磁性
トナーの代わりに磁性体の添加量の変更及び微粉砕分級
条件をコントロールすることによって得られた第1表に
示すような粒度分布をもつトナーを用いる以外は実施例
1と同様にして複写テストを行った。その結果を第2表
に示すが、常に安定して鮮明な画像が得られた。Example 3 An alternating bias waveform is shown in FIG.
%) By using a developing bias power supply and changing the addition amount of the magnetic substance in place of the magnetic toner used in Example 1 and controlling the conditions for finely pulverizing and classifying, the particles have a particle size distribution as shown in Table 1. A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that toner was used. The results are shown in Table 2, and a stable and clear image was always obtained.
また15℃,10%RH環境下における複写テストでも良好
な結果が得られた。Good results were also obtained in a copy test under a 15 ° C., 10% RH environment.
実施例4 スチレン−ブチルアクリレート 100重量部 −ジビニルベンゼン共重合体 (重合モノマー重量比75−24−1 w:30万) 磁性酸化鉄 60重量部 低分子量エチレン− 4重量部 プロピレン共重合体 モノアゾ金属錯体 2重量部 上記材料を用い実施例1と同様にして得た磁性トナー
の粒度分布を第1表に示す。Example 4 Styrene-butyl acrylate 100 parts by weight-divinylbenzene copolymer (polymerization monomer weight ratio 75-24-1 w: 300,000) Magnetic iron oxide 60 parts by weight Low molecular weight ethylene-4 parts by weight Propylene copolymer Monoazo metal Complex 2 parts by weight The particle size distribution of the magnetic toner obtained in the same manner as in Example 1 using the above materials is shown in Table 1.
このトナーを用いて交番バイアス波形を第8図に示す
(デューティ比35%)現像バイアス電源を用いる以外は
実施例1と同様にして複写テストを行った。Using this toner, an alternating bias waveform is shown in FIG. 8 (duty ratio 35%). A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that a developing bias power supply was used.
その結果を第2表に示すが、明らかに優れた画質の画
像が得られた。The results are shown in Table 2, and an image of clearly excellent image quality was obtained.
実施例5 実施例4で使用した磁性トナーの代わりに磁性体、荷
電制御剤、シリカの添加量この変更及び微粉砕分級条件
をコントロールすることによって得られた第1表に示す
ような粒度分布をもつトナーを用い、交番バイアス波形
を第7図に示す(デューティ比30%)現像バイアス電源
を用いる以外は実施例1と同様にして複写テストを行っ
た。その結果を第2表に示すが、軽いトナー担持体メモ
リーが見られた以外は常に安定して高品位の画像が得ら
れた。Example 5 The particle size distribution as shown in Table 1 obtained by controlling the amount of addition of the magnetic substance, the charge control agent, and silica instead of the magnetic toner used in Example 4 and controlling the pulverization classification conditions was obtained. A copy test was carried out in the same manner as in Example 1 except that the developing bias power source shown in FIG. 7 (duty ratio: 30%) was used and the developing bias power supply was used. The results are shown in Table 2. As a result, a high-quality image was always stably obtained except that a light toner carrier memory was observed.
また15℃,10%RH環境下における複写テストでは良好
な結果が得られた。Good results were obtained in the copy test under the environment of 15 ° C and 10% RH.
実施例6 交番バイアス波形を第7図に示す(デューティ比30
%)現像バイアス電源を用いる以外は実施例1と同様に
して複写テストを行った。その結果を第2表に示すが、
この場合も実施例1と同様に良好な結果が得られた。Embodiment 6 An alternating bias waveform is shown in FIG.
%) A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that a developing bias power supply was used. Table 2 shows the results.
In this case, good results were obtained as in Example 1.
比較例1 架橋ポリエステル樹脂 100重量部 磁性酸化鉄 50重量部 低分子量エチレン− 4重量部 プロピレン共重合体 3,5−ジ−tert−ブチル 2重量部 サリチル酸クロム錯体 上記材料を用い実施例1と同様にして得た磁性トナー
の粒度分布を第1表に示す。Comparative Example 1 Crosslinked polyester resin 100 parts by weight Magnetic iron oxide 50 parts by weight Low molecular weight ethylene-4 parts by weight Propylene copolymer 3,5-di-tert-butyl 2 parts by weight Chromium salicylate complex Table 1 shows the particle size distribution of the magnetic toner obtained in the same manner as in Example 1 using the above materials.
このトナーを用いて実施例1と同様にして複写テスト
を行った。その結果を第2表に示す。Using this toner, a copy test was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.
中抜けの為画像濃度が低く、カブリも生じた。さら
に、トナー担持体メモリーも発生した。また、15℃,10
%RH環境下における複写テストでは、耐久による濃度低
下がひどく、階調性も劣った画像であった。The image density was low due to hollow, and fogging also occurred. Further, toner carrier memory occurred. In addition, 15 ℃, 10
In a copy test in a% RH environment, an image was severely deteriorated in density due to durability and poor in gradation.
比較例2 実施例1で得られた粗砕品から粉砕分級条件をコント
ロールすることによって得られた第1表に示すような粒
度分布をもつトナーを用いる以外は実施例1と同様にし
て複写テストを行った。その結果を第2表に示すが、初
期は若干濃度が低い画像が得られたが、複写を繰り返す
と次第にガサついた画像になり、カブリが生じ、階調性
が劣ってきた。Comparative Example 2 A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that a toner having a particle size distribution as shown in Table 1 obtained by controlling the pulverization and classification conditions from the crushed product obtained in Example 1 was used. Was done. The results are shown in Table 2. As a result, an image having a slightly low density was obtained at the initial stage, but the image was gradually roughened when copying was repeated, fogging occurred, and the gradation was deteriorated.
比較例3 スチレンブチルアクリレート 100重量部 −ジビニルベンゼン共重合体 (重合モノマー重量比75−24−1 w:30万) 磁性酸化鉄 60重量部 低分子量エチレン− 4重量部 プロピレン共重合体 3,5−ジ−tert−ブチル 3重量部 サリチル酸亜鉛錯体 上記材料を用い実施例1と同様にして得た磁性トナー
の粒度分布を第1表に示す。Comparative Example 3 Styrene butyl acrylate 100 parts by weight-divinylbenzene copolymer (polymerization monomer weight ratio 75-24-1 w: 300,000) Magnetic iron oxide 60 parts by weight Low molecular weight ethylene-4 parts by weight Propylene copolymer 3,5 -Di-tert-butyl 3 parts by weight Zinc salicylate complex The particle size distribution of the magnetic toner obtained in the same manner as in Example 1 using the above materials is shown in Table 1.
このトナーを用いて実施例1と同様にして複写テスト
を行った。その結果を第2表に示すが、初期は良好な画
像が得られたが複写を繰り返すと濃度低下が見られ、ま
た、トナー担持体メモリーも見られた。更に15℃,10%R
H環境下の複写テストでは、この傾向が顕著なものとな
った。Using this toner, a copy test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. As a result, a good image was obtained in the initial stage, but when copying was repeated, the density was reduced, and the toner carrier memory was also observed. 15 ℃, 10% R
This tendency was remarkable in the copying test under the H environment.
比較例4 比較例3で使用した磁性トナーの代わりに磁性体、荷
電制御剤、シリカ添加量の変更及び微粉砕分級条件をコ
ントロールすることによって得られた第1表に示すよう
な粒度分布をもつトナーを用いる以外は実施例1と同様
にして複写テストを行った。その結果を第2表に示す
が、画像濃度が低くカブリも生じ、階調性が劣ってい
た。Comparative Example 4 Instead of the magnetic toner used in Comparative Example 3, the particle size distribution as shown in Table 1 was obtained by changing the amount of the magnetic substance, charge control agent, silica added, and controlling the conditions for finely pulverized classification. A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that toner was used. The results are shown in Table 2. The image density was low, fogging occurred, and the gradation was poor.
比較例5 交番バイアス波形を第3図に示す(デューティ比50
%)現像バイアス電源を用いる以外は実施例1と同様に
して複写テストを行った。その結果を第2表に示すが、
階調性に劣り、ややカブリが見られた。また、耐久によ
りトナー担持体メモリーが見られるようになった。Comparative Example 5 The alternating bias waveform is shown in FIG.
%) A copy test was performed in the same manner as in Example 1 except that a developing bias power supply was used. Table 2 shows the results.
The gradation was poor, and fog was slightly observed. In addition, the toner carrier memory has come to be seen due to durability.
実施例1〜6及び比較例1〜5に関する評価基準を以
下に示す。Evaluation criteria for Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 are shown below.
カブリ ○:ルーペで見ても背景カブリがない。Fog ○: No background fog even when viewed with a loupe.
○△:ルーペで見ると少しカブリが見えるが、目視では
見えない。○ △: Fog is slightly visible when viewed with a loupe, but is not visually observed.
△:目視でややカブリが見えるものの、実用上は差し支
えない程度である。Δ: Although fog is slightly visible, it is practically acceptable.
△×:目視で白地部に細かな斑点がはっきり見える。Δ ×: Fine spots are clearly visible on a white background.
×:目視で更に大きな斑点が見え、白地がうすく灰色に
なっている。×: Larger spots are visually observed, and the white background is slightly gray.
階調性 ○:写真の複写においても黒〜ハーフトーン〜白地まで
鮮明かつ忠実に再現されている。Gradation ○: Vivid and faithful reproduction from black to halftone to white background even in photocopying.
○△:写真の複写に関してはやや劣るものの、文字画像
は鮮明かつ忠実に再現できている。△: The character image was clearly and faithfully reproduced, although the copying of the photograph was somewhat inferior.
△:原稿チャートが忠実に再現できている。Δ: The original chart was faithfully reproduced.
△×:薄い文字の再現性が悪い。C: Poor reproducibility of thin characters.
×:文字だけでなく、太線の再現性も悪い。×: Not only characters but also reproducibility of thick lines are poor.
トナー担持体メモリー ○:発生しない。Toner carrier memory :: Does not occur.
○△:原稿チャートによってはごく弱く発生する場合あ
り。○ △: It may be very weak depending on the original chart.
△:メモリーの発生はあるものの、文字原稿だとほとん
どわからない。Δ: Despite the occurrence of memory, it is hardly noticeable for a text document.
△×:画像上ではっきりわかる。Δ ×: clearly seen on the image.
×:メモリーによって画像が乱れている。×: The image is disturbed by the memory.
[発明の効果] 本発明は、特定の粒度分布、摩擦帯電量を有する磁性
トナーである為、非対称現像バイアスを用いる現像法に
適用した場合次のような優れた効果を発揮するものであ
る。 [Effects of the Invention] Since the present invention is a magnetic toner having a specific particle size distribution and a triboelectric charge amount, it exhibits the following excellent effects when applied to a developing method using an asymmetric developing bias.
(1)耐久性に優れ、画像濃度が高く、カブリのない画
像を与える。(1) An image having excellent durability, high image density and no fog is provided.
(2)階調性に富んだ極めて高品位の画像を与える。(2) An extremely high-quality image rich in gradation is provided.
(3)低温低湿環境下においても画像濃度低下を引き起
こさない。(3) The image density does not decrease even in a low-temperature and low-humidity environment.
(4)長期連続複写によってもトナー担持体メモリーを
発生させない。(4) No toner carrier memory is generated even by long-term continuous copying.
第6〜8図は本発明に使用する現像法の交番バイアス波
形の模式図、第1,3図はその他の現像法に用いる交番バ
イアス波形の模式図、第2図はトナーの飛翔付着の模式
図、第4図は現像側バイアス(a)、逆現像側バイアス
(b)を示す交番バイアス波形の模式図、第5図は現像
装置の概略説明図、第9図は磁性トナーの体積平均粒径
とトナー担持体上の摩擦帯電量(μc/g)の値をプロッ
トしたグラフ、第10図は磁性トナーの粒度における個数
分布の8μm以下の個数%と、体積分布での16μm以上
の体積%との値をプロットしたグラフである。 第5図において、Tはトナー、T1はトナー薄層、T2はト
ナー像、Aは現像領域、αは潜像保持体とトナー担持体
の間隙、S0は交番バイアス印加手段、S1は直流バイアス
印加手段、1は潜像保持体、21はホッパ、22はトナー担
持体、23は磁気発生手段、24はドクターブレード、27は
撹拌部材である。6 to 8 are schematic diagrams of alternating bias waveforms in the developing method used in the present invention, FIGS. 1 and 3 are schematic diagrams of alternating bias waveforms used in other developing methods, and FIG. 2 is a schematic diagram of flying adhesion of toner. FIG. 4 is a schematic diagram of an alternating bias waveform showing the developing side bias (a) and the reverse developing side bias (b). FIG. 5 is a schematic explanatory view of the developing device. FIG. 9 is a volume average particle of the magnetic toner. FIG. 10 is a graph plotting the diameter and the value of the triboelectric charge amount (μc / g) on the toner carrier, and FIG. 10 shows the number% of the number distribution of the magnetic toner particle size of 8 μm or less and the volume% of the volume distribution of 16 μm or more in the volume distribution. It is the graph which plotted the value of and. In FIG. 5, T is a toner, T 1 is a thin toner layer, T 2 is a toner image, A is a development area, α is a gap between a latent image holding member and a toner holding member, S 0 is an alternating bias applying means, S 1 Is a DC bias applying means, 1 is a latent image holding member, 21 is a hopper, 22 is a toner carrier, 23 is a magnetic generating means, 24 is a doctor blade, and 27 is a stirring member.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田谷 真明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 内山 正喜 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/083──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaaki Taya 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masaki Uchiyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03G 9/083
Claims (1)
ーを表面に担持するトナー担持体とを現像部において一
定の間隙を設けて配置し、磁性トナーをトナー担持体上
に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、
トナー担持体と潜像保持体との間に直流電圧と非対称交
番電圧を印加し、直流バイアス電圧を含む交番バイアス
電圧の現像側電圧成分を、逆現像側電圧成分(はぎ取り
電圧成分)より同じかもしくは大きくし、かつ現像側電
圧の印加時間を逆現像側電圧のそれよりも小さくする現
像方法に用いられる結着樹脂及び磁性粉を少なくとも有
する磁性トナーにおいて、該磁性トナーが8μm以下の
粒径を有する磁性トナー粒子が33個数%以下含有され、
個数平均粒径が8μm〜11μmであり、16μm以上の粒
径を有する磁性トナー粒子が16体積%以下含有され、磁
性トナーの体積平均粒径が10μm〜14μmであって、磁
性トナー粒子のトナー担持体上での摩擦帯電量と磁性ト
ナーの体積平均粒径が下記一般式(1)を満たし、 かつ、粒度分布に関し該磁性トナーが下記一般式(2)
を満たすことを特徴とする磁性トナー。 1. A developing device in which a latent image holding member for holding an electrostatic image and a toner holding member for holding a magnetic toner on a surface are arranged at a predetermined gap in a developing section. It is transported to the development section with the thickness being regulated to be thinner than
A DC voltage and an asymmetrical alternating voltage are applied between the toner carrier and the latent image holding member, and the developing-side voltage component of the alternating bias voltage including the DC bias voltage is the same as the reverse developing-side voltage component (stripping voltage component). Or, in a magnetic toner having at least a binder resin and a magnetic powder used in a developing method in which the application time of the developing-side voltage is made smaller than that of the reverse developing-side voltage, the magnetic toner has a particle diameter of 8 μm or less. 33% by number or less of magnetic toner particles having
The magnetic toner particles having a number average particle diameter of 8 μm to 11 μm, containing 16% by volume or less of magnetic toner particles having a particle diameter of 16 μm or more, and having a volume average particle diameter of 10 μm to 14 μm. The triboelectric charge amount on the body and the volume average particle diameter of the magnetic toner satisfy the following general formula (1), The magnetic toner has the following general formula (2)
A magnetic toner characterized by satisfying the following.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2131348A JP2782266B2 (en) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | Magnetic toner |
Publications (2)
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