JP4886405B2 - Image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷法において、電子写真感光体、或いは静電記録誘導体等の静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、トナー及び磁性キャリアを有する補給用現像剤を用いて、静電潜像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電潜像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程と、静電潜像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording derivative in an electrophotographic, electrostatic recording, or electrostatic printing method. A developer development process for collecting toner remaining on the electrostatic latent image carrier after transfer, at the same time as forming a toner image on the electrostatic latent image carrier using a replenishment developer having The present invention relates to an image forming method including at least a transfer step of transferring a toner image on a latent image carrier to an intermediate transfer member or a transfer material.
電子写真方式では、一様に帯電した像形成体に像露光を行って潜像を形成し、潜像を現像してトナー像とした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写することが行われる。トナー像を担持した転写材が定着装置を通過することによりトナーは転写材上に定着する。潜像を現像するにあたっては、一成分又は二成分現像法が用いられるが、それらの特徴に従い現像方法は採用されるものである。二成分現像法は、高画質性、高耐久性に優れているとされている。 In the electrophotographic method, a uniformly charged image forming body is exposed to light to form a latent image, the latent image is developed into a toner image, and then the toner image is transferred to a transfer material such as recording paper. Is done. When the transfer material carrying the toner image passes through the fixing device, the toner is fixed on the transfer material. In developing a latent image, a one-component or two-component development method is used, and the development method is adopted in accordance with these characteristics. The two-component development method is said to be excellent in high image quality and high durability.
通常の二成分現像法において、現像器内のトナーは消費され、新たなトナーによって不足した分の補充が行われる。しかしながら、キャリアは持続して使用されるため、キャリアは劣化する。その結果、現像特性が悪化するので、定期的に現像器内の現像剤を交換するという作業が発生するという課題がある。この技術的課題に対し、補給トナーとキャリアを一定比率で補給し、現像性能の低下した現像器内のキャリアを徐々に新しいキャリアと交換し、これらのメンテナンス作業を不要とする現像方式の提案がなされている(例えば特許文献1参照)。 In the normal two-component development method, the toner in the developing device is consumed, and the shortage is replenished with new toner. However, since the carrier is used continuously, the carrier deteriorates. As a result, since the development characteristics deteriorate, there is a problem that an operation of periodically replacing the developer in the developing device occurs. In response to this technical problem, there has been a proposal for a development method that replenishes replenishment toner and carrier at a fixed ratio, gradually replaces the carrier in the developing unit with a lowered development performance with a new carrier, and eliminates the need for maintenance work. (See, for example, Patent Document 1).
しかし、上記特許文献1に記載の現像法では、キャリアを含んだ補給用現像剤を補給するため、現像器内の現像剤と補給用現像剤との混合性に問題が生じる。例えば、混合性が悪化した場合、現像剤の帯電量に不均一が生じ、現像特性が悪化することがある。 However, in the developing method described in Patent Document 1, since the replenishment developer containing the carrier is replenished, there is a problem in the mixing property between the developer in the developing device and the replenishment developer. For example, when the mixing property is deteriorated, the charge amount of the developer may be uneven, and the development characteristics may be deteriorated.
また、近年、ITの発達により、オフィスから家庭まで幅広い分野で、小文字、写真またはカラー原稿等のさらなる高精細画像を出力する手段が要望されている。ヘビーユーザーは、多数枚の複写またはプリントによっても画質が低下しない性能(高耐久性)を要求している。またスモールオフィスや家庭からは、高画質な画像が得られることを要求されるとともに、省スペースの観点から装置の小型化が要望されている。 In recent years, with the development of IT, there is a demand for means for outputting further high-definition images such as lowercase letters, photographs or color originals in a wide range of fields from offices to homes. Heavy users are demanding performance (high durability) that does not deteriorate image quality even when a large number of copies or prints are made. In addition, small offices and homes are required to obtain high-quality images, and there is a demand for downsizing of the apparatus from the viewpoint of space saving.
例えば、装置の小型化に関して、転写残トナーを回収して再利用するクリーナーレスシステムが広く提案されている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。その中でも、現像と同時に転写残トナーを現像装置に回収する、所謂、現像同時クリーニング方式を採用した複写機やプリンタが実用化されてきている。特に、この現像同時クリーニング方式は、クリーニングユニットを使用しないため、装置のコンパクト化や、廃トナーレス化によるエコロジー対応に関しては飛躍的な進歩が見受けられる。
For example, regarding a reduction in size of the apparatus, a cleanerless system that collects and reuses transfer residual toner has been widely proposed (see, for example,
しかしながら、このような現像同時クリーニング方式を用いる場合には、高転写性が要求され、一般には平均円形度の高いトナー(真球に近い)を用いている。このようなトナーは、現像器内の搬送部材やキャリアとの接触面積が小さいため、よりストレスを受けやすく、流動性や帯電安定性を得る目的でトナー表面に添加されている各種無機微粒子等の埋め込みが起こり、現像剤性能が劣化しやすい。 However, when such a simultaneous development cleaning method is used, high transferability is required, and generally toner having a high average circularity (close to a true sphere) is used. Since such toner has a small contact area with the conveying member and carrier in the developing device, it is more susceptible to stress, such as various inorganic fine particles added to the toner surface for the purpose of obtaining fluidity and charging stability. Embedding occurs, and developer performance tends to deteriorate.
そこで、キャリアの低比重化を行なうことにより、外添剤のトナーへの埋め込みを防止し、現像剤の長寿命化を達成する提案がされている。例えば、従来の鉄粉キャリアやフェライトキャリアなどに代わって、ポーラスなフェライトコアに5〜25質量%の樹脂を含浸させて作製した樹脂含浸フェライトキャリアが提案されている(例えば、特許文献4参照)。 Therefore, it has been proposed to lower the specific gravity of the carrier to prevent the external additive from being embedded in the toner and to extend the life of the developer. For example, a resin-impregnated ferrite carrier produced by impregnating a porous ferrite core with 5 to 25% by mass of resin instead of a conventional iron powder carrier or ferrite carrier has been proposed (see, for example, Patent Document 4). .
樹脂含浸フェライトキャリアは樹脂含有量が多く比重が小さいため、粒度分布が適切にコントロールされれば、耐久性に優れ、かつ高画質な画像を形成することができる二成分系現像剤のキャリアとなり得る。しかしながら、微粉の生成やキャリア同士の合一などによる異形の粒子が存在しやすい傾向がある。 The resin-impregnated ferrite carrier has a high resin content and a low specific gravity. Therefore, if the particle size distribution is appropriately controlled, it can be a carrier for a two-component developer that is excellent in durability and can form high-quality images. . However, there is a tendency that irregularly shaped particles due to generation of fine powder or coalescence of carriers are likely to exist.
球形でないキャリア粒子はキャリア表面のコート樹脂が剥れやすく、キャリア自身も壊れやすい。その結果、磁性体や壊れた粒子が静電潜像担持体表面に付着し、静電潜像担持体上にキズや磨耗を生じてしまい、画像濃度低下など長期に渡って良好な画像が得られなくなる場合がある。さらに現像同時クリーニング方式においては、静電潜像担持体表面の転写残トナー回収の妨げとなったり、トナー付着(フィルミング)発生の原因になる場合がある。 Carrier particles that are not spherical are easy to peel off the coating resin on the carrier surface, and the carrier itself is fragile. As a result, the magnetic material and broken particles adhere to the surface of the electrostatic latent image carrier, causing scratches and abrasion on the electrostatic latent image carrier, and obtaining a good image over a long period of time, such as a reduction in image density. It may not be possible. Further, in the simultaneous development cleaning method, there are cases where the residual toner on the surface of the latent electrostatic image bearing member is prevented from being collected or toner adhesion (filming) occurs.
本発明は、本体の小型化や簡素化にも対応可能で、常に安定した画像を得ることができ、耐久時においても高画質な画像形成が可能となる画像形成方法を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming method that can cope with downsizing and simplification of a main body, can always obtain a stable image, and can form a high-quality image even during durability. To do.
本発明の目的は、以下により達成される。
(1)静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電した静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を収容する現像器を用いて前記静電潜像を現像して、静電潜像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電潜像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程と、静電潜像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材に転写する転写工程とを少なくとも有する画像形成方法において、
該現像器へは、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器からは過剰になった磁性キャリアが排出され、
該トナー及び補給用トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、該結着樹脂がポリエステルユニットを有する樹脂であり、
該トナー及び補給用トナーの円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.950〜0.990であり、
該磁性キャリア及び補給用磁性キャリアは、少なくともキャリアコア材及び樹脂成分を有し、該キャリアコア材がポーラス形状であるフェライトであり、該磁性キャリア及び補給用磁性キャリアの真比重が2.5〜4.2g/cm3、
であることを特徴とする画像形成方法。
(2)該トナー及び補給用トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、およびワックスを含み、該トナー及び補給用トナーが少なくとも熱処理による表面改質がなされたトナーであることを特徴とする(1)に記載の画像形成方法。
(3)該トナー及び補給用トナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤、およびワックスを含むトナー組成物を有機溶媒中に溶解または分散させて、調整した混合溶液を、水系媒体中にて懸濁造粒し、該有機溶媒を除去して得られたトナーであることを特徴とする(1)に記載の画像形成方法。
(4)該補給用現像材は補給用磁性キャリア1質量部に対して補給用トナーを2〜50質量部の質量比で含有してなることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一つに記載の画像形成方法。
The object of the present invention is achieved by the following.
(1) a charging step for charging the electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming step for forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier, and a two-component containing toner and magnetic carrier The electrostatic latent image is developed using a developing unit containing a developer to form a toner image on the electrostatic latent image carrier, and at the same time, the toner remaining on the electrostatic latent image carrier after transfer In an image forming method having at least a development simultaneous recovery step for recovering the toner image and a transfer step for transferring the toner image on the electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer member or a transfer material,
The developer is replenished with a replenishment developer containing at least replenishment toner and a replenishment magnetic carrier, and excess magnetic carrier is discharged from the developer.
The toner and the replenishing toner contain at least a binder resin and a colorant, and the binder resin is a resin having a polyester unit;
The average circularity of particles having an equivalent circle diameter of 2 μm or more of the toner and the replenishing toner is 0.950 to 0.990,
The magnetic carrier and the supplementary magnetic carrier have at least a carrier core material and a resin component, the carrier core material is a ferrite having a porous shape, and the true specific gravity of the magnetic carrier and the supplementary magnetic carrier is 2.5 to 4.2 g / cm 3 ,
An image forming method characterized by that.
(2) The toner and the replenishing toner include at least a binder resin, a colorant, and a wax, and the toner and the replenishing toner are toners that are at least surface-modified by heat treatment (1) ) Image forming method.
(3) The toner and the replenishing toner are prepared by dissolving or dispersing a toner composition containing at least a binder resin, a colorant, and a wax in an organic solvent, and suspending the prepared mixed solution in an aqueous medium. The image forming method according to (1), wherein the toner is obtained by granulating and removing the organic solvent.
(4) Any one of (1) to (3) , wherein the replenishment developer contains replenishment toner in a mass ratio of 2 to 50 parts by mass with respect to 1 part by mass of the replenishment magnetic carrier. The image forming method according to claim 1.
本発明により、本体の小型化や簡素化にも対応可能で、常に安定した画像を得ることができ、耐久時においても高画質な画像形成が可能となる画像形成方法を提供することができる。具体的には、長期にわたり、静電画像担持体へのトナー付着(フィルミング)の発生がなく、トナーの帯電性の変動や転写効率の低下が少なく、ドット再現性も良好で、カブリの少ない画像を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming method that can cope with downsizing and simplification of the main body, can always obtain a stable image, and can form a high-quality image even during durability. Specifically, toner adhesion (filming) does not occur on the electrostatic image bearing member over a long period of time, toner chargeability fluctuations and transfer efficiency decrease are small, dot reproducibility is good, and fog is small. An image can be obtained.
本発明における課題を解決するために、発明者らは鋭意検討した結果、
静電潜像担持体を帯電する帯電工程と、帯電した静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を収容する現像器を用いて前記静電潜像を現像して、静電潜像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電潜像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程と、静電潜像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材に転写する転写工程とを少なくとも有する画像形成方法において、
該現像器へは、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器からは過剰になったキャリアが排出され、
該トナー及び補給用トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、該結着樹脂がポリエステルユニットを有する樹脂であり、
該トナー及び補給用トナーの円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.950〜0.990であり、
該磁性キャリア及び補給用磁性キャリアは、少なくともキャリアコア材及び樹脂成分を有し、該磁性キャリア及び補給用キャリアの真比重が2.5〜4.2g/cm3、
であることを満たすことが、長期にわたり安定した高画質な画像を出力することができることを見出した。以下にその詳細を説明する。
In order to solve the problems in the present invention, the inventors have intensively studied,
A two-component developer containing a charging step for charging an electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming step for forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier, and a toner and a magnetic carrier The electrostatic latent image is developed using a developing unit that accommodates toner to form a toner image on the electrostatic latent image carrier, and at the same time, the toner remaining on the electrostatic latent image carrier after transfer is recovered. In an image forming method comprising at least a development simultaneous recovery step and a transfer step of transferring a toner image on an electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer member or a transfer material,
The developer is replenished with a replenishment developer containing at least replenishment toner and a replenishment magnetic carrier, and excess carrier is discharged from the developer.
The toner and the replenishing toner contain at least a binder resin and a colorant, and the binder resin is a resin having a polyester unit;
The average circularity of particles having an equivalent circle diameter of 2 μm or more of the toner and the replenishing toner is 0.950 to 0.990,
The magnetic carrier and the replenishment magnetic carrier have at least a carrier core material and a resin component, and the true specific gravity of the magnetic carrier and the replenishment carrier is 2.5 to 4.2 g / cm 3 ,
It has been found that satisfying the above can output a stable and high-quality image over a long period of time. Details will be described below.
本発明において、前記現像器は、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器からは過剰になったキャリアが排出されることを特徴とする。 In the present invention, the developing device is replenished with a replenishing developer containing at least a replenishing toner and a replenishing magnetic carrier, and excess carrier is discharged from the developing device.
このことにより、現像器内に補給用トナーと補給用磁性キャリアを補給し、過剰になったトナーと劣化した磁性キャリアを必要に応じて少なくとも現像器から排出することができ、現像器内の現像剤の性能を長期間に渡り、維持することが可能になった。さらに、現像器内で受けたストレスによって発生する、静電潜像担持体表面へ付着しやすい劣化した磁性キャリアや、流動性や転写性が低下したトナーを排出できるので、静電荷潜像担持体の傷や磨耗の発生が抑えられ、帯電部材等への付着や汚染が軽減し、現像時における転写残トナーの回収率を高めることが可能となった。 As a result, the replenishment toner and the replenishment magnetic carrier can be replenished in the developing device, and the excess toner and the deteriorated magnetic carrier can be discharged from the developing device at least as necessary. It has become possible to maintain the performance of the agent over a long period of time. Furthermore, it is possible to discharge a deteriorated magnetic carrier that easily adheres to the surface of the electrostatic latent image carrier generated by the stress received in the developing device or a toner with reduced fluidity and transferability, so that the electrostatic latent image carrier The occurrence of scratches and wear on the charging member is suppressed, the adhesion and contamination to the charging member and the like are reduced, and the recovery rate of the transfer residual toner during development can be increased.
本発明の補給用現像剤は、補給用磁性キャリア1質量部に対して補給用トナーを2〜50質量部の質量比で含有していることが好ましく、より好ましくは3〜30質量部、さらに好ましくは4〜20質量部の質量比で含有していることである。この範囲で用いること
により、長期にわたり、安定した現像剤の性能を維持することでき、トナーフィルミングも発生せず、トナーの帯電性の変動が少なく、カブリの少ない画像を得ることができる。
The replenishment developer of the present invention preferably contains 2 to 50 parts by mass of replenishment toner with respect to 1 part by mass of the magnetic carrier for replenishment, more preferably 3 to 30 parts by mass, Preferably, it is contained in a mass ratio of 4 to 20 parts by mass. By using in this range, stable developer performance can be maintained over a long period of time, toner filming does not occur, toner chargeability variation is small, and an image with less fog can be obtained.
補給用トナーの質量比が2質量部未満の場合、補給用トナーの量が相対的に少なくなり、現像器内のトナーの帯電量が不均一になりやすい。50質量部を超える場合には、補給用磁性キャリアの補給効果が出難く、現像剤の性能が低下しやすくなる。 When the mass ratio of the replenishment toner is less than 2 parts by mass, the amount of the replenishment toner is relatively small, and the charge amount of the toner in the developing device tends to be uneven. When the amount exceeds 50 parts by mass, the replenishment effect of the replenishment magnetic carrier is difficult to occur, and the performance of the developer tends to be lowered.
本発明者らは、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器からは過剰になったキャリアが排出される現像器を、
本発明の、静電潜像担持体上にトナー像を形成すると同時に、転写後の静電潜像担持体上に残留するトナーを回収する現像同時回収工程、所謂、クリーナーレス現像方式を有する画像形成方法に用いることにより、現像同時回収工程における転写残トナーの回収性が、従来に比べ格段に向上し、且つ現像器内の現像剤の性能が長期間に渡って維持され、特に画像のガサツキが少なくドット再現性に優れていることを見出した。
The present inventors provide a developing device in which a replenishing developer containing at least a replenishing toner and a replenishing magnetic carrier is replenished, and excess carrier is discharged from the developing device.
An image having a so-called cleaner-less developing method, which simultaneously forms a toner image on an electrostatic latent image carrier of the present invention and simultaneously collects toner remaining on the electrostatic latent image carrier after transfer. By using it in the forming method, the recoverability of the transfer residual toner in the simultaneous development recovery process is remarkably improved as compared with the conventional method, and the performance of the developer in the developing device is maintained for a long period of time. And found that dot reproducibility is excellent.
これは下記に述べるメカニズムによって、現像器内にあるトナーの帯電分布が長期間の使用においても常に一定、且つ、シャープに保たれ、その結果、前記効果が達成されると推測される。
一般に二成分系現像剤を長期間使用すると、磁性キャリア表面には、表面積が大きく、キャリアとの接触回数も多い、高帯電となりやすい、粒径の小さなトナーが、付着していく。このような粒径の小さなトナーは、ファンデルワールス力や鏡映力も大きいため、一旦キャリアに付着してしまうとキャリアから離れ難く、キャリアは効率的な帯電付与ができない劣化キャリアとなる。表面が汚染された劣化キャリアを含む現像剤は、その流動性も悪化するため、トナーは十分帯電することができず、所望の帯電量よりも低いトナーが発生する。その結果、トナー全体の帯電分布はブロードになってしまう。
This is presumed that the charge distribution of the toner in the developing device is always kept constant and sharp even when used for a long period of time by the mechanism described below, and as a result, the above effect is achieved.
In general, when a two-component developer is used for a long period of time, a toner having a large surface area, a large number of contacts with the carrier, a high charge, and a small particle diameter adhere to the surface of the magnetic carrier. Such a toner having a small particle size has a large van der Waals force and a reflection force. Therefore, once attached to the carrier, it is difficult to separate from the carrier, and the carrier becomes a deteriorated carrier that cannot be efficiently charged. Since the developer containing the deteriorated carrier whose surface is contaminated also deteriorates in fluidity, the toner cannot be sufficiently charged, and toner lower than the desired charge amount is generated. As a result, the charge distribution of the entire toner becomes broad.
例えば、トナーの消費量が少ない画像を大量に出力した場合には、トナー劣化が進みやすく、キャリア表面への汚染も悪化しやすい。また、トナー消費量が多い画像を出力する場合には、短時間の間に大量のトナーが供給され、劣化キャリアの比率が高くなった現像剤中では、トナーは十分な帯電量を得られず、帯電分布はブロードな状態になりやすい。 For example, when a large amount of images with a small amount of toner consumption is output, toner deterioration tends to proceed and contamination on the carrier surface tends to worsen. In addition, when outputting an image with a large amount of toner consumption, a large amount of toner is supplied in a short period of time, and the toner cannot obtain a sufficient charge amount in a developer having a high ratio of deteriorated carriers. The charge distribution tends to be in a broad state.
現像剤中のトナー帯電分布がブロードである場合は、現像工程において現像性の悪化や、カブリが発生しやすくなるだけでなく、転写工程において転写均一性や、転写効率が低下し、良好なドット再現が得られ難い。さらに、静電荷潜像担持体上から転写されない、転写残トナーの帯電分布もブロードになる。クリーニング機構を有するシステムであれば、このような帯電がブロードなトナーは、廃トナーとして除去されていく。 When the toner charge distribution in the developer is broad, not only developability deteriorates and fog is likely to occur in the development process, but transfer uniformity and transfer efficiency decrease in the transfer process, resulting in good dots. It is difficult to reproduce. Further, the charge distribution of the transfer residual toner that is not transferred from the electrostatic charge latent image carrier also becomes broad. In a system having a cleaning mechanism, such broadly charged toner is removed as waste toner.
一方、本発明のクリーナーレス現像方式においては、転写残トナーの回収率を向上させるために、バイアス印加等により転写残トナーの帯電極性を均一化することが好ましいが、転写残トナーの帯電分布がブロードである場合、バイアス印加しても帯電極性の均一化が十分にできない場合がある。そのため、転写残トナーの回収が不十分となり、フィルミングや、静電荷潜像担持体の帯電不良が発生し、高品質な画像が得られない。 On the other hand, in the cleanerless development system of the present invention, in order to improve the recovery rate of the transfer residual toner, it is preferable to make the charge polarity of the transfer residual toner uniform by applying a bias or the like. If it is broad, the charge polarity may not be sufficiently uniform even when a bias is applied. As a result, the transfer residual toner is not sufficiently collected, filming and electrostatic charge latent image carrier charge failure occur, and a high quality image cannot be obtained.
そこで本発明の、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器内部で過剰になったキャリアが排出される現像器を用いると、劣化キャリアは、表面に付着した帯電量の高すぎるトナーとともに排出される。一方、常にフレッシュな磁性キャリアを含む現像剤(補給用現像剤)が供給されるため、補給用キャリアがトナーに対して効率的に帯電付与することができ、カブリの原因である帯電量の低いトナーの発生を抑制できる。これにより、長期間の使用においても、トナーの帯電分布は常に一定、且つ、シャープであり続けることができる。その結果、カブリの発生が
少なく、転写均一性や転写効率に優れ、また、現像同時回収工程における転写残トナーの回収性が、従来に比べ格段に向上し、且つ長期間に渡って現像器内の現像剤の性能が維持されるに至る。
Therefore, when the developing device of the present invention is used in which a replenishing developer containing at least a replenishing toner and a replenishing magnetic carrier is replenished and excess carrier is discharged inside the developing device, the deteriorated carrier is The toner is discharged together with the toner having a too high charge amount attached to the surface. On the other hand, since a developer (replenishment developer) containing a fresh magnetic carrier is always supplied, the replenishment carrier can efficiently charge the toner, and the amount of charge that causes fogging is low. Generation of toner can be suppressed. As a result, the toner charge distribution can always be constant and sharp even during long-term use. As a result, the occurrence of fog is small, transfer uniformity and transfer efficiency are excellent, and transferability of transfer residual toner in the development simultaneous recovery process is remarkably improved compared to the conventional one, and in the developing unit for a long period of time. The performance of the developer is maintained.
本発明に用いられるトナー及び補給用トナーは同物質であり、以後、トナー及び補給用トナーを総称してトナーという。
本発明に用いられる、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、該結着樹脂がポリエステルユニットを有する樹脂であることを特徴とする。
The toner and the replenishing toner used in the present invention are the same substance, and hereinafter, the toner and the replenishing toner are collectively referred to as toner.
The present invention is characterized in that it contains at least a binder resin and a colorant, and the binder resin is a resin having a polyester unit.
本発明においては、少なくともトナーと磁性キャリアを含有する補給用現像剤を現像器に補給しながら現像し、且つその補給により現像器内部で過剰になった磁性キャリアを少なくとも現像器から排出している。補給用現像剤は、予め、トナーと磁性キャリアを混合・帯電させた状態であるが、現像器内にある現像剤の持つ帯電性や流動性と、補給用現像剤のそれとの差があり、補給時の現像器内では現像剤の帯電性や流動性が不均一な状態になる。その結果、画像に濃度ムラが生じたり、カブリが発生するだけでなく、過剰になって排出される磁性キャリア及びトナーの比率や量も不安定となってしまう。 In the present invention, development is performed while supplying a replenishment developer containing at least toner and a magnetic carrier to the developing device, and the magnetic carrier that has become excessive inside the developing device due to the replenishment is discharged from at least the developing device. . The replenishment developer is a state in which the toner and the magnetic carrier are mixed and charged in advance, but there is a difference between the chargeability and fluidity of the developer in the developing device and that of the replenishment developer, In the developing device at the time of replenishment, the chargeability and fluidity of the developer are in a non-uniform state. As a result, not only density unevenness occurs in the image and fogging occurs, but also the ratio and amount of the magnetic carrier and toner discharged excessively become unstable.
一般にポリエステル系樹脂を用いたトナーは、トナー(樹脂)表面に存在する帯電可能な官能基の数が、スチレン−アクリル系など他の樹脂を用いたトナーに比べて多くなっている。そのため、ポリエステル系樹脂を用いたトナーは、帯電の立ち上がり性に優れ、均一な帯電分布となるため、前記トナーを用いた補給用現像剤は、補給後すぐに現像器内で攪拌されることにより、帯電性と流動性が均一な現像剤となると考えられる。 In general, a toner using a polyester-based resin has a larger number of chargeable functional groups present on the surface of the toner (resin) than a toner using another resin such as a styrene-acrylic resin. For this reason, a toner using a polyester resin is excellent in charge rising property and has a uniform charge distribution. Therefore, the replenishment developer using the toner is stirred in the developing device immediately after replenishment. Therefore, it is considered that the developer has uniform chargeability and fluidity.
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、(a)ポリエステル樹脂、又は(b)ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂、又は(c)ハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物、又は(d)ポリエステル樹脂とビニル系重合体との混合物、及びもしくは(e)ハイブリッド樹脂とポリエステル樹脂との混合物、及び(f)ポリエステル樹脂とハイブリッド樹脂とビニル系重合体との混合物のいずれかから選択される樹脂である。 As the binder resin of the toner used in the present invention, (a) a polyester resin, or (b) a hybrid resin having a polyester unit and a vinyl polymer unit, or (c) a hybrid resin and a vinyl polymer. Or (d) a mixture of a polyester resin and a vinyl polymer, and / or (e) a mixture of a hybrid resin and a polyester resin, and (f) a mixture of a polyester resin, a hybrid resin, and a vinyl polymer. It is resin selected from any one of these.
なお、本発明において「ポリエステルユニット」とはポリエステルに由来する部分を示し、「ビニル系重合体ユニット」とはビニル系重合体に由来する部分を示す。ポリエステルユニットを構成するポリエステル系モノマーとしては、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分である。ビニル系重合体ユニットを構成するビニル系モノマーとしては、ビニル基を有するモノマー成分である。モノマー中に多価カルボン酸成分とビニル基を有するモノマー、または多価アルコール成分とビニル基を有するモノマーについては「ポリエステルユニット」成分として定義する。 In the present invention, “polyester unit” refers to a portion derived from polyester, and “vinyl polymer unit” refers to a portion derived from a vinyl polymer. Polyester monomers constituting the polyester unit include a polyvalent carboxylic acid component and a polyhydric alcohol component. The vinyl monomer constituting the vinyl polymer unit is a monomer component having a vinyl group. A monomer having a polyvalent carboxylic acid component and a vinyl group in the monomer, or a monomer having a polyhydric alcohol component and a vinyl group is defined as a “polyester unit” component.
結着樹脂としてポリエステル系の樹脂を用いる場合は、アルコールとカルボン酸、もしくはカルボン酸無水物、カルボン酸エステル等が原料モノマーとして使用できる。
具体的には、例えば2価アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、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−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
When a polyester resin is used as the binder resin, alcohol and carboxylic acid, carboxylic acid anhydride, carboxylic acid ester, or the like can be used as a raw material monomer.
Specifically, for example, as the dihydric alcohol component, polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3.3) -2,2-bis ( 4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2.0) -polyoxyethylene (2.0) -2,2 -Alkylene oxide adducts of bisphenol A such as bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1, 2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, Opentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, bisphenol A And hydrogenated bisphenol A.
3価以上の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−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。 Examples of the trivalent or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, etc. Can be mentioned.
酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換された琥珀酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;が挙げられる。 Examples of the acid component include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid or anhydrides thereof; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid and azelaic acid or anhydrides thereof; Succinic acid substituted with an alkyl group or an anhydride thereof; unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid and citraconic acid or anhydrides thereof;
それらの中でも、特に、下記一般式(1)で代表されるビスフェノール誘導体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が、カラートナーとして、良好な帯電特性を有するので好ましい。 Among these, in particular, a bisphenol derivative represented by the following general formula (1) is used as a diol component, and a carboxylic acid component (for example, fumaric acid) composed of a divalent or higher carboxylic acid or an acid anhydride thereof or a lower alkyl ester thereof. A polyester resin obtained by polycondensation using acid, maleic acid, maleic anhydride, phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc.) as an acid component is preferable because it has good charging characteristics as a color toner. .
また、非線形状ポリエステル樹脂を形成するための三価以上の多価カルボン酸成分としては、例えば、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、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸および、これらの無水物やエステル化合物が挙げられる。三価以上の多価カルボン酸成分の使用量は、全モノマー基準で0.1〜1.9mol%が好ましい。 Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component for forming the non-linear polyester resin include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4, and the like. -Naphthalene tricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalene tricarboxylic acid, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid, and anhydrides and ester compounds thereof. The amount of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component is preferably 0.1 to 1.9 mol% based on the total monomer.
さらに結着樹脂として、ポリエステルユニットとビニル系重合体ユニットを有しているハイブリッド樹脂を用いる場合、さらに良好な離型剤分散性と、低温定着性、耐オフセット性の向上が期待できる。
本発明に用いられる「ハイブリッド樹脂」とは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットが化学的に結合された樹脂を意味する。具体的には、ポリエステルユニットと(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーを重合したビニル系重合体ユニットとがエステル交換反応によって形成されるものであり、好ましくはビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体(あるいはブロック共重合体)を形成するものである。
Further, when a hybrid resin having a polyester unit and a vinyl polymer unit is used as the binder resin, further improved release agent dispersibility, low-temperature fixability, and offset resistance can be expected.
The “hybrid resin” used in the present invention means a resin in which a vinyl polymer unit and a polyester unit are chemically bonded. Specifically, a polyester unit and a vinyl polymer unit obtained by polymerizing a monomer having a carboxylic acid ester group such as (meth) acrylic acid ester are formed by a transesterification reaction, preferably a vinyl polymer. Is used to form a graft copolymer (or block copolymer) having a backbone polymer and a polyester unit as a branch polymer.
ビニル系重合体を生成するためのビニル系モノマーとしては、次のようなものが挙げられる。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、α−
メチルスチレン、p−フェニルスチレン、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、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;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の如き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、アクリル酸プロピル、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の如き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の如きビニルエーテル類;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の如きビニルケトン類;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−ビニルピロリドンの如き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、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
The following are mentioned as a vinyl-type monomer for producing | generating a vinyl-type polymer. Styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-
Methyl styrene, p-phenyl styrene, p-ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, p- n-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitro Styrene such as styrene and its derivatives; styrene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; halogens such as vinyl chloride, vinyldenide, vinyl bromide and vinyl fluoride Vinyl chlorides; vinyl acetate, vinyl propionate, benzoe Vinyl esters such as vinyl; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, methacryl Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as phenyl acid, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, acrylic acid acrylic esters such as n-octyl, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate; Vinyl ethers such as ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone N-vinyl compounds such as: vinyl naphthalenes; acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide.
さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。 In addition, unsaturated dibasic acids such as maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, alkenyl succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, alkenyl succinic anhydride, etc. Unsaturated dibasic acid anhydride; maleic acid methyl half ester, maleic acid ethyl half ester, maleic acid butyl half ester, citraconic acid methyl half ester, citraconic acid ethyl half ester, citraconic acid butyl half ester, itaconic acid methyl half ester, Alkenyl succinic acid half ester, fumaric acid methyl half ester, mesaconic acid methyl half ester unsaturated dibasic acid half ester; dimethylmaleic acid, dimethyl fumaric acid unsaturated dibasic acid ester; acrylic acid, meta Α, β-unsaturated acids such as rillic acid, crotonic acid and cinnamic acid; α, β-unsaturated acid anhydrides such as crotonic acid anhydride and cinnamic acid anhydride, the α, β-unsaturated acid and lower fatty acids And monomers having a carboxyl group such as alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof.
さらに、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。 Further, acrylic acid or methacrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate; 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) styrene, 4- (1-hydroxy-1) -Methylhexyl) Monomers having a hydroxy group such as styrene.
本発明のトナーにおいて、結着樹脂のビニル系重合体ユニットは、ビニル基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。
この場合に用いられる架橋剤は、芳香族ジビニル化合物としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;エー
テル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられる。
In the toner of the present invention, the vinyl polymer unit of the binder resin may have a crosslinked structure crosslinked with a crosslinking agent having two or more vinyl groups.
Examples of the cross-linking agent used in this case include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain include ethylene glycol diacrylate and 1,3. -Butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6 hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing acrylates of the above compounds with methacrylate Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain containing an ether bond include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, Examples include liethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and acrylates of the above compounds replaced by methacrylate; diacrylates linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Examples of the compounds include polyoxyethylene (2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate and polyoxyethylene (4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate. And those obtained by replacing acrylates of the above compounds with methacrylates.
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。 As polyfunctional cross-linking agents, pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate and acrylates of the above compounds are replaced by methacrylate; triallylcia Examples include nurate and triallyl trimellitate.
本発明ではビニル系重合体成分及び/又はポリエステル樹脂成分中に、両樹脂成分と反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。 In the present invention, it is preferable that a monomer component capable of reacting with both resin components is contained in the vinyl polymer component and / or the polyester resin component. Examples of the monomer constituting the polyester resin component that can react with the vinyl polymer include unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof. Among the monomers constituting the vinyl polymer component, those capable of reacting with the polyester resin component include those having a carboxyl group or a hydroxy group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
ビニル系重合体とポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、先に挙げたビニル系重合体及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好ましい。 As a method of obtaining a reaction product of a vinyl polymer and a polyester resin, either a polymer containing a monomer component capable of reacting with each of the vinyl polymer and the polyester resin listed above is present, or either A method obtained by polymerizing both resins is preferred.
本発明のビニル系重合体を製造する場合に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トルオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノ
エイト、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート,ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる。
Examples of the polymerization initiator used for producing the vinyl polymer of the present invention include 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethyl). Valeronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1, 1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2- (carbamoylazo) -isobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo-2,4-dimethyl- 4-methoxyvaleronitrile, 2,2'-azobis (2-methyl-propane), methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, cyclohexanone Ketone peroxides such as oxide, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, di -T-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, di-cumyl peroxide, α, α'-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, Lauroyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-toluoyl peroxide, di-isopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-pro Ruperoxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxycarbonate, di-methoxyisopropyl peroxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, t-butylperoxy Acetate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxyisopropyl carbonate, di-t-butylperoxyisophthalate, t-butylperoxyallyl carbonate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, di-t-butylperoxyhexahydro Terephthalate, di -t- butyl peroxy azelate and the like.
本発明のトナーに用いられるハイブリッド樹脂を調製するための製造方法としては、例えば、以下の(1)〜(6)に示す製造方法を挙げることができる。 Examples of the production method for preparing the hybrid resin used in the toner of the present invention include the production methods shown in the following (1) to (6).
(1)ビニル系重合体、ポリエステル樹脂及びハイブリッド樹脂成分をそれぞれ製造後にブレンドして得る方法である。ブレンドは有機溶剤(例えば、キシレン)に溶解・膨潤した後に有機溶剤を留去して製造される。尚、ハイブリッド樹脂成分は、ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行なって合成されるエステル化合物を用いることができる。 (1) A method in which a vinyl polymer, a polyester resin, and a hybrid resin component are blended after production. The blend is produced by dissolving and swelling in an organic solvent (for example, xylene) and then distilling off the organic solvent. The hybrid resin component is synthesized by separately producing a vinyl polymer and a polyester resin, dissolving and swelling in a small amount of an organic solvent, adding an esterification catalyst and an alcohol, and performing a transesterification reaction by heating. The ester compound used can be used.
(2)ビニル系重合体ユニット製造後に、これの存在下にポリエステルユニット成分及び/またはハイブリッド樹脂成分を反応させて、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法である。ハイブリッド樹脂成分はビニル系重合体ユニット(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)及び/またはポリエステルとの反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。 (2) A method of obtaining a hybrid resin having a vinyl polymer unit and a polyester unit by reacting a polyester unit component and / or a hybrid resin component in the presence of the vinyl polymer unit after the production thereof. The hybrid resin component is produced by a reaction between a vinyl polymer unit (a vinyl monomer can be added if necessary) and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) and / or polyester. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(3)ポリエステルユニット製造後に、これの存在下にビニル系重合体ユニット成分及び/またはハイブリッド樹脂成分を反応させて、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を得る方法である。ハイブリッド樹脂成分はポリエステルユニット(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマー及び/またはビニル系重合体ユニットとの反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。 (3) A method of obtaining a hybrid resin having a vinyl polymer unit and a polyester unit by reacting a vinyl polymer unit component and / or a hybrid resin component in the presence of the polyester unit after the production of the polyester unit. The hybrid resin component is produced by a reaction between a polyester unit (a polyester monomer can be added if necessary) and a vinyl monomer and / or vinyl polymer unit. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(4)ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニット製造後に、これらの重合体ユニット存在下にビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加し、反応させることによりビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂を製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。 (4) After the production of the vinyl polymer unit and the polyester unit, the vinyl polymer unit and the polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) are added and reacted in the presence of these polymer units, A hybrid resin having a polyester unit is manufactured. Also in this case, an organic solvent can be appropriately used.
(5)ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂成分を製造後、ビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加して付加重合及び/又は縮重合反応を行うことによりビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂が製造される。この場合、ハイブリッド樹脂成分は上記(2)〜(4)の製造方法により製造されるものを使用することもでき、必要に応じて公知の製造方法により製造されたものを使用することもできる。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。 (5) After producing a hybrid resin component having a vinyl polymer unit and a polyester unit, by adding a vinyl monomer and / or a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) and performing an addition polymerization and / or a condensation polymerization reaction. A hybrid resin having a vinyl polymer unit and a polyester unit is produced. In this case, as the hybrid resin component, those produced by the production methods (2) to (4) can be used, and those produced by a known production method can be used as necessary. Furthermore, an organic solvent can be used as appropriate.
(6)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重合体ユニットと、ポリエステルユニットを有するハイブリッド樹脂が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。 (6) A hybrid resin having a vinyl polymer unit and a polyester unit is produced by mixing a vinyl monomer and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid, etc.) and continuously performing an addition polymerization and a condensation polymerization reaction. . Furthermore, an organic solvent can be used as appropriate.
上記(1)〜(6)の製造方法において、分子量、架橋度が異なる種々のビニル系重合
体ユニット及び/又はポリエステルユニットを用いてハイブリッド樹脂を製造してもよい。
In the production methods (1) to (6) above, a hybrid resin may be produced using various vinyl polymer units and / or polyester units having different molecular weights and cross-linking degrees.
本発明のトナーに含有される着色剤としては公知の顔料または染料を用いることができ、特に限定されないが、顔料の種類としては例えば次の様なものが挙げられる。
マゼンタ色に好適な着色剤としては、顔料或いは染料を用いることができる。具体的には、マゼンタトナー用着色顔料としては、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、48;2、48;3、48;4、49、50、51、52、53、54、55、57、57;1、58、60、63、64、68、81、81;1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254等、C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35等が挙げられ、マゼンタ用染料としては、C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、52、58、63、81、82、83、84、100、109、111、121、122等、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27等、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40等、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28等の塩基性染料等が挙げられ、かかる顔料を単独で使用しても構わないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましく、これらのもの単独或いは2以上のものを併用して用いる。
A known pigment or dye can be used as the colorant contained in the toner of the present invention, and is not particularly limited. Examples of the pigment include the following.
As a colorant suitable for magenta, a pigment or a dye can be used. Specifically, examples of the color pigment for magenta toner include C.I. I.
その他の着色顔料として、シアン色に好適な着色剤としては、顔料或いは染料を用いることができる。具体的には、顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15;1、15;2、15;3、15;4、16、17、60、62、66等、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45等が挙げられ、染料としては、C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93、95等が挙げられ、これらのもの単独或いは2以上のものを併用して用いる。 As other color pigments, pigments or dyes can be used as colorants suitable for cyan. Specifically, examples of the pigment include C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15; 1, 15; 2, 15; 3, 15; 4, 16, 17, 60, 62, 66, etc., C.I. I. Bat Blue 6, C.I. I. Acid Blue 45 and the like, and examples of the dye include C.I. I. Solvent Blue 25, 36, 60, 70, 93, 95 etc. are mentioned, These are used alone or in combination of two or more.
イエロー色に好適な着色剤としては、顔料或いは染料を用いることができ、具体的には、顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、17、23、62、65、73、74、81、83、93、94、95、97、98、109、110、111、117、120、127、128、129、137、138、139、147、151、154、167、168、173、174、176、180、181、183、191、C.I.バットイエロー1、3、20等が挙げられ、染料としては、C.I.ソルベントイエロー19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162等が挙げられ、これらのもの単独或いは2以上のものを併用して用いる。
As the colorant suitable for the yellow color, a pigment or a dye can be used. Specifically, examples of the pigment include C.I. I.
黒色着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラックが用いられ、マグネタイト、フェライト等の酸化鉄、または、上記に示すイエロー/マゼンタ/シアン/黒色着色剤を用いて黒色に調色されたものが利用できる。 As the black colorant, for example, carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black is used, and iron oxide such as magnetite and ferrite, or yellow / magenta / cyan / black as shown above. The thing adjusted to black using the coloring agent can be utilized.
また、本発明に使用されるトナーにおいて、本発明の結着樹脂に予め、着色剤を混合し、マスターバッチ化させたものを用いることが好ましい。そして、この着色剤マスターバ
ッチとその他の原材料(結着樹脂及びワックス等)を溶融混練させることにより、トナー中に着色剤を良好に分散させることが出来る。
In the toner used in the present invention, it is preferable to use a toner obtained by mixing a colorant in advance with the binder resin of the present invention to form a master batch. Then, the colorant can be favorably dispersed in the toner by melt-kneading the colorant master batch and other raw materials (binder resin, wax, etc.).
本発明に使用可能な樹脂を用いて着色剤をマスターバッチ化させる場合、多量の着色剤を用いた場合においても着色剤の分散性は悪化しない。また、トナー粒子中における分散性は良化し、混色性や透明性等の色再現性に優れトナーとなる。また、転写材上でのカバーリングパワーが大きいトナーを得ることが出来る。また、着色剤の分散性が良化することにより、トナー帯電性の耐久安定性が優れ、高画質を維持した画像を得ることが出来る。 When a colorant is masterbatched using a resin that can be used in the present invention, the dispersibility of the colorant does not deteriorate even when a large amount of colorant is used. Further, the dispersibility in the toner particles is improved, and the toner is excellent in color reproducibility such as color mixing and transparency. Further, a toner having a large covering power on the transfer material can be obtained. Further, by improving the dispersibility of the colorant, it is possible to obtain an image with excellent durability stability of toner chargeability and maintaining high image quality.
尚、着色剤の使用量は結着樹脂100質量部に対して0.1〜60質量部であることが好ましく、0.5〜50質量部であることがより好ましい。 In addition, it is preferable that the usage-amount of a coloring agent is 0.1-60 mass parts with respect to 100 mass parts of binder resin, and it is more preferable that it is 0.5-50 mass parts.
本発明のトナーには、その他成分として、ワックスなどの離型剤を添加することが好ましい。次に本発明に用いることができる離型剤について説明する。
本発明に用いることのできる離型剤の一例としては、次のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;または、それらのブロック共重合物;カルナバワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類などの、飽和直鎖脂肪酸類;ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類;ステアリンアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの、不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
It is preferable to add a release agent such as wax as the other component to the toner of the present invention. Next, the release agent that can be used in the present invention will be described.
Examples of the release agent that can be used in the present invention include the following. Aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, polyolefin copolymers, polyolefin wax, microcrystalline wax, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax; oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax; Alternatively, block copolymers thereof; waxes mainly composed of fatty acid esters such as carnauba wax, behenyl behenate, and montanic acid ester wax; partially or entirely deoxidized fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax. Things. Further, saturated linear fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or long-chain alkyl carboxylic acids having a long-chain alkyl group; unsaturated fatty acids such as brandic acid, eleostearic acid, and valinal acid Saturated alcohols such as stearic alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvir alcohol, seryl alcohol, melyl alcohol, or long-chain alkyl alcohols having a long-chain alkyl group; polyhydric alcohols such as sorbitol; linol Fatty acid amides such as acid amide, oleic acid amide, lauric acid amide; saturated fatty acids such as methylene bis stearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide Unsaturated fatty acid amides such as samides, ethylenebisoleic acid amide, hexamethylenebisoleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid amide; Aromatic bisamides such as stearamide, N, N'-distearylisophthalamide; fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate (generally referred to as metal soap) Waxes grafted to aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; partially esterified products of fatty acids and polyhydric alcohols such as behenic acid monoglyceride; by hydrogenation of vegetable oils and fats, etc. With the resulting hydroxyl group And methyl ester compounds.
本発明のトナーは、一種または二種以上のワックスを含有していることが望ましい。さらに、本発明のトナーは、低温定着性と耐ブロッキング性とを両立するという観点から、示差走査熱量分析(DSC)測定における吸熱曲線において、温度30〜200℃の範囲に1個又は複数の吸熱ピークを有し、該吸熱ピーク中の最大吸熱ピークのピーク温度が60〜110℃の範囲にあることが望ましい。より好ましくは65〜100℃の範囲に吸熱曲線の最大ピークがあることが望ましい。最大吸熱ピークのピーク温度が60℃未満である場合はトナーの耐ブロッキング性が悪くなることがあり、逆に最大吸熱ピークのピーク温度が110℃を超える場合は定着性が低下してしまう。 The toner of the present invention preferably contains one or more waxes. Furthermore, the toner of the present invention has one or a plurality of endotherms in a temperature range of 30 to 200 ° C. in an endothermic curve in differential scanning calorimetry (DSC) measurement from the viewpoint of achieving both low-temperature fixability and blocking resistance. It has a peak, and it is desirable that the peak temperature of the maximum endothermic peak in the endothermic peak is in the range of 60 to 110 ° C. More preferably, the maximum peak of the endothermic curve is in the range of 65 to 100 ° C. When the peak temperature of the maximum endothermic peak is less than 60 ° C., the blocking resistance of the toner may deteriorate, and conversely, when the peak temperature of the maximum endothermic peak exceeds 110 ° C., the fixability is deteriorated.
離型剤は結着樹脂100質量部あたり0.5〜10質量部、好ましくは2〜8質量部使用するのが良い。 The release agent is used in an amount of 0.5 to 10 parts by mass, preferably 2 to 8 parts by mass, per 100 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーには、その他成分として、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、公知のものを使用できるが、芳香族カルボン酸誘導体、該芳香族カルボン酸金属化合物が挙げられる。例えば、該芳香族カルボン酸金属化合物の金属としては、2価以上の金属原子が好ましい。 If necessary, a charge control agent can be added to the toner of the present invention as other components. Known charge control agents can be used, and examples thereof include aromatic carboxylic acid derivatives and aromatic carboxylic acid metal compounds. For example, the metal of the aromatic carboxylic acid metal compound is preferably a divalent or higher valent metal atom.
2価の金属としてMg2+、Ca2+、Sr2+、Pb2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+が挙げられる。このような2価の金属としては、Zn2+、Ca2+、Mg2+、Sr2+が好ましい。3価以上の金属としてはAl3+、Cr3+、Fe3+、Ni3+、Ti4+、Zr4+、Si4+が挙げられる。これらの金属の中で好ましいのはAl3+、Cr3+であり、特に好ましいのはAl3+である。本発明においては、荷電制御剤として、ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物が特に好ましく用いられる。 Examples of the divalent metal include Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Pb 2+ , Fe 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ and Cu 2+ . As such a divalent metal, Zn 2+ , Ca 2+ , Mg 2+ and Sr 2+ are preferable. Examples of the trivalent or higher metal include Al 3+ , Cr 3+ , Fe 3+ , Ni 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ , and Si 4+ . Among these metals, Al 3+ and Cr 3+ are preferable, and Al 3+ is particularly preferable. In the present invention, an aluminum compound of di-tert-butylsalicylic acid is particularly preferably used as the charge control agent.
荷電制御剤は、トナーの質量基準で0.1〜10質量%使用すると、トナーの帯電量の初期変動が少なく、現像時に必要な絶対帯電量が得られやすく、結果的に「カブリ」や画像濃度ダウンなどの画像品質の低下がなく好ましい。 When the charge control agent is used in an amount of 0.1 to 10% by mass based on the mass of the toner, the initial fluctuation of the charge amount of the toner is small, and an absolute charge amount necessary for development is easily obtained. This is preferable since there is no decrease in image quality such as density reduction.
上記トナーは、トナーの性能を向上させる目的で、トナー粒子、流動化剤、転写助剤、帯電安定化剤、研磨剤などの微粉体を用いることができ、これらの微粉体は、ヘンシェルミキサーの如き混合機で混合させることができる。 For the purpose of improving the toner performance, the toner can use fine particles such as toner particles, a fluidizing agent, a transfer aid, a charge stabilizer, and an abrasive. It can mix with such a mixer.
例えば、帯電安定性や流動性を得ることを目的として添加される微粉体としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらのシラン化合物、及び有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等が挙げられる。 For example, fine powders added for the purpose of obtaining charging stability and fluidity include, for example, fluororesin powders such as vinylidene fluoride fine powder and polytetrafluoroethylene fine powder, titanium oxide fine powder, and alumina fine powder. Examples thereof include fine powder silica such as powder, wet process silica and dry process silica, and treated silica subjected to surface treatment with silane compounds, organosilicon compounds, titanium coupling agents, silicone oils, and the like.
上記乾式製法シリカとは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術によって製造されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次の様なものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
The dry process silica is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound, and is called so-called dry process silica or fumed silica, and is manufactured by a conventionally known technique. For example, a thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame is used, and the basic reaction formula is as follows.
SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。その粒径は、平均の一次粒径として、0.001〜2μmの範囲内であることが望ましく、特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範囲内のシリカ微粉体を使用するのが良い。 In this production process, it is also possible to obtain a composite fine powder of silica and other metal oxides by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with silicon halogen compounds. . The average primary particle size is preferably in the range of 0.001 to 2 μm, particularly preferably silica fine powder in the range of 0.002 to 0.2 μm. .
また上記酸化チタン微粉体としては、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化合物例えばチタンアルコキシド、チタンハライド、チタンアセチルアセトネートの低温酸化法(熱分解、加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が用いられる。結晶系としてはアナターゼ型、ルチル型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いることができる。 As the titanium oxide fine powder, fine particles of titanium oxide obtained by a low-temperature oxidation method (thermal decomposition, hydrolysis) of sulfuric acid method, chlorine method, volatile titanium compounds such as titanium alkoxide, titanium halide and titanium acetylacetonate are used. . As the crystal system, any of anatase type, rutile type, mixed crystal type thereof, and amorphous type can be used.
また、上記アルミナ微粉体としては、バイヤー法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法、有機アルミニウム加水分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、塩化アルミニウムの火焔分解法により
得られるアルミナ微粉体が用いられる。結晶系としてはα、β、γ、δ、ζ、η、θ、κ、χ、ρ型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いられ、α、δ、γ、θ、混晶型、アモルファスのものが好ましく用いられる。
In addition, the alumina fine powder includes the buyer method, improved buyer method, ethylene chlorohydrin method, underwater spark discharge method, organoaluminum hydrolysis method, aluminum alum pyrolysis method, ammonium aluminum carbonate pyrolysis method, aluminum chloride Alumina fine powder obtained by flame decomposition method is used. As the crystal system, α, β, γ, δ, ζ, η, θ, κ, χ, ρ type, mixed crystal type or amorphous type of these can be used. Α, δ, γ, θ, mixed crystal A mold or an amorphous material is preferably used.
また、上記の表面処理を施されたシリカとしては、無機微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的、または物理的に処理することにより得られるものが用いられる。具体的には、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物の例としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位のSiにそれぞれ水酸基を一つずつ有するジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。 Further, as the silica subjected to the above surface treatment, those obtained by chemical or physical treatment with an organosilicon compound that reacts or physically adsorbs with inorganic fine powders are used. Specifically, silica fine powder produced by vapor phase oxidation of a silicon halogen compound is treated with an organosilicon compound. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchloro. Silane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, Dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisilo And xylene, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane having 2 to 12 siloxane units per molecule and having one hydroxyl group in each of the Si units located at the terminal. These are used alone or in a mixture of two or more.
また、前述した乾式製法シリカは、アミノ基を有するカップリング剤或いは、シリコーンオイルで処理されて用いられてもかまわない。 Further, the above-described dry process silica may be used after being treated with a coupling agent having an amino group or silicone oil.
また、静電荷潜像担持体表面の帯電生成物の除去を目的として添加される、研磨効果を有する粒子(以下、研磨剤という)としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化セリウム、炭化ケイ素、チタニア、アルミナ等が挙げられ、それらの組成は特に限定するものではないが、微粒子の形状や硬度の点において、チタン酸ストロンチウムが好ましい。 Examples of particles having a polishing effect (hereinafter referred to as abrasives) that are added for the purpose of removing charged products on the surface of the latent electrostatic image bearing member include strontium titanate, barium titanate, and calcium titanate. , Cerium oxide, silicon carbide, titania, alumina and the like, and the composition thereof is not particularly limited, but strontium titanate is preferable in terms of the shape and hardness of the fine particles.
上記の各種微粉体粒子の含有量は、トナー100質量部に対して0.01〜8.0質量部であることが好ましく、0.1〜4.0質量部であることがより好ましい。 The content of the various fine powder particles is preferably 0.01 to 8.0 parts by mass, and more preferably 0.1 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner.
また、該トナー中のTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布において、分子量10,000〜100,000の領域に少なくとも一つのメインピークを有することが好ましい。この範囲に、少なくとも一つのメインピークを有することにより、現像性、定着性に優れたトナーを得ることが出来る。また、トナーの強度が強くなり、現像器内でのトナー劣化が小さくなる。メインピーク分子量が10,000未満の場合、定着性は良化するが、保存性や現像器内での耐ストレス性が弱くなり、現像性を低下させてしまうことがあり、好ましくない。メインピーク分子量が100,000を超える場合には、定着性が悪化し、好ましくない。 Further, in the molecular weight distribution measured by gel permeation chromatography (GPC) of the THF-soluble matter in the toner, it is preferable to have at least one main peak in the region of molecular weight 10,000 to 100,000. By having at least one main peak in this range, a toner excellent in developability and fixability can be obtained. In addition, the strength of the toner is increased and toner deterioration in the developing device is reduced. When the main peak molecular weight is less than 10,000, the fixability is improved, but the storage stability and the stress resistance in the developing device are weakened, and the developability may be lowered, which is not preferable. When the main peak molecular weight exceeds 100,000, the fixing property is deteriorated, which is not preferable.
さらに本発明に用いられるトナーは、円相当径(個数基準)2μm以上の粒子における平均円形度が0.950〜0.990であることを特徴とする。後述する球形化処理などを行なうことにより、本発明に用いられるトナーは前記範囲内に製造することができる。好ましくは、0.950〜0.985であり、更に好ましくは、0.955〜0.980である。上記範囲のものを用いた場合、転写性と現像性を両立させる上で好ましい。トナーの平均円形度が0.950より低い場合には、転写均一性が低下し、高温高湿環境下でドット再現性が悪くなる傾向にある。また、所望の流動性が得られにくく、帯電立ち上がり性が低下することがある。トナーの平均円形度が0.990より高い場合には、現像器内の搬送部材や磁性キャリアとの接触面積が小さいため、よりストレスを受けやすく、流
動性や帯電安定性を得る目的でトナー表面に添加されている各種無機微粒子等の埋め込みが起こり、トナー劣化が進み易い傾向である。
Further, the toner used in the present invention is characterized in that the average circularity of particles having an equivalent circle diameter (number basis) of 2 μm or more is 0.950 to 0.990. The toner used in the present invention can be manufactured within the above-mentioned range by performing a spheroidizing treatment described later. Preferably, it is 0.950-0.985, More preferably, it is 0.955-0.980. When the thing of the said range is used, it is preferable when making transferability and developability compatible. When the average circularity of the toner is lower than 0.950, the transfer uniformity is lowered, and the dot reproducibility tends to deteriorate under a high temperature and high humidity environment. In addition, desired fluidity is difficult to obtain, and the charge rising property may be reduced. When the average circularity of the toner is higher than 0.990, the contact area with the conveying member and magnetic carrier in the developing device is small, so that the surface of the toner is more susceptible to stress and has the purpose of obtaining fluidity and charging stability. Embedding of various inorganic fine particles added to the toner tends to cause toner deterioration.
本発明のトナーは、重量平均径(D4)が3.0μm〜11.0μmであることが好ましく、より好ましくは、4.0μm〜10.0μmであり、更に好ましくは、4.5μm〜9.0μmである。補給用現像剤中のトナーの重量平均径(D4)がこの範囲の場合、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。トナーの重量平均径(D4)が3.0μm未満の場合、トナーの比表面積が大きくなり、補給用現像剤中のキャリアへの表面存在量が多くなる。この結果、現像器内へ補給された場合、現像器内のキャリアとの混合性が悪くなり、均一性が悪化する。一方、トナーの重量平均径(D4)が11.0μmを超える場合、ドット再現性が悪化し、高画質化は難しくなる。 The toner of the present invention preferably has a weight average diameter (D4) of 3.0 μm to 11.0 μm, more preferably 4.0 μm to 10.0 μm, and still more preferably 4.5 μm to 9. 0 μm. When the weight average diameter (D4) of the toner in the replenishment developer is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained. When the weight average diameter (D4) of the toner is less than 3.0 μm, the specific surface area of the toner is increased, and the surface existing amount on the carrier in the replenishment developer is increased. As a result, when replenished into the developing device, the mixing with the carrier in the developing device is deteriorated and the uniformity is deteriorated. On the other hand, when the weight average diameter (D4) of the toner exceeds 11.0 μm, the dot reproducibility is deteriorated and it is difficult to improve the image quality.
本発明に用いられる磁性キャリア及び補給用磁性キャリアは同物質であり、以後、磁性キャリア及び補給用磁性キャリアを総称して磁性キャリアという。
本発明に用いられる磁性キャリアは、少なくともキャリアコア材及び樹脂成分を有し、該磁性キャリアの真比重が2.5〜4.2g/cm3であることを特徴とする。該磁性キャ
リアの好ましい真比重は、2.7〜4.1g/cm3であり、更に好ましくは、3.0〜
4.0g/cm3である。磁性キャリアの真比重が、この範囲の場合、長期にわたり、ド
ット再現性の良い画像を得ることができる。キャリアコアと含有樹脂量を適宜調整したり、配合する微粒子を適宜選択することによって、この範囲のキャリアを製造することができる。2.5g/cm3未満の場合、現像時に静電潜像担持体上に現像されやすくなり、
キャリア付着を起こすことがある。4.2g/cm3を超える場合、現像時におけるドッ
ト再現性が悪化し、更に、現像器内での現像剤へのストレスが大きくなり、磁性キャリアを劣化させることがある。また、トナーとの比重差が大きくなり、補給剤中で磁性キャリアが偏析しがちになるために安定した補給が難しくなる。なお、キャリアコア材とは、キャリアコアを構成する磁性体及び樹脂を示す。
The magnetic carrier and the replenishing magnetic carrier used in the present invention are the same substance. Hereinafter, the magnetic carrier and the replenishing magnetic carrier are collectively referred to as a magnetic carrier.
The magnetic carrier used in the present invention has at least a carrier core material and a resin component, and the magnetic carrier has a true specific gravity of 2.5 to 4.2 g / cm 3 . The true specific gravity of the magnetic carrier is preferably 2.7 to 4.1 g / cm 3 , more preferably 3.0 to
4.0 g / cm 3 . When the true specific gravity of the magnetic carrier is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained over a long period of time. A carrier in this range can be produced by appropriately adjusting the amount of the carrier core and the resin contained, or by appropriately selecting the fine particles to be blended. If it is less than 2.5 g / cm 3 , it becomes easy to develop on the electrostatic latent image carrier during development,
May cause carrier adhesion. If it exceeds 4.2 g / cm 3 , dot reproducibility during development deteriorates, and further, stress on the developer in the developing device increases, which may deteriorate the magnetic carrier. Further, the specific gravity difference from the toner becomes large, and the magnetic carrier tends to segregate in the replenisher, so that stable replenishment becomes difficult. The carrier core material refers to a magnetic body and a resin constituting the carrier core.
また該磁性キャリアは、平均円形度が0.850〜0.950であることが好ましく、より好ましくは、0.870〜0.930であり、更に好ましくは、0.880〜0.920である。本発明の磁性キャリアは、平均円形度が0.850〜0.950である場合、十分なキャリア強度を有し、トナーへの帯電付与性に優れ、かつトナーへダメージを与えにくく、トナースペントも起こりにくく、耐久性に優れる。平均円形度が0.850未満である場合、粒子が不定形な形状をしていることを意味しており、この場合、トナーへの帯電付与性が悪化することがあり、好ましくない。また、平均円形度が0.950を超える場合は、磁性キャリアの比表面積が小さくなり、帯電付与性が低下することがある。 The magnetic carrier preferably has an average circularity of 0.850 to 0.950, more preferably 0.870 to 0.930, and still more preferably 0.880 to 0.920. . When the average circularity is 0.850 to 0.950, the magnetic carrier of the present invention has sufficient carrier strength, excellent chargeability to the toner, hardly damages the toner, and has a toner spent. Less likely to occur and excellent durability. When the average circularity is less than 0.850, it means that the particles have an irregular shape. In this case, the charge imparting property to the toner may be deteriorated, which is not preferable. On the other hand, when the average circularity exceeds 0.950, the specific surface area of the magnetic carrier becomes small, and the charge imparting property may be lowered.
また該磁性キャリアは、平均円形度0.800以上の粒子を90個数%以上含有することが好ましい。円形度0.800以上の粒子を90個数%以上含有する場合、トナーに対して均一な帯電付与性を有するので好ましい。90個数%未満の場合、帯電付与性が悪化
し、更に、現像器内での混合性が悪化するので、好ましくない。
The magnetic carrier preferably contains 90% by number or more of particles having an average circularity of 0.800 or more. When 90% by number or more of particles having a circularity of 0.800 or more are contained, it is preferable because the toner has a uniform charge imparting property. If it is less than 90% by number, the charge imparting property is deteriorated and further the mixing property in the developing device is deteriorated, which is not preferable.
また該磁性キャリアは、体積分布基準の50%粒径(D50)が15〜70μmであることが好ましく、より好ましくは20〜70μmであり、更に好ましくは、25〜60μmである。磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)がこの範囲の場合、長期にわたり、良好なドット再現性の良い画像を得ることができる。15μm未満の場合、磁性キャリアの比表面積が大きくなりトナーとの混合性はよくなるが、現像時に静電荷潜像担持体上への磁性キャリア付着を生じることがある。70μmを超える場合には、トナー
へ与えるストレスが大きくなり、現像性を悪化させることがある。
Further, the magnetic carrier preferably has a 50% particle size (D50) based on volume distribution of 15 to 70 μm, more preferably 20 to 70 μm, and further preferably 25 to 60 μm. When the 50% particle size (D50) based on the volume distribution of the magnetic carrier is within this range, an image with good dot reproducibility can be obtained over a long period of time. When the thickness is less than 15 μm, the specific surface area of the magnetic carrier is increased and the mixing property with the toner is improved, but the magnetic carrier may adhere to the electrostatic latent image bearing member during development. When the thickness exceeds 70 μm, the stress applied to the toner increases, and the developability may be deteriorated.
磁性キャリアとしては、上記物性を満たしていれば、特に限定されない。例えば、磁性
体が樹脂中に分散されている磁性体分散樹脂キャリアであっても良く、多孔質磁性体(多孔質フェライトを含む)に樹脂が含浸された、いわゆる樹脂含浸キャリアであっても良い。
The magnetic carrier is not particularly limited as long as the above physical properties are satisfied. For example, a magnetic material-dispersed resin carrier in which a magnetic material is dispersed in a resin may be used, or a so-called resin-impregnated carrier in which a porous magnetic material (including porous ferrite) is impregnated with a resin may be used. .
上記磁性キャリアの中では、平均円形度の観点からは、樹脂中に磁性体を分散させた磁性体分散樹脂キャリアが好ましく用いられる。 Among the above magnetic carriers, from the viewpoint of average circularity, a magnetic material-dispersed resin carrier in which a magnetic material is dispersed in a resin is preferably used.
上記磁性体分散樹脂キャリアを製造する方法としては、樹脂を構成するモノマーと磁性体を混合し、モノマーを磁性体存在下で重合して得る方法がある。
このとき、重合に用いられるモノマーとしては、ビニル系モノマーの他に、エポキシ樹脂を形成するためのビスフェノール類とエピクロロヒドリン;フェノール樹脂を形成するためのフェノール類とアルデヒド類;尿素樹脂を形成するための尿素とアルデヒド類;メラミン樹脂を形成するためのメラミンとアルデヒド類等が用いられる。
例えば、フェノール樹脂を用いた磁性体分散樹脂キャリアの製造方法としては、水性媒体に磁性体を入れ、この水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で重合して磁性体含有樹脂キャリアを得ることができる。
As a method for producing the magnetic material-dispersed resin carrier, there is a method in which a monomer constituting a resin and a magnetic material are mixed and the monomer is polymerized in the presence of the magnetic material.
At this time, as monomers used for polymerization, in addition to vinyl monomers, bisphenols and epichlorohydrin for forming epoxy resins; phenols and aldehydes for forming phenol resins; urea resins are formed Urea and aldehydes for forming; melamine and aldehydes for forming melamine resin are used.
For example, as a method for producing a magnetic material-dispersed resin carrier using a phenol resin, a magnetic material is contained in an aqueous medium, and the phenols and aldehydes are polymerized in the presence of a basic catalyst in the aqueous medium. A resin carrier can be obtained.
本発明で用いられる磁性体分散樹脂キャリアを形成する樹脂としてはフェノール樹脂が好ましく、該フェノール樹脂を生成するためのフェノール類としては、フェノールの他、m−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、o−プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノールAの如きアルキルフェノール類及びベンゼン核又はアルキル基の一部若しくは全部が塩素原子や臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類の如きフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられる。中でもフェノール(ヒドロキシベンゼン)がより好ましい。 Phenol resin is preferable as the resin for forming the magnetic material-dispersed resin carrier used in the present invention. As phenols for producing the phenol resin, m-cresol, p-tert-butylphenol, o- in addition to phenol. Examples include alkylphenols such as propylphenol, resorcinol and bisphenol A, and compounds having a phenolic hydroxyl group such as benzene nuclei or halogenated phenols in which some or all of the alkyl groups are substituted with chlorine atoms or bromine atoms. Of these, phenol (hydroxybenzene) is more preferable.
該フェノール樹脂を生成するためのアルデヒド類としては、ホルマリン又はパラアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド及びフルフラール等が挙げられる。中でもホルムアルデヒドが特に好ましい。 Examples of aldehydes for producing the phenol resin include formaldehyde and furfural in the form of either formalin or paraaldehyde. Of these, formaldehyde is particularly preferable.
アルデヒド類のフェノール類に対するモル比は、1〜4が好ましく、特に好ましくは1.2〜3である。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が1より小さいと、粒子が生成し難かったり、生成したとしても樹脂の硬化が進行し難いために、生成する粒子の強度が弱くなる傾向がある。一方、アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が4よりも大きいと、反応後に水系媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。 The molar ratio of aldehydes to phenols is preferably 1 to 4, particularly preferably 1.2 to 3. When the molar ratio of aldehydes to phenols is less than 1, particles are difficult to generate, and even if they are generated, the resin does not easily cure, so the strength of the generated particles tends to be weak. On the other hand, when the molar ratio of aldehydes to phenols is larger than 4, unreacted aldehydes remaining in the aqueous medium after the reaction tend to increase.
フェノール類とアルデヒド類とを縮重合させる際に使用する塩基性触媒としては、通常のレゾール型樹脂の製造に使用されているものが挙げられる。このような塩基性触媒としては、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミンの如きアルキルアミンが挙げられる。これら塩基性触媒のフェノール類に対するモル比は、0.02〜0.30が好ましい。 Examples of the basic catalyst used in the condensation polymerization of phenols and aldehydes include those used in the production of ordinary resol type resins. Examples of such basic catalysts include aqueous ammonia, hexamethylenetetramine, and alkylamines such as dimethylamine, diethyltriamine, and polyethyleneimine. The molar ratio of these basic catalysts to phenols is preferably 0.02 to 0.30.
上記磁性体分散樹脂キャリアを製造する他の方法としては、ビニル系又は非ビニル系の熱可塑性樹脂、磁性体、その他の添加剤を混合機により十分に混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き混練機を用いて溶融・混練して、これを冷却後、粉砕・分級を行って磁性体分散樹脂コアを得る方法がある。この際、得られた磁性体分散樹脂コアを熱あるいは機械的に球形化して磁性体分散樹脂キャリアとして用いることが好ましい。 As another method for producing the above magnetic material-dispersed resin carrier, a vinyl-type or non-vinyl-type thermoplastic resin, a magnetic material, and other additives are sufficiently mixed by a mixer, and then a heating roll, a kneader, and an extruder. There is a method in which a magnetic material-dispersed resin core is obtained by melting and kneading using a kneader such as the above, cooling it, and then crushing and classifying it. At this time, it is preferable that the obtained magnetic material dispersed resin core is thermally or mechanically spheroidized and used as a magnetic material dispersed resin carrier.
また、上記磁性体分散樹脂キャリアは、真比重や磁気特性の調整のために、磁性体の一部を非磁性無機化合物に置き換えて使用してよい。 Further, the magnetic material-dispersed resin carrier may be used by replacing a part of the magnetic material with a non-magnetic inorganic compound in order to adjust the true specific gravity and magnetic characteristics.
上記磁性体分散樹脂キャリアは、磁性体がマグネタイト微粒子であるか、又は、鉄元素を少なくとも含む磁性フェライト微粒子であることが好ましい。また、前記非磁性無機化合物がヘマタイト(α−Fe2O3)の微粒子であることが、キャリア中での分散性を均一にし、キャリアの磁気特性、真比重を調整する上で、好ましい。 In the magnetic material-dispersed resin carrier, the magnetic material is preferably magnetite fine particles or magnetic ferrite fine particles containing at least an iron element. The nonmagnetic inorganic compound is preferably hematite (α-Fe 2 O 3 ) fine particles in order to make the dispersibility in the carrier uniform and adjust the magnetic properties and true specific gravity of the carrier.
磁性体は個数平均粒径が0.02〜2μmであることが、磁性キャリアの粒子表面の状態を均一にする点で好ましい。非磁性無機化合物は、個数平均粒径が0.05〜5μmであることが好ましく、非磁性無機化合物の粒径が磁性体の粒径よりも1.1倍以上大きい方が、磁性コア粒子の表面抵抗値をより高める上で好ましい。 The number average particle diameter of the magnetic material is preferably 0.02 to 2 μm from the viewpoint of making the state of the particle surface of the magnetic carrier uniform. The nonmagnetic inorganic compound preferably has a number average particle size of 0.05 to 5 μm, and the particle size of the nonmagnetic inorganic compound is 1.1 times or more larger than the particle size of the magnetic material. It is preferable for increasing the surface resistance value.
磁性体分散樹脂キャリアは、表面を各種樹脂でコートされていることが好ましい。コート材を形成する樹脂としては、絶縁性の樹脂を用いることが好ましい。この場合に使用し得る絶縁性樹脂は、熱可塑性の樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。さらに、前記コート材は、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子を含有してもよい。 The surface of the magnetic material-dispersed resin carrier is preferably coated with various resins. As a resin for forming the coating material, an insulating resin is preferably used. The insulating resin that can be used in this case may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Furthermore, the coating material may contain particles having conductivity and particles having charge controllability.
また、本発明で用いられる磁性キャリアは、ポーラス形状であるフェライト成分を含有した、樹脂含浸キャリアも好ましく用いることができる。
本発明における好ましい樹脂含浸キャリアコアは、フェライトコアである。コアの組成にもよるが、通常、フェライトコアの真比重は5.0g/cm3程度である。そのため、フェライトコアを用いて所望の真比重を達成するためには含有させる樹脂の割合を増やす必要がある。フェライトキャリアでは、そのコアの製造時に粒子表面の焼結成長度をコントロールしたり、発泡剤などを使用することにより、その表面形状を平滑からポーラス形状まで任意の形状にすることが可能である。ここでいうポーラスコアとはコアの内部もしくは表層に空孔を有するコアである。その製法としては焼成時の温度を下げることで結晶の成長をおさえたり、発砲剤等の空孔形成剤を添加することによりコアに空孔を発生させることなどにより得られる。
Further, as the magnetic carrier used in the present invention, a resin-impregnated carrier containing a ferrite component having a porous shape can also be preferably used.
A preferred resin-impregnated carrier core in the present invention is a ferrite core. Although depending on the composition of the core, the true specific gravity of the ferrite core is usually about 5.0 g / cm 3 . Therefore, in order to achieve a desired true specific gravity using a ferrite core, it is necessary to increase the ratio of the resin to be contained. In the ferrite carrier, the surface shape can be made any shape from smooth to porous by controlling the degree of sintering growth on the particle surface during the production of the core or by using a foaming agent or the like. The polar score here is a core having pores inside or on the surface of the core. The production method can be obtained by suppressing crystal growth by lowering the temperature during firing, or by generating pores in the core by adding a pore-forming agent such as a foaming agent.
この様にフェライトコアでは、その表面形状のコントロールを容易に行うことが可能で、様々なコアと含有樹脂量を調整することで所望の真比重を有する磁性キャリアを得ることができる。 In this way, the ferrite core can easily control the surface shape, and a magnetic carrier having a desired true specific gravity can be obtained by adjusting various cores and the amount of resin contained.
発砲剤としては、60〜180℃で気化又は分解に伴い気体を発生する物質であり、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等の発砲性のアゾ系重合開始剤、ナトリウム、カリウム等の金属炭酸水素塩、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、硝酸アンモニウム塩、アジド化合物、4,4′−オキシビス(ベンゼンスルホヒドラジド)、アリルビス(スルホヒドラジド)、ジアミノベンゼン等が挙げられる。 As a foaming agent, it is a substance that generates gas upon vaporization or decomposition at 60 to 180 ° C., for example, a foaming azo type such as azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, etc. Polymerization initiators, metal hydrogen carbonates such as sodium and potassium, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, ammonium nitrate, azide compounds, 4,4'-oxybis (benzenesulfohydrazide), allylbis (sulfohydrazide), diaminobenzene and the like It is done.
本発明において、磁性キャリアに含有されるフェライト成分としては、下記式(1)又は(2)で表される磁性を有するフェライトが挙げられる。
MO・Fe2O3 ・・・(1)
M・Fe2O4 ・・・(2)
(式中、Mは3価、2価又は1価の金属イオンを示す。)
Mとしては、Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Ba及びLiが挙げられ、これらは、単独あるいは複数で用いることができる。
In the present invention, examples of the ferrite component contained in the magnetic carrier include ferrite having magnetism represented by the following formula (1) or (2).
MO · Fe 2 O 3 (1)
M · Fe 2 O 4 (2)
(In the formula, M represents a trivalent, divalent or monovalent metal ion.)
Examples of M include Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Sn, Ba, and Li. These can be used alone or in combination.
上記の磁性を有する金属化合物粒子の具体的化合物としては、例えば、Zn−Fe系フェライト、Mn−Zn−Fe系フェライト、Ni−Zn−Feフェライト、Mn−Mg−
Fe系フェライト、Ca−Mn−Fe系フェライト、Ca−Mg−Fe系フェライト、Li−Fe系フェライト及びCu−Zn−Fe系フェライトの如き鉄系酸化物が挙げられる。
Specific examples of the metal compound particles having magnetism include, for example, Zn—Fe ferrite, Mn—Zn—Fe ferrite, Ni—Zn—Fe ferrite, Mn—Mg—
Examples thereof include iron-based oxides such as Fe-based ferrite, Ca-Mn-Fe-based ferrite, Ca-Mg-Fe-based ferrite, Li-Fe-based ferrite, and Cu-Zn-Fe-based ferrite.
フェライトコアの製造方法は、公知の方法を採用することができる。例えば、粉砕されたフェライト組成物をバインダー、水、分散剤、有機溶剤等を混合し、スプレードライヤー法や流動造粒法を用いて粒子を形成した後、ロータリーキルンや回分式焼成炉で700〜1400℃、好ましくは800〜1200℃の範囲の温度で焼成し、次いで、篩分分級して粒度分布を制御してキャリアコアとする方法を挙げることができる。また、焼成段階における酸素分圧を制御したり、焼成後の粒子表面に酸化・還元処理を追加するなどして、キャリアコアの表面性を制御することができる。 A well-known method can be employ | adopted for the manufacturing method of a ferrite core. For example, a pulverized ferrite composition is mixed with a binder, water, a dispersant, an organic solvent, and the like, and particles are formed using a spray dryer method or a fluidized granulation method, and then 700 to 1400 in a rotary kiln or a batch-type firing furnace. There may be mentioned a method in which the carrier core is obtained by firing at a temperature in the range of ° C., preferably 800 to 1200 ° C., and then classifying by sieve to control the particle size distribution. Further, the surface property of the carrier core can be controlled by controlling the oxygen partial pressure in the firing stage or adding oxidation / reduction treatment to the surface of the particles after firing.
磁性キャリアを構成する樹脂成分とは、磁性キャリアコア表面を被覆する樹脂またはポーラスに含浸される樹脂であるが、その樹脂成分は特に限定を受けるものではない。具体的には、例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体の如きアクリル樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ノボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレイン酸とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂及びポリウレタン樹脂を挙げることができる。またはこれらの樹脂を変性した樹脂でも良い。 The resin component that constitutes the magnetic carrier is a resin that coats the surface of the magnetic carrier core or a resin that is impregnated with a porous material, but the resin component is not particularly limited. Specifically, for example, acrylic resin such as polystyrene and styrene-acrylic copolymer, vinyl chloride, vinyl acetate, polyvinylidene fluoride resin, fluorocarbon resin, perfluorocarbon resin, solvent-soluble perfluorocarbon resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, Polyvinyl pyrrolidone, petroleum resin, cellulose, cellulose derivative, novolac resin, low molecular weight polyethylene, saturated alkyl polyester resin, aromatic polyester resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, polyphenylene sulfide resin, poly Ether ketone resin, phenol resin, modified phenol resin, maleic resin, alkyd resin, epoxy resin, acrylic resin, anhydrous male Unsaturated polyester obtained by polycondensation of acid, terephthalic acid and polyhydric alcohol, urea resin, melamine resin, urea-melamine resin, xylene resin, toluene resin, guanamine resin, melamine-guanamine resin, acetoguanamine resin, gliptal Examples thereof include resins, furan resins, silicone resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, and polyurethane resins. Alternatively, a resin obtained by modifying these resins may be used.
中でもポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂等の含フッ素系樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂あるいはシリコーン樹脂が、離型性が高いため、好ましい。 Of these, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride resins, fluorocarbon resins, perfluorocarbon resins, and solvent-soluble perfluorocarbon resins, acrylic-modified silicone resins, and silicone resins are preferable because of their high releasability.
より具体的には、シリコーン樹脂は、従来から知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、下記式に示されるオルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーン樹脂及びアルキッド、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどで変性したシリコーン樹脂等が挙げられる。 More specifically, the silicone resin may be any conventionally known silicone resin, such as a straight silicone resin consisting only of an organosiloxane bond represented by the following formula and an alkyd, polyester, epoxy, urethane, etc. Examples thereof include modified silicone resins.
上記式中R1は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基、R2及びR3は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、炭素数2〜4のアルケニル基、炭素数2〜4のアルケニルオキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エチレンオキシド基、グリジニル基又は下記で示される基である。
上記式中R4及び下記式中R5は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数2〜4のアルケニル基、炭素数2〜4のアルケニルオキシ基、フェニル基、フェノキシ基を表し、k、l、m、n、o、pは1以上の正数を示す。
In the above formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, R 2 and R 3 are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, phenyl Group, an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxyl group, an ethylene oxide group, a glycinyl group, or a group shown below.
R 4 in the above formula and R 5 in the following formula are a hydroxy group, a carboxyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, and 2 to 2 carbon atoms. 4 represents an alkenyloxy group, a phenyl group, or a phenoxy group, and k, l, m, n, o, and p are each a positive number of 1 or more.
上記各置換基は未置換のもののほか、例えばアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキル基、フェニル基、エチレンオキシド基、ハロゲン原子のような置換基を有してもよい。例えば、市販品としてストレートシリコーン樹脂は、信越化学社製のKR271、KR255、KR152、東レダウコーニング社製のSR2400、SR2405等があり、変性シリコーン樹脂は、信越化学社製のKR206(アルキッド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性)、東レダウコーニング社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキッド変性)などがある。 Each of the above substituents may have a substituent such as an amino group, a hydroxy group, a carboxyl group, a mercapto group, an alkyl group, a phenyl group, an ethylene oxide group, or a halogen atom in addition to an unsubstituted group. For example, commercially available straight silicone resins include KR271, KR255, KR152 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., SR2400, SR2405 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., and modified silicone resins include KR206 (alkyd modified) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co. There are KR5208 (acrylic modification), ES1001N (epoxy modification), KR305 (urethane modification), SR2115 (epoxy modification) and SR2110 (alkyd modification) manufactured by Toray Dow Corning.
本発明において、シリコーン樹脂が、コアとの密着性、スペント防止、皮膜強度の観点から、好ましく用いられる。シリコーン樹脂は、単独で用いることもできるが、カップリング剤と併用して用いることが好ましい。また、樹脂を複数種類併用することも被覆強度を向上させるという観点から好ましい。 In the present invention, a silicone resin is preferably used from the viewpoints of adhesion to the core, prevention of spent, and film strength. The silicone resin can be used alone, but is preferably used in combination with a coupling agent. It is also preferable to use a plurality of resins in combination from the viewpoint of improving the coating strength.
好適に使用されるカップリング剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等も挙げられる。本発明に好ましく用いられるシラン
カップリング剤としては、例えばγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、(以上トーレ・シリコーン社製)、アリルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、1,3−ジビニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチルジメチル(3−トリメトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライド(以上チッソ社製)等が挙げられる。
Suitable coupling agents include silane coupling agents, titanium coupling agents, aluminum coupling agents and the like. Examples of the silane coupling agent preferably used in the present invention include γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxy Silane, vinyltriacetoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] an Nitric chloride, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane (made by Torre Silicone), allyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltri Examples include methoxysilane, dimethyldiethoxysilane, 1,3-divinyltetramethyldisilazane, and methacryloxyethyldimethyl (3-trimethoxysilylpropyl) ammonium chloride (manufactured by Chisso Corporation).
その中でもカップリング剤としては、アミノシランを用いると良い。その結果、ポジ帯電性を持ったアミノ基を磁性キャリア表面に導入でき、良好にトナーに負帯電特性を付与できる。更に、アミノ基の存在は、金属化合物に好ましく処理されている親油化処理剤と、シリコーン樹脂の両者を活性化させるため、シリコーン樹脂の磁性キャリアコアとの密着性を更に高め、同時に樹脂の硬化を促進することで、より強固な被覆層を形成することができる。なお、ここでいう被覆層とは、後述の樹脂層及び/又はコート層をいう。 Of these, aminosilane is preferably used as the coupling agent. As a result, an amino group having positive chargeability can be introduced on the surface of the magnetic carrier, and negative charge characteristics can be imparted to the toner satisfactorily. Furthermore, the presence of the amino group activates both the lipophilic agent preferably treated with the metal compound and the silicone resin, thereby further improving the adhesion of the silicone resin to the magnetic carrier core, and at the same time, By promoting the curing, a stronger coating layer can be formed. In addition, a coating layer here means the below-mentioned resin layer and / or coat layer.
また樹脂成分を有する磁性キャリアは、キャリアコアの質量に対して5.0〜25.0質量%の樹脂層を有することが、磁性キャリアの真比重を所望の値にするためには好ましい。より好ましくは7.0〜20.0質量%、さらに好ましくは9.0〜15.0質量%である。さらに樹脂層とは別にキャリア表面をコートしてもよい。その場合、樹脂層とコート層の成分は同じであっても、異なっても良い。 In addition, the magnetic carrier having a resin component preferably has a resin layer of 5.0 to 25.0% by mass with respect to the mass of the carrier core in order to make the true specific gravity of the magnetic carrier a desired value. More preferably, it is 7.0-20.0 mass%, More preferably, it is 9.0-15.0 mass%. Further, the carrier surface may be coated separately from the resin layer. In that case, the components of the resin layer and the coat layer may be the same or different.
本発明の磁性キャリアは被覆層に粒子を添加にすることが好ましい。被覆層に粒子を添加することにより、磁性キャリア表面に、平均円形度としては現れない、微細な表面凹凸を形成することができる。その凹凸によりトナーと磁性キャリアとの接触を効率的に行う事ができ、磁性キャリアの樹脂被覆層の剥離を抑制することができる。 In the magnetic carrier of the present invention, particles are preferably added to the coating layer. By adding particles to the coating layer, fine surface irregularities that do not appear as average circularity can be formed on the surface of the magnetic carrier. Due to the unevenness, the toner and the magnetic carrier can be efficiently contacted, and peeling of the resin coating layer of the magnetic carrier can be suppressed.
該被覆層中に添加される粒子としては、一次個数平均粒径が10〜500nmであることが好ましい。この粒子は被覆される際に、キャリア表面に存在する微小な凹凸を形成するためにトナーの立ち上がりを良化する効果をもたらす。また、凹凸が存在することにより耐スペント性も良化し、さらに耐久性も維持可能となる。さらに好ましい粒子の平均粒径は50〜200nmである。 The particles added to the coating layer preferably have a primary number average particle diameter of 10 to 500 nm. When these particles are coated, they have the effect of improving the rising of the toner in order to form minute irregularities present on the carrier surface. In addition, the presence of unevenness improves the spent resistance, and the durability can be maintained. The average particle size of the more preferable particles is 50 to 200 nm.
さらに用いられる粒子としては、固有抵抗が1012Ω・cm以上の粒子が好ましい。このような粒子を用いることにより環境の影響を受けずに磁性キャリア表面の帯電付与性が維持され、現像剤の環境変動が少なくなる。 Further, as the particles to be used, particles having a specific resistance of 10 12 Ω · cm or more are preferable. By using such particles, the charge imparting property of the magnetic carrier surface is maintained without being affected by the environment, and the environmental fluctuation of the developer is reduced.
粒子としては、アルミナや下記に例示する重合性単量体を用いて、単独重合、又は共重合した重合体(樹脂微粒子)等が挙げられる。
かかる重合性単量体としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、αメチルスチレン、p−ターシャリーブチルスチレンなどのスチレン系単量体;アクリル酸、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n−プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸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;メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸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メチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートの他アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等;ビニル誘導体、具体的には例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、n−ブチルエーテル、イソブチルエーテル等のアルキルビニルエーテル類、β−クロルエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、p−メチルフェニルビニルエーテル、p−クロルフェニルビニルエーテル、p−ブロムフェニルビニルエーテル、p−ニトロフェニルビニルエーテル、p−メトキシフェニルビニルエーテル、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、2−ビニルイミダゾール、N−メチル−2−ビニルイミダゾール、N−ビニルイミダゾール、ブタジエン等を挙げることができる。特にポリメタクリル酸メチル(PMMA)やメラミン樹脂がより好ましい。前記PMMA粒子は公知のものを使用でき、目的とする電子写真現像用トナーに必要な材料を選択できるが、架橋型PMMA粒子を用いることが好ましい。
Examples of the particles include a polymer (resin fine particles) homopolymerized or copolymerized using alumina or a polymerizable monomer exemplified below.
Examples of the polymerizable monomer include styrene monomers such as styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-ethylstyrene, α-methylstyrene, and p-tertiarybutylstyrene; acrylic Acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-propyl acrylate, isobutyl acrylate, octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, Acrylic esters such as phenyl acrylate; methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, methacrylic acid 2 Methacrylic acid esters such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate; 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, etc .; vinyl Derivatives, specifically alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, n-butyl ether, isobutyl ether, β-chloroethyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, p-methylphenyl vinyl ether, p-chlorophenyl vinyl ether, p -Bromophenyl vinyl ether, p-nitrophenyl vinyl ether, p-methoxyphenyl vinyl Ether, 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, N- vinylpyrrolidone, 2-vinylimidazole, N- methyl-2-vinylimidazole, N- vinylimidazole, it may be mentioned butadiene. In particular, polymethyl methacrylate (PMMA) and melamine resin are more preferable. Known PMMA particles can be used, and materials necessary for the intended electrophotographic developing toner can be selected, but cross-linked PMMA particles are preferably used.
また本発明に用いられる樹脂微粒子の造粒方法には、上記の重合体を粉砕処理する方法や、乳化重合、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、分散重合等の粒子重合方法等を用いることができる。 In addition, as a method for granulating the resin fine particles used in the present invention, a method of pulverizing the above polymer, a particle polymerization method such as emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, or the like may be used. it can.
樹脂微粒子の添加量は磁性キャリアコアに被膜する樹脂層に対して0.1〜50質量%で用いることが好ましい。より好ましくは、1.0〜45質量%において、更に良好な効果を付与することができる。 The amount of resin fine particles added is preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the resin layer coated on the magnetic carrier core. More preferably, a better effect can be imparted at 1.0 to 45% by mass.
キャリア表面に樹脂層をコーティングする方法としては、樹脂を溶剤に希釈し、磁性キャリアコアの表面に被覆するのが一般的である。ここに用いられる溶剤は、各樹脂が可溶なものであればよい。樹脂が有機溶剤に可溶な樹脂である場合は、有機溶剤として、トルエン、キシレン、ブチルセルソルブアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノールが挙げられ、水溶性樹脂またはエマルジョンタイプである場合には、水を用いればよい。磁性キャリアコア表面に、溶剤で希釈された樹脂を被覆させる方法は、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、流動床、及び混練法の如き塗布方法により塗布され、その後、溶剤を揮発させる。なお、このような溶剤を用いた湿式法ではなく、乾式法によって磁性キャリアコア表面に樹脂微粒子を被覆することも可能である。また樹脂被覆を施す際に、被覆樹脂成分を2度塗りすると、被覆樹脂の密着性が高まり、キャリア表面に均一な被覆層が得られるので、より好ましい。その被覆方法としては上記コーティング方法に例示した方法で良い。コーティングを2回施す際には、同一の方法でも、異なる方法でも良い。 As a method of coating the resin surface on the carrier surface, it is common to dilute the resin in a solvent and coat the surface of the magnetic carrier core. The solvent used here should just be a thing in which each resin is soluble. When the resin is a resin soluble in an organic solvent, examples of the organic solvent include toluene, xylene, butyl cellosolve acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and methanol. When the resin is a water-soluble resin or emulsion type, Water may be used. The magnetic carrier core surface is coated with a resin diluted with a solvent by a coating method such as dipping, spraying, brushing, fluidized bed, and kneading, and then the solvent is volatilized. In addition, it is also possible to coat the resin carrier fine particles on the surface of the magnetic carrier core by a dry method instead of a wet method using such a solvent. Further, when the resin coating is applied, it is more preferable to apply the coating resin component twice, since the adhesion of the coating resin is increased and a uniform coating layer is obtained on the carrier surface. The coating method may be the method exemplified in the above coating method. When the coating is applied twice, the same method or different methods may be used.
樹脂をキャリアコア表面に被覆後、焼き付けする場合は、外部加熱方式または内部加熱方式のいずれでもよい。例えば固定式または流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉でもよく、もしくはマイクロウェーブによる焼き付けでもよい。焼き付けの温度は使用する樹脂により異なるが、融点またはガラス転移点以上の温度は必要であり、また熱硬化性樹脂または縮合型樹脂では、十分硬化が進む温度まで上げる必要がある。 When the resin core is coated and then baked, either an external heating method or an internal heating method may be used. For example, a stationary or fluid electric furnace, a rotary electric furnace, a burner furnace, or a microwave baking may be used. The baking temperature varies depending on the resin to be used, but a temperature higher than the melting point or glass transition point is necessary, and in the case of a thermosetting resin or a condensation type resin, it is necessary to raise it to a temperature at which the curing proceeds sufficiently.
このようにして、キャリアコア表面に樹脂が被覆・焼き付けされた後、冷却され、解砕、粒度調整を経て樹脂コーティングキャリアが得られる。 Thus, after the resin is coated and baked on the surface of the carrier core, it is cooled, crushed and subjected to particle size adjustment to obtain a resin-coated carrier.
樹脂微粒子はキャリア表面に存在していれば良いが、含有方法としては樹脂コーティン
グ時に溶剤中に分散させてキャリア被覆樹脂と共にキャリア表面に分散させることが好ましい。この時分散させる溶剤としては樹脂微粒子が膨潤しないものを選択することが好ましい。
The resin fine particles may be present on the carrier surface. However, as a method of inclusion, it is preferable to disperse the resin fine particles in a solvent at the time of resin coating and to disperse the resin fine particles together with the carrier coating resin. As the solvent to be dispersed at this time, it is preferable to select a solvent in which the resin fine particles do not swell.
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。
トナー粒子を製造する方法としては、結着樹脂及び着色剤、その他の内添物を溶融混練し、混練物を冷却後、粉砕及び分級する粉砕方法、懸濁重合方法を用いて直接トナー粒子を生成する方法、単量体は可溶であるが、得られる重合体は不溶である水系有機溶剤を用いて直接トナー粒子を生成する分散重合方法、又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法による製造方法等が挙げられる。さらに、トナーの形状を制御するために各種製造方法により得られたトナー粒子を機械的処理、熱風で処理する乾式法、溶剤を使用する湿式法のいずれの方法によって球形化することも可能である。
Next, a method for producing the toner of the present invention will be described.
As a method for producing toner particles, a binder resin, a colorant, and other internal additives are melt-kneaded, and after cooling the kneaded product, pulverization and classification are performed. Method to produce, monomer is soluble, polymer obtained is insoluble In dispersion polymerization method to produce toner particles directly using aqueous organic solvent, or direct polymerization in the presence of water-soluble polar polymerization initiator And a production method by an emulsion polymerization method typified by a soap-free polymerization method for producing toner particles. Further, the toner particles obtained by various production methods for controlling the shape of the toner can be spheroidized by any of a mechanical method, a dry method of treating with hot air, and a wet method using a solvent. .
本発明に用いられるトナーとしては、少なくとも結着樹脂、着色剤、およびワックスを含み、少なくとも熱処理による表面改質がなされたトナーであることが好ましい。 The toner used in the present invention is preferably a toner that contains at least a binder resin, a colorant, and a wax, and has been subjected to surface modification by at least heat treatment.
トナーを熱処理によって表面改質すると、ワックスなどの離型剤を含有するトナーの場合、トナー表面近傍やトナー表面への離型剤の染み出しが多くなる傾向にある。これにより、定着時の離型性が良く低温定着性や耐オフセットが向上する。さらに、トナー表面の微小な凸凹が滑らかになることによって、流動性や帯電安定性等を目的に添加された各種微粉体の偏析や埋め込みが抑制され、その効果が最大限発揮されることになる。また、添加量を少なくすることができ、様々な環境下においても安定した帯電性を得ることができる。尚、トナーに添加する各種微粉体は、熱処理する前に添加しても、熱処理した後に添加しても良い。 When the surface of the toner is modified by heat treatment, in the case of a toner containing a release agent such as wax, the release agent oozes out near the toner surface or on the toner surface. Thereby, the releasability at the time of fixing is good, and the low-temperature fixing property and the offset resistance are improved. Furthermore, by smoothing the fine irregularities on the surface of the toner, segregation and embedding of various fine powders added for the purpose of fluidity and charging stability are suppressed, and the effect is maximized. . Further, the addition amount can be reduced, and stable chargeability can be obtained even under various environments. Various fine powders added to the toner may be added before the heat treatment or after the heat treatment.
一方、熱処理によって表面改質されたトナーは、一部、トナー粒子同士の合一化が生じたり、凝集性が高くなりトナーの凝集体が生じる場合がある。しかし、本発明の方法によれば、合一したトナーや凝集体が、現像剤中に存在したとしても、現像剤溜まりの上面に浮き上がり優先的に排出されることが推測される。 On the other hand, the toner whose surface has been modified by heat treatment may cause the toner particles to coalesce with each other, or the cohesiveness may be increased, resulting in toner aggregation. However, according to the method of the present invention, it is presumed that even if the united toner or aggregate is present in the developer, it floats on the upper surface of the developer reservoir and is preferentially discharged.
粉砕方法でのトナー製造手順について説明する。
原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等が挙げられる。
A toner manufacturing procedure in the pulverization method will be described.
In the raw material mixing step, a predetermined amount of at least a binder resin, a colorant, and a release agent are weighed and mixed as an internal toner additive. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, and a Nauter mixer.
更に、上記で配合し、混合したトナー原料を溶融混練して、結着樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させる。その溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。近年では、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。 Further, the toner raw materials blended and mixed as described above are melt-kneaded to melt the binder resin, and the colorant and the like are dispersed therein. In the melt-kneading step, for example, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used. In recent years, single-screw or twin-screw extruders have become mainstream due to the advantage of being capable of continuous production. For example, KTK type twin screw extruder manufactured by Kobe Steel, TEM type twin screw extruder manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. In general, a twin-screw extruder manufactured by Kay Sea Kay, a co-kneader manufactured by Buss, or the like is used. Furthermore, the colored resin composition obtained by melt-kneading the toner raw material is rolled by a two-roll roll after melt-kneading, and then cooled through a cooling step of cooling by water cooling or the like.
そして一般的には上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕される。その後、必要に応じて慣性分級方式のエル
ボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級し、重量平均粒径3〜11μmのトナー母粒子を得る。
In general, the cooled colored resin composition obtained above is then pulverized to a desired particle size in a pulverization step. In the pulverization step, first, coarse pulverization is performed with a crusher, a hammer mill, a feather mill or the like, and further, pulverization is performed with a kryptron system manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., a super rotor manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd. or the like. After that, if necessary, classification is performed using a classifier such as an inertia class elbow jet (manufactured by Nippon Steel & Mining Co., Ltd.), centrifugal class turbo plex (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and the weight
必要に応じて、表面改質工程で表面改質(球形化処理)を行ってもよい。トナーを球形化する装置としては、例えば、粒子表面を熱溶融させて球形化させるサーフィージョン(日本ニューマチック社製)、熱風式球形化装置(ホソカワミクロン社製)等の熱処理装置等が挙げられる。或いは機械的衝撃処理によって粒子表面を球形化するハイブリダイザー(奈良機械社製)やターボミル(ターボ工業社製)、クリプトロン(川崎重工社製)、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)などがある。 If necessary, surface modification (spheronization treatment) may be performed in the surface modification step. Examples of the apparatus for spheroidizing the toner include heat treatment apparatuses such as surffusion (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) for hot-melting the particle surface and spheroidizing apparatus (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.). . Alternatively, there are a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), a turbo mill (manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.), a kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd.), a mechano-fusion system (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) and the like.
また、本発明おいては、少なくとも結着樹脂、着色剤、およびワックスを含むトナー組成物を有機溶媒中に溶解または分散させて調整された混合溶液を、水系媒体中にて懸濁造粒し、該有機溶媒を除去して得られるトナーも好ましく用いられる。 In the present invention, a mixed solution prepared by dissolving or dispersing a toner composition containing at least a binder resin, a colorant, and a wax in an organic solvent is suspended and granulated in an aqueous medium. A toner obtained by removing the organic solvent is also preferably used.
溶解懸濁造粒法でのトナー製造手順について説明する。
溶解懸濁造粒法は、モノマーをあらかじめ重合させ、所望の分子量分布が得られるように重合温度、重合時間を調整する。これに磁性金属微粒子、離型剤、着色剤、ならびに重合性単量体、重合開始剤を加えた後、これを無機、あるいは有機の分散剤存在下において、機械的せん断力を与え懸濁させた後、攪拌せん断を与えながら、熱エネルギーを付与することによって重合体粒子を得てトナー粒子を形成する製造方法である。
A toner production procedure in the dissolution suspension granulation method will be described.
In the dissolution suspension granulation method, monomers are polymerized in advance, and the polymerization temperature and polymerization time are adjusted so that a desired molecular weight distribution is obtained. After adding magnetic metal fine particles, release agent, colorant, polymerizable monomer and polymerization initiator to this, it is suspended by applying mechanical shear force in the presence of inorganic or organic dispersant. After that, the toner particles are formed by obtaining polymer particles by applying thermal energy while applying stirring shear.
上記トナーと磁性キャリアとを混合して現像器内での二成分系現像剤として使用する場合、トナーと磁性キャリアの混合比率は、現像剤中のトナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。 When the toner and the magnetic carrier are mixed and used as a two-component developer in the developing device, the mixing ratio of the toner and the magnetic carrier is 2 to 15% by mass as the toner concentration in the developer, preferably When it is 4 to 13% by mass, good results are usually obtained. If the toner concentration is less than 2% by mass, the image density tends to decrease, and if it exceeds 15% by mass, fogging or in-machine scattering tends to occur.
本発明において補給用現像剤を調整する場合、トナー及び磁性キャリアを所定量秤量し、混合機にて混合する。なお、補給用現像剤のトナー及び磁性キャリアの混合比率(質量比)は前述の通りである。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等が挙げられる。この中でもV型ミキサーが磁性キャリアの分散性、トナーの帯電立ち上がり
を考えると好ましい。
In the present invention, when adjusting the replenishment developer, a predetermined amount of toner and magnetic carrier are weighed and mixed in a mixer. The mixing ratio (mass ratio) of toner and magnetic carrier in the replenishment developer is as described above. Examples of the mixing device include a double-con mixer, a V-type mixer, a drum-type mixer, a super mixer, a Henschel mixer, and a Nauter mixer. Among these, the V-type mixer is preferable in consideration of the dispersibility of the magnetic carrier and the charge rising of the toner.
本発明の画像形成方法について詳しく説明する。
本発明の画像形成方法を用いた現像同時クリーニング方式の一例を図1に示す。図1において、静電潜像担持体である電子写真感光体1はb方向に回転する。感光体1は帯電手段である帯電装置2により帯電され、帯電した感光体1表面には、静電潜像形成手段である露光装置3によりレーザー光Lを投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4により静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5により転写材Pに転写される。この転写手段において、転写されずに感光体表面に残った転写残トナーは、前述の帯電手段、静電潜像形成手段を経て、再度現像に供されるかもしくは現像装置に回収される。
The image forming method of the present invention will be described in detail.
An example of a simultaneous development cleaning method using the image forming method of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, an electrophotographic photosensitive member 1 serving as an electrostatic latent image carrier rotates in the b direction. The photosensitive member 1 is charged by a
ここで、本発明の画像形成方法の各工程に関して、更に詳しく説明する。
帯電工程は、感光体の表面に電荷を付与して電子写真感光体を帯電させる手段であれば特に限定されない。帯電手段には、コロナ帯電手段のように、電子写真感光体に対して非接触で電子写真感光体を帯電させる装置や、導電性のローラやブレードを電子写真感光体に接触させて電子写真感光体を帯電させる装置が使用可能である。
Here, each step of the image forming method of the present invention will be described in more detail.
The charging step is not particularly limited as long as it is a means for charging the surface of the photoconductor to charge the electrophotographic photoconductor. As the charging means, a device for charging the electrophotographic photosensitive member without contact with the electrophotographic photosensitive member, such as a corona charging means, or an electrophotographic photosensitive member by contacting a conductive roller or blade with the electrophotographic photosensitive member. Devices that charge the body can be used.
本発明においては、帯電生成物の観点から接触帯電方式が好ましい。従来の非接触帯電方式であるコロナ放電は、多量に生じるオゾンが、空気中の窒素と反応して窒素酸化物(NOx)となり、更にこれらの窒素酸化物が空気中の水分と反応して硝酸となって感光体の表面に付着して、感光体の表面の抵抗を低下させやすい。これに対して、接触帯電方式はオゾンの発生量が格段に少なく、帯電生成物による感光体表面の抵抗の変化は小さくなる。又、接触帯電方式であることで、感光体との接触領域において、転写残トナー中に含まれる無機微粒子の研磨作用により、画像流れの原因である帯電生成物を効率よく除去できるので更に好ましい。 In the present invention, the contact charging method is preferable from the viewpoint of the charged product. Corona discharge, which is a conventional non-contact charging method, generates a large amount of ozone that reacts with nitrogen in the air to form nitrogen oxides (NOx), and these nitrogen oxides react with moisture in the air to form nitric acid. It adheres to the surface of the photoreceptor and tends to reduce the resistance of the surface of the photoreceptor. On the other hand, in the contact charging method, the amount of ozone generated is remarkably small, and the change in the resistance of the photoreceptor surface due to the charged product is small. Further, the contact charging method is more preferable because the charged product that causes the image flow can be efficiently removed by the polishing action of the inorganic fine particles contained in the transfer residual toner in the contact area with the photoreceptor.
接触帯電方式には、ローラ帯電方式のような放電帯電機構を用いたものと、磁気ブラシ帯電方式のような直接注入帯電機構がある。 The contact charging method includes a discharge charging mechanism such as a roller charging method and a direct injection charging mechanism such as a magnetic brush charging method.
放電帯電機構は、接触帯電部材と被帯電体との隙間に生じる放電現象により被帯電体の表面が帯電する機構である。放電帯電系は接触帯電部材と被帯電体に一定の放電しきい値を有するため、被帯電体電位より大きな電圧を接触帯電部材に印加する必要がある。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段に少ないが、原理的に帯電生成物を生じる。 The discharge charging mechanism is a mechanism in which the surface of the member to be charged is charged by a discharge phenomenon that occurs in the gap between the contact charging member and the member to be charged. Since the discharge charging system has a constant discharge threshold value for the contact charging member and the member to be charged, it is necessary to apply a voltage larger than the potential of the member to be charged to the contact charging member. In addition, the amount of generation is much smaller than that of a corona charger, but in principle, a charged product is generated.
放電による接触帯電部材としては、導電性ローラ(帯電ローラ)を用いたローラ帯電方式(ローラ帯電装置)が放電の安定性という点で好ましく、広く用いられている。この放電用帯電ローラは、導電あるいは中抵抗のゴム材あるいは発泡体を基層としてローラ状に形成した上に、その表面が高抵抗層で作製されてもよい。この構成において、放電現象はローラと被帯電体の接触部から少し離れた数十μmの隙間で起きる。従って、放電現象を安定化するために、ローラ表面にある層(以下、表面層という)は平坦で、表面の平均粗さRaで1.0μm以下であり、ローラ硬度も高い表面を有していることが好ましい。また、放電によるローラ帯電は印加電圧が高く、ピンホール(被帯電体膜の損傷による基盤の露出)があると、その周辺にまで電圧降下が及び帯電不良を生じやすい。従って、表面層の表面抵抗は1011Ω以上にすることが、電圧降下を防止するという点で好ましい。 As a contact charging member by discharge, a roller charging method (roller charging device) using a conductive roller (charging roller) is preferable in terms of discharge stability and is widely used. The discharge charging roller may be formed in a roller shape using a conductive or medium resistance rubber material or foam as a base layer, and the surface thereof may be made of a high resistance layer. In this configuration, the discharge phenomenon occurs in a gap of several tens of μm that is slightly away from the contact portion between the roller and the member to be charged. Therefore, in order to stabilize the discharge phenomenon, a layer on the roller surface (hereinafter referred to as a surface layer) is flat, has an average surface roughness Ra of 1.0 μm or less, and has a surface with high roller hardness. Preferably it is. In addition, the roller charging due to the discharge has a high applied voltage, and if there is a pinhole (exposed substrate due to damage to the film to be charged), a voltage drop and a charging failure are likely to occur around it. Accordingly, the surface resistance of the surface layer is preferably 10 11 Ω or more from the viewpoint of preventing a voltage drop.
直接注入帯電機構は、接触帯電部材と被帯電体との分子レベルでの接触により、直接に電荷の授受をすることにより被帯電体の表面を帯電(充電)する帯電機構である。直接帯電あるいは注入帯電とも称される。 The direct injection charging mechanism is a charging mechanism that charges (charges) the surface of a member to be charged by directly transferring and receiving charges by contacting the contact charging member and the member to be charged at the molecular level. It is also called direct charging or injection charging.
注入による接触帯電部材としては、磁気ブラシを用いた磁気ブラシ帯電方式(磁気ブラシ帯電装置)が好ましく用いられる。磁気ブラシ帯電は、接触帯電部材として導電性磁性粒子をマグネットロール等で磁気拘束してブラシ状に形成した磁気ブラシ部を有する部材を用い、その磁気ブラシ部を被帯電体である感光体に接触させ、所定の帯電バイアスを印加して感光体面を所定の極性・電位に帯電させるものである。 As the contact charging member by injection, a magnetic brush charging method (magnetic brush charging device) using a magnetic brush is preferably used. The magnetic brush charging uses a member having a magnetic brush portion formed in a brush shape by magnetically constraining conductive magnetic particles with a magnet roll or the like as a contact charging member, and the magnetic brush portion is contacted with a photosensitive member as a charged body. Then, a predetermined charging bias is applied to charge the photoreceptor surface to a predetermined polarity and potential.
磁気ブラシ部を構成させる導電性磁性粒子として、個数基準で平均粒径5〜50μmの粒子を用い、感光体と十分速度差を設けることで、均一に直接注入帯電を行うことが好ましい。磁気ブラシ帯電には、機器構成が複雑であること、磁気ブラシ部を構成している導電性磁性粒子が脱落して感光体に付着する等の弊害もある。 It is preferable to perform direct injection charging uniformly by using particles having an average particle diameter of 5 to 50 μm on a number basis as the conductive magnetic particles constituting the magnetic brush portion and providing a sufficient speed difference from the photoreceptor. Magnetic brush charging also has problems such as complicated equipment configuration and conductive magnetic particles constituting the magnetic brush portion falling off and adhering to the photoreceptor.
導電性磁性粒子の平均粒径は、走査電子顕微鏡(100〜5000倍)によりランダムに粒径0.1μm以上の導電性磁性粒子を300個以上抽出し、デジタイザーにより水平方向フェレ径をもって粒径として測定し、導電性磁性粒子の個数平均粒径を算出するものとする。 The average particle size of the conductive magnetic particles is determined by randomly extracting 300 or more conductive magnetic particles having a particle size of 0.1 μm or more with a scanning electron microscope (100 to 5000 times), and using a digitizer as a particle size with a horizontal ferret diameter. Measure and calculate the number average particle diameter of the conductive magnetic particles.
直接注入帯電機構においては、接触帯電部材と被帯電体の電位差は数V〜数十V程度で
ある。帯電電位は印加電圧と等しく、放電を生じる電圧差もない。また、帯電に必要な電圧は低く抑えられる。この直接帯電系はイオンの発生を伴わないため放電生成物による弊害は生じない。つまり、オゾンの発生も無く低電力の点で優れた帯電方式である。
In the direct injection charging mechanism, the potential difference between the contact charging member and the member to be charged is about several volts to several tens of volts. The charging potential is equal to the applied voltage, and there is no voltage difference that causes discharge. In addition, the voltage required for charging can be kept low. Since this direct charging system does not involve the generation of ions, no adverse effects caused by the discharge products occur. That is, it is a charging method that is excellent in terms of low power without generating ozone.
接触帯電方式の機構としては、上記の2つの方法が挙げられるが、いずれも従来のコロナ放電を用いた非接触帯電方式における多量のオゾン発生も無く、帯電生成物の抑制や低電力の観点から好適に用いられる。 As the mechanism of the contact charging method, the above two methods can be mentioned, but neither of them generates a large amount of ozone in the conventional non-contact charging method using corona discharge, from the viewpoint of suppression of charged products and low power. Preferably used.
静電潜像形成工程は、露光手段として公知の露光装置が使用できる。例えば、光源は半導体レーザまたは発光ダイオードが用いられ、ポリゴンミラー、レンズ、ミラーから成る走査光学系ユニットを用いることができる。 In the electrostatic latent image forming step, a known exposure apparatus can be used as the exposure means. For example, a semiconductor laser or a light emitting diode is used as the light source, and a scanning optical system unit including a polygon mirror, a lens, and a mirror can be used.
現像工程は、二成分系現像方法が用いられる。
二成分系現像方法としては、磁石を内包した現像剤担持体(現像スリーブ)上にトナーと磁性キャリアを有する二成分系現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを現像剤層厚規制部材により所定の層厚にコートした後、感光体に対向する現像領域へと搬送し、該現像領域においては、感光体と現像スリーブの間に所定の現像バイアスを印加しながら、該磁気ブラシを感光体表面に近接/又は接触させることによって、上記静電潜像をトナー像として顕像化する方法である。
In the development process, a two-component development method is used.
As a two-component developing method, a magnetic brush of a two-component developer having toner and a magnetic carrier is formed on a developer carrier (developing sleeve) containing a magnet, and the magnetic brush is used as a developer layer thickness regulating member. After coating to a predetermined layer thickness, the film is transported to a developing area facing the photoconductor, where the magnetic brush is exposed to light while applying a predetermined developing bias between the photoconductor and the developing sleeve. In this method, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by being brought close to or in contact with the body surface.
このように、磁気ブラシを感光体表面に近接/又は接触させることにより、感光体表面への付着物を軽減することができるとともに、トナー中に含有する研磨作用を有する無機微粒子により、感光体表面の付着物を効果的に除去することができるので、好ましく用いられる。 As described above, by bringing the magnetic brush close to or in contact with the surface of the photoconductor, the deposits on the surface of the photoconductor can be reduced, and the surface of the photoconductor can be reduced by the inorganic fine particles contained in the toner. This is preferably used because it can effectively remove the deposits.
このような二成分系現像剤に使用できる磁性キャリアとしては、従来の鉄粉キャリア、フェライトキャリア、あるいは磁性微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁性微粒子分散型樹脂キャリア、多孔質磁性体に樹脂が含浸された樹脂含浸キャリア等が挙げられる。鉄粉キャリアにおいては、キャリア自身の比抵抗が低いために、静電潜像の電荷がキャリアを通してリークしてしまい、静電潜像を乱すことから画像欠陥を生じてしまう場合がある。又、フェライトキャリアにおいては、キャリア自身の比抵抗は比較的高いものの、大きな飽和磁化を有しているために磁気ブラシが剛直となりやすく、トナー画像に磁気ブラシのはき目ムラを生じてしまう場合がある。そのため、磁性微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁性微粒子分散型樹脂キャリア、および多孔質磁性体に樹脂が含浸された樹脂含浸キャリアが好適に用いられる。磁性微粒子分散型樹脂キャリア、および樹脂含浸キャリアは、フェライトキャリアよりも比抵抗が比較的に高く、且つ飽和磁化も小さく、真比重も小さくなることから、静電潜像の電荷リークを防止するとともに、磁気ブラシも剛直になることがないので、画像欠陥やはき目ムラのない良好なトナー画像を形成することができるという点で好ましい。 Magnetic carriers that can be used in such two-component developers include conventional iron powder carriers, ferrite carriers, magnetic fine particle dispersed resin carriers in which magnetic fine particles are dispersed in a binder resin, and porous magnetic materials impregnated with resin. Resin impregnated carriers and the like. In the iron powder carrier, since the specific resistance of the carrier itself is low, the charge of the electrostatic latent image leaks through the carrier, and the electrostatic latent image may be disturbed, thereby causing an image defect. Also, in the ferrite carrier, although the specific resistance of the carrier itself is relatively high, the magnetic brush tends to be stiff due to the large saturation magnetization, and the magnetic brush has uneven spots on the toner image. There is. For this reason, a magnetic fine particle-dispersed resin carrier in which magnetic fine particles are dispersed in a binder resin and a resin-impregnated carrier in which a porous magnetic material is impregnated with a resin are preferably used. The magnetic fine particle-dispersed resin carrier and the resin-impregnated carrier have a relatively higher specific resistance than that of a ferrite carrier, a smaller saturation magnetization, and a smaller true specific gravity. Also, since the magnetic brush does not become rigid, it is preferable in that a good toner image can be formed without image defects and unevenness in the stitches.
転写工程は、コロナ転写手段のように、感光体に対して非接触で感光体表面のトナー像を転写材に転写させる方法や、ローラや無端ベルト状の転写部材を感光体に接触させて感光体表面のトナー像を転写材に転写させる方法が有り、いずれも使用可能である。 In the transfer process, the toner image on the surface of the photoconductor is transferred to the transfer material without contact with the photoconductor, such as corona transfer means, or a roller or an endless belt-shaped transfer member is brought into contact with the photoconductor. There are methods for transferring a toner image on the body surface onto a transfer material, and any method can be used.
本発明においては、帯電工程と同様に、多量のオゾン発生が無く、帯電生成物の抑制や低電力であることの観点から、接触系の転写ローラや、樹脂ベルト、弾性ベルト状の転写部材が好適に用いられる。 In the present invention, as in the charging step, a contact-type transfer roller, a resin belt, or an elastic belt-like transfer member is used from the viewpoint of no generation of a large amount of ozone, suppression of charged products, and low power. Preferably used.
又、本発明の画像形成方法においては、図2に示したように、転写後で帯電工程の前に感光体上の転写残トナーを均して、現像時の転写残トナーの回収率を向上させるために、
即ち、転写残トナーの帯電極性の均一化を目的として、バイアス印加手段を有する均し工程6を更に含むことが好ましい。
Further, in the image forming method of the present invention, as shown in FIG. 2, the transfer residual toner on the photoconductor is leveled after the transfer and before the charging step, thereby improving the recovery rate of the transfer residual toner during development. To make
That is, it is preferable to further include a leveling step 6 having a bias applying means for the purpose of uniformizing the charging polarity of the transfer residual toner.
均し工程6においては、トナーが負帯電性の場合は、転写残トナーを負帯電させるバイアスを印加させることにより、帯電工程での帯電部材への転写残トナーの付着が軽減できるため好ましい。これにより、現像時における転写残トナーの回収率が向上する。また、均し部材としては、ブラシ状のものが好ましく用いられる。更にこのような均し部材は、複数個設けることにより、帯電部材のへの転写残トナーの付着の軽減や、現像時における転写残トナーの回収率が高まるため好ましい。 In the leveling step 6, when the toner is negatively charged, it is preferable to apply a bias for negatively charging the transfer residual toner to reduce adhesion of the transfer residual toner to the charging member in the charging step. This improves the recovery rate of the transfer residual toner during development. Further, as the leveling member, a brush-like member is preferably used. Furthermore, it is preferable to provide a plurality of such leveling members because the transfer residual toner adheres to the charging member and the recovery rate of the transfer residual toner during development increases.
以下に本発明に関わるその他物性の分析・測定方法について述べる。 Hereinafter, methods for analyzing and measuring other physical properties related to the present invention will be described.
<トナーの粒度分布の測定>
測定装置としては、コールターカウンターTA−II或いはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。電解液は、約1%NaCl水溶液を用いる。電解液には、1級塩化ナトリウムを用いて調製された電解液や、例えば、ISOTON(登録商標)−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。
<Measurement of toner particle size distribution>
As a measuring device, Coulter Counter TA-II or Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter Inc.) is used. As the electrolytic solution, an about 1% NaCl aqueous solution is used. As the electrolytic solution, an electrolytic solution prepared using primary sodium chloride or, for example, ISOTON (registered trademark) -II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used.
測定方法としては、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塩酸)を、0.1〜5mlを加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理し、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、前記測定装置により、試料の体積及び個数をチャンネルごとに測定して、試料の体積分布と個数分布とを算出する。得られたこれらの分布から、試料の重量平均粒径(D4)を求める。チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。 As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzenesulfone hydrochloride) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of the sample are measured for each channel by the measuring apparatus using a 100 μm aperture as the aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From these obtained distributions, the weight average particle diameter (D4) of the sample is determined. As channels, 2.00 to 2.52 μm; 2.52 to 3.17 μm; 3.17 to 4.00 μm; 4.00 to 5.04 μm; 5.04 to 6.35 μm; 6.35 to 8. 00 μm; 8.00 to 10.08 μm; 10.08 to 12.70 μm; 12.70 to 16.00 μm; 16.00 to 20.20 μm; 20.20 to 25.40 μm; 25.40 to 32.00 μm; 13 channels of 32.00-40.30 μm are used.
<トナーの平均円形度の測定>
トナーの円相当径、円形度及びそれらの頻度分布とは、トナー粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式(1)〜(2)を用いて算出する。
(1): 円相当径=(粒子投影面積/π)1/2×2
(2): 円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
<Measurement of average circularity of toner>
The equivalent circle diameter, circularity, and frequency distribution of the toner are used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the toner particles. In the present invention, the flow type particle image measuring apparatus “FPIA-2100 type” is used. ”(Manufactured by Sysmex Corporation), and calculation is performed using the following formulas (1) to (2).
(1): equivalent circle diameter = (particle projected area / π) 1/2 × 2
(2): Circularity = (perimeter of a circle having the same area as the particle projection area) / (perimeter of the particle projection image)
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、頻度をfciとすると、次式(3)から算出される。
Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define.
In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity.
The average circularity C, which means the average value of the circularity frequency distribution, is calculated from the following equation (3), where the circularity (center value) at the division point i of the particle size distribution is ci and the frequency is fci. .
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その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加えた後、更に測定試料を0.02g加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「Tetora150型」(日科機バイオス社製)を用い、2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。 As a specific measuring method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant therein, followed by further measurement. Add 0.02 g of sample and disperse uniformly. As a means for dispersion, an ultrasonic disperser “Tetora 150 type” (manufactured by Nikka Ki Bios Co., Ltd.) is used, and dispersion treatment is performed for 2 minutes to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not be 40 degreeC or more.
トナー粒子の形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のカラートナー粒子濃度が3000〜1万個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、2μm未満のデータをカットして、トナー粒子の平均円形度を求める。 To measure the shape of the toner particles, the flow type particle image measuring device is used, and the concentration of the dispersion is readjusted so that the color toner particle concentration at the time of measurement is 3000 to 10,000 particles / μl. Measure more than one. After the measurement, this data is used to cut data less than 2 μm, and the average circularity of the toner particles is obtained.
<GPCによる分子量の測定(トナー)>
ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.60質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、103〜2×106の分子量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組み合わせるのが良く、例えば、Waters社製のμ−styragel 500、103、104、105の組み合わせや、昭和電工社製のshodex KA−801、802、803、804、805、806、807の組み合わせが好ましい。
<Measurement of molecular weight by GPC (toner)>
The molecular weight of the chromatogram by gel permeation chromatograph (GPC) is measured under the following conditions.
Resin with stabilized column in a heat chamber at 40 ° C., tetrahydrofuran (THF) as a solvent was allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml / min, and the sample concentration was adjusted to 0.05 to 0.60% by mass. Measurement is performed by injecting 50 to 200 μl of a THF sample solution. An RI (refractive index) detector is used as the detector. As a column, in order to accurately measure a molecular weight region of 10 3 to 2 × 10 6 , it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, μ-styragel 500, 103, 104, 105 manufactured by Waters And combinations of shodex KA-801, 802, 803, 804, 805, 806, and 807 manufactured by Showa Denko KK are preferable.
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical
Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、
1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。
In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, Pressure Chemical
Co. Manufactured by Toyo Soda Kogyo Co., Ltd., with molecular weights of 6 × 10 2 , 2.1 × 10 3 , 4 × 10 3 , 1.75 × 10 4 , 5.1 × 10 4 ,
It is appropriate to use 1.1 × 10 5 , 3.9 × 10 5 , 8.6 × 10 5 , 2 × 10 6 , 4.48 × 10 6 , and use at least about 10 standard polystyrene samples. It is.
<ワックスの最大吸熱ピークの測定>
ワックス及びトナーの最大吸熱ピークは、示差走査熱量測定装置(DSC測定装置)、DSC2920(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いて、ASTM D3418−82に準じて測定することができる。
<Measurement of maximum endothermic peak of wax>
The maximum endothermic peak of the wax and toner can be measured according to ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter (DSC measuring device) and DSC2920 (TA Instruments Japan).
測定方法としては、5〜20mg、好ましくは10mgの測定試料を精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/min、常温常湿下で測定を行う。この昇温過程で、温度30〜200℃の範囲における吸熱ピークが得られる。複数個のピークが存在する場合、樹脂に起因する吸熱ピーク以上の領域におけるベースラインからの高さが一番高いものを最大吸熱ピークとする。 As a measuring method, 5 to 20 mg, preferably 10 mg of a measurement sample is accurately weighed. This is put in an aluminum pan, and an empty aluminum pan is used as a reference, and measurement is performed at a temperature rising rate of 10 ° C./min and normal temperature and normal humidity within a measurement temperature range of 30 to 200 ° C. In this temperature raising process, an endothermic peak in the temperature range of 30 to 200 ° C. is obtained. When there are a plurality of peaks, the highest endothermic peak is the one having the highest height from the baseline in the region above the endothermic peak due to the resin.
<キャリアの粒度分布及び円形度>
キャリアの粒度分布及び平均円形度は、体積基準の平均円形度であることが好ましい。体積基準の平均円形度は、マルチイメージアナライザー(ベックマン・コールター社製)を用いて、以下のようにして測定される。
<Carrier particle size distribution and circularity>
The particle size distribution and average circularity of the carrier are preferably volume-based average circularity. The volume-based average circularity is measured as follows using a multi-image analyzer (manufactured by Beckman Coulter).
約1%NaCl水溶液とグリセリンとを、50体積%:50体積%で混合した溶液を電解液として用いる。ここでNaCl水溶液は、一級塩化ナトリウムを用いて調製されればよく、例えばISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)であってもよい。グリセリンは、特級あるいは一級の試薬であればよい。
電解液(約30ml)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塩酸)を、0.1〜1.0mlを加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料が懸濁された電解液を、超音波分散器で約1分間分散処理して、分散液を得る。
アパーチャーとして200μmアパーチャー、20倍のレンズを用いて、以下の測定条件で円相当径および円形度を算出する。
測定フレーム内平均輝度:220〜230、測定フレーム設定:300、SH(スレシュホールド):50、2値化レベル:180
ガラス測定容器に電解液、および前記分散液を入れて、測定容器中のキャリア粒子の濃度を5〜10体積%とする。ガラス測定容器内容物を最大撹拌スピードで撹拌する。サンプルの吸引圧を10kPaにする。キャリア比重が大きく沈降しやすい場合は、測定時間を15〜30分とする。また、5〜10分ごとに測定を中断して、サンプル液の補充および電解溶液−グリセリン混合溶液の補充を行う。
A solution obtained by mixing about 1% NaCl aqueous solution and glycerin at 50% by volume: 50% by volume is used as the electrolytic solution. Here, the NaCl aqueous solution may be prepared using primary sodium chloride, and may be, for example, ISOTON (registered trademark) -II (manufactured by Coulter Scientific Japan). Glycerin may be a special grade or first grade reagent.
To the electrolytic solution (about 30 ml), 0.1 to 1.0 ml of a surfactant (preferably alkylbenzenesulfone hydrochloride) is added as a dispersant, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 minute with an ultrasonic disperser to obtain a dispersion.
Using a 200 μm aperture and a 20 × lens as the aperture, the equivalent circle diameter and circularity are calculated under the following measurement conditions.
Average luminance within measurement frame: 220 to 230, measurement frame setting: 300, SH (threshold): 50, binary level: 180
The electrolytic solution and the dispersion liquid are put into a glass measuring container, and the concentration of carrier particles in the measuring container is set to 5 to 10% by volume. Stir the contents of the glass measuring container at the maximum stirring speed. The sample suction pressure is 10 kPa. When the carrier specific gravity is large and the sedimentation is likely to occur, the measurement time is 15 to 30 minutes. Further, the measurement is interrupted every 5 to 10 minutes to replenish the sample solution and the electrolytic solution-glycerin mixed solution.
測定個数は2000個とする。測定終了後、本体ソフトにより、粒子画像画面でピンぼけ画像、凝集粒子(複数同時測定)などの除去を行う。
キャリアの円形度および円相当径は、下記式(4)(5)で算出される。
The number of measurements is 2000. After the measurement is finished, the main body software removes a defocused image, aggregated particles (multiple simultaneous measurements), etc. on the particle image screen.
The circularity and equivalent circle diameter of the carrier are calculated by the following formulas (4) and (5).
円形度=(4×Area)/(MaxLength2×π) (4)
円相当径=√4・Area/π (5)
Circularity = (4 × Area) / (MaxLength 2 × π) (4)
Equivalent circle diameter = √4 · Area / π (5)
ここで、「Area」とは二値化されたキャリア粒子像の投影面積であり、「MaxLength」とは該キャリア粒子像の最大径と定義される。円相当径は、「Area」を真円の面積としたときの真円の直径で表される。円相当径は、4〜100μmを256分割され、体積基準で対数表示して用いる。これ用い、体積分布基準の50%粒径(D50)を求める。 Here, “Area” is the projected area of the binarized carrier particle image, and “MaxLength” is defined as the maximum diameter of the carrier particle image. The equivalent circle diameter is represented by the diameter of a perfect circle when “Area” is the area of the perfect circle. The equivalent circle diameter is divided into 4 to 100 μm in 256, and is used by logarithmically displaying on a volume basis. Using this, the 50% particle size (D50) based on volume distribution is obtained.
<キャリアの真比重>
本発明のキャリア粒子の真比重は、乾式自動密度計オートピクノメータ(ユアサアイオニクス社製)を用いて、気相置換法に基づき測定されることができる。
<True specific gravity of carrier>
The true specific gravity of the carrier particles of the present invention can be measured based on a gas phase substitution method using a dry automatic densimeter autopycnometer (manufactured by Yuasa Ionics).
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
<磁性キャリアの製造例>
(磁性キャリア1の製造例)
MnOを28.5mol%、MgOを3.1mol%、Fe2O3を67.5mol%及びSrCO3を0.9mol%湿式ボールミルで5時間粉砕、混合し、乾燥させた後、900℃で3時間保持し、仮焼成を行なった。これを湿式ボールミルで7時間粉砕し、2μm以下とした。このスラリーにバインダー(ポリビニルアルコール)を3.0重量%添加し、次いでスプレードライヤーにより造粒、乾燥し、体積平均粒径(D50)が40μm程度の造粒品を得た。この造粒品を電気炉にて入れ、窒素ガス中の酸素濃度を2.0vol%に調整した混合ガス中で、1100℃で3時間保持し、本焼成を行なった。その後、解砕し、さらに篩で篩い分けして、体積平均粒径は40μmの磁性キャリアコアAを得た。このコア表面をSEMで観察するとコアの表面に溝が見られた。
<Example of manufacturing magnetic carrier>
(Example of manufacturing magnetic carrier 1)
MnO and 28.5mol%, MgO and 3.1 mol%, Fe 2 O 3 the 67.5Mol% and SrCO 3 to 5 hours triturated with 0.9 mol% wet ball mill, and mixed, dried, 3 at 900 ° C. Temporary firing was performed after holding the time. This was pulverized with a wet ball mill for 7 hours to 2 μm or less. To this slurry, 3.0% by weight of binder (polyvinyl alcohol) was added, and then granulated and dried with a spray dryer to obtain a granulated product having a volume average particle size (D50) of about 40 μm. This granulated product was put in an electric furnace, and held at 1100 ° C. for 3 hours in a mixed gas in which the oxygen concentration in nitrogen gas was adjusted to 2.0 vol%, followed by firing. Thereafter, it was crushed and further sieved to obtain a magnetic carrier core A having a volume average particle size of 40 μm. When this core surface was observed with an SEM, grooves were found on the core surface.
ストレートシリコーン(信越化学社製KR255(固形分換算)) 100質量部
シラン系カップリング剤(γ−アミノプロピルエトキシシラン) 10質量部
カーボンブラック(個数平均粒径30nm、DBP吸油量50ml/100g)
10質量部
上記成分をキシレン300質量部と混合して、磁性キャリア樹脂被覆溶液とした。この樹脂被覆溶液を用いて70℃に加熱した流動床を用いて撹拌しながら、磁性キャリアコアAに対してストレートシリコーン樹脂基準で13.0質量%となるように流動床による一般的な塗布および加熱などによる溶媒除去操作を行った。さらに、オーブンを用いて、230℃で2.5時間の処理を行い、解砕、篩による分級処理を行い、磁性キャリア1を得た。得られた磁性キャリアの物性を表1に示す。
Straight silicone (KR255 (solid content conversion) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 parts by mass Silane coupling agent (γ-aminopropylethoxysilane) 10 parts by mass Carbon black (number average particle size 30 nm, DBP oil absorption 50 ml / 100 g)
10 parts by mass The above components were mixed with 300 parts by mass of xylene to obtain a magnetic carrier resin coating solution. While stirring using a fluidized bed heated to 70 ° C. using this resin coating solution, a general application using a fluidized bed and a magnetic carrier core A so as to be 13.0% by mass based on the straight silicone resin and Solvent removal operation such as heating was performed. Furthermore, the magnetic carrier 1 was obtained by performing a treatment for 2.5 hours at 230 ° C. using an oven, crushing, and classifying with a sieve. Table 1 shows the physical properties of the obtained magnetic carrier.
(磁性キャリア2、3の製造例)
磁性キャリアを被覆する被覆樹脂量を13.0質量%から、それぞれ18.0質量%、7.0質量%に変えること以外は磁性キャリア1と同様にして、磁性キャリア2、3を得
た。得られた磁性キャリアの物性を表1に示す。
(Example of manufacturing
(磁性キャリア4の製造例)
本焼成の温度を1100℃から1400℃にすること以外は磁性キャリアコアAと同様にして磁性キャリアコアBを得た。このコア表面をSEMで観察するとコア表面の溝が少なく、磁性キャリアコアAと比べると平滑な表面性であった。
磁性キャリアコアBを使用すること以外は磁性キャリア1と同様にして、磁性キャリア
4を得た。得られた磁性キャリアの物性を表1に示す。
(Example of manufacturing magnetic carrier 4)
A magnetic carrier core B was obtained in the same manner as the magnetic carrier core A except that the temperature of the main firing was changed from 1100 ° C. to 1400 ° C. When this core surface was observed by SEM, there were few grooves on the core surface, and the surface property was smoother than that of the magnetic carrier core A.
A
(磁性キャリア5の製造例)
個数平均粒径0.30μm、(10000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ75Am2/kg)のマグネタイト粉に対して、4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、微粒子を処理した。
(Example of manufacturing magnetic carrier 5)
4.0 mass% silane coupling agent (3%) with respect to the magnetite powder having a number average particle size of 0.30 μm and (magnetization strength of 75 Am 2 / kg under a magnetic field of 10,000 / 4π (kA / m)) -(2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane) was added, and the mixture was stirred and mixed at a high speed at 100 ° C. or higher in the container to treat the fine particles.
・フェノール 13質量部
・ホルムアルデヒド溶液 6質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 81質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水20質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性体分散樹脂キャリアコアCを得た。
・ Phenol 13 parts ・ Formaldehyde solution 6 parts (
-Treated magnetite 81 parts by mass The above material, 5% by mass of 28% ammonia water, and 20 parts by mass of water are placed in a flask, and the temperature is raised and maintained at 85 ° C. for 30 minutes while stirring and mixing, and polymerized for 3 hours. The resulting phenolic resin was cured. Thereafter, the cured phenol resin was cooled to 30 ° C., water was further added, the supernatant was removed, the precipitate was washed with water, and then air-dried. Subsequently, this was dried under reduced pressure (5 mmHg or less) at a temperature of 60 ° C. to obtain a spherical magnetic material-dispersed resin carrier core C in which a magnetic material was dispersed.
コート材として、メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体(共重合比(質量%比)8:2、重量平均分子量45,000)を用い、これがコート時に前記磁性体分散樹脂キャリアコアC 100質量部に対して1質量部となるように、メチルエチルケトン及びトルエンの混合溶媒を溶媒として10質量%の前記メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体を含有するキャリアコート溶液を作製した。また、このキャリアコート溶液に、メラミン樹脂(個数平均粒径0.2μm)0.5質量部、カーボンブラック(個数平均粒径30nm、DBP吸油量50ml/100g)1.0質量部をホモジナイザーによりよく混合する。ついで、この混合溶液に前記磁性体分散樹脂キャリアコアCを投入し、これに剪断応力を連続して加えながら溶媒を70℃で揮発させて、磁性体分散樹脂キャリアコアC表面へ前記メチルメタクリレー
トとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体をコートした。
As a coating material, a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate (copolymerization ratio (mass% ratio) 8: 2, weight average molecular weight 45,000) is used, and this is the magnetic material dispersed resin carrier core C at the time of coating. A carrier coat solution containing 10% by mass of a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate was prepared using a mixed solvent of methyl ethyl ketone and toluene as a solvent so as to be 1 part by mass with respect to 100 parts by mass. In addition, 0.5 parts by mass of melamine resin (number average particle size 0.2 μm) and 1.0 part by mass of carbon black (number average particle size 30 nm, DBP oil absorption 50 ml / 100 g) may be added to the carrier coat solution using a homogenizer. Mix. Next, the magnetic material-dispersed resin carrier core C is added to the mixed solution, and a solvent is volatilized at 70 ° C. while continuously applying a shear stress to the mixed solution. Copolymers with perfluorooctyl acrylate were coated.
前記メチルメタクリレートとパーフルオロオクチルアクリレートとの共重合体でコートされた樹脂コート磁性体分散樹脂キャリアコアCを100℃で2時間撹拌することによって熱処理後、冷却、解砕し、200メッシュの篩で分級して、個数平均粒子径29μm、真比重2.8g/cm3、平均円形度0.916、の磁性キャリア5を得た。得られた磁性キャリア5の物性を表1に示す。 The resin-coated magnetic material-dispersed resin carrier core C coated with a copolymer of methyl methacrylate and perfluorooctyl acrylate is heat-treated by stirring at 100 ° C. for 2 hours, and then cooled and crushed. Classification was performed to obtain a magnetic carrier 5 having a number average particle diameter of 29 μm, a true specific gravity of 2.8 g / cm 3 and an average circularity of 0.916. Table 1 shows the physical properties of the magnetic carrier 5 obtained.
(磁性キャリア6の製造例)
下記の原材料配合を変更した以外は、磁性体分散樹脂キャリアコアCと同様にして、磁性体分散樹脂キャリアコアDを得た。
・フェノール 20質量部
・ホルムアルデヒド溶液 10質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 70質量部
さらに、磁性体分散樹脂キャリアコアDを使用すること以外は、磁性キャリア5と同様にして、磁性キャリア6を得た。得られた磁性キャリア6の物性を表1に示す。
(Example of manufacturing magnetic carrier 6)
A magnetic material dispersed resin carrier core D was obtained in the same manner as the magnetic material dispersed resin carrier core C except that the following raw material composition was changed.
・
-Treated magnetite 70 parts by mass Further, a magnetic carrier 6 was obtained in the same manner as the magnetic carrier 5 except that the magnetic material-dispersed resin carrier core D was used. Table 1 shows the physical properties of the magnetic carrier 6 obtained.
(磁性キャリア7の製造例)
Fe2O3;80モル%、MnO;4.0モル%、MgO;16モル%の混合物を、ボールミルを用いて10時間混合した。得られた混合物を800℃で2時間仮焼し、仮焼された混合物をボールミルで粉砕した。得られた粉砕物の平均粒径は0.2μmであった。
得られた粉砕物に、水(粉砕物に対して300質量%)とポリビニルアルコール(粉砕物に対して10質量%)、CaCO3(粉砕物に対して5質量%)を加え、さらにスプレードライヤーにより造粒した。造粒物を980℃で10時間焼結した後に粉砕し、さらに分級することによりMn−MgフェライトキャリアコアEを得た。このMn−MgフェライトキャリアコアEの平均粒径(D50)は44μmであった。
(Example of manufacturing magnetic carrier 7)
A mixture of Fe 2 O 3 ; 80 mol%, MnO; 4.0 mol%, MgO; 16 mol% was mixed for 10 hours using a ball mill. The obtained mixture was calcined at 800 ° C. for 2 hours, and the calcined mixture was pulverized with a ball mill. The average particle size of the obtained pulverized product was 0.2 μm.
Water (300% by mass with respect to the pulverized product), polyvinyl alcohol (10% by mass with respect to the pulverized product) and CaCO 3 (5% by mass with respect to the pulverized product) are added to the obtained pulverized product, and further a spray dryer. Was granulated. The granulated material was sintered at 980 ° C. for 10 hours, then pulverized and further classified to obtain Mn—Mg ferrite carrier core E. The average particle diameter (D50) of this Mn—Mg ferrite carrier core E was 44 μm.
有機基がすべてメチル基であるT単位:有機基がすべてメチル基であるD単位=85:15となるように配合したシロキサン12質量部、およびγ−アミノプロピルトリメトキシシラン0.3質量部、トルエン200質量部の混合液を、上記キャリアコアE100質量部に添加して、さらに溶液減圧ニーダーで撹拌混合しながら減圧乾燥して溶剤を除去した。得られた粒子を、140℃で2時間焼き付け処理して磁性キャリア7を得た。得られた磁性キャリア7の物性を表1に示す。 T unit in which all organic groups are methyl groups: 12 parts by mass of siloxane formulated so that D units in which all organic groups are methyl groups = 85: 15, and 0.3 parts by mass of γ-aminopropyltrimethoxysilane, A mixed liquid of 200 parts by mass of toluene was added to 100 parts by mass of the carrier core E, and the solvent was removed by drying under reduced pressure while stirring and mixing with a solution vacuum kneader. The obtained particles were baked at 140 ° C. for 2 hours to obtain a magnetic carrier 7. Table 1 shows the physical properties of the magnetic carrier 7 obtained.
次に、本発明に用いたトナーについて示す。
<結着樹脂の製造例>
(ハイブリッド樹脂製造例)
ビニル系共重合体として、スチレン2.00mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.23mol、フマル酸0.15mol、α−メチルスチレンの2量体0.02mol、ジクミルパーオキサイド0.07molを滴下ロートに入れる。また、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸1.5mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体、架橋剤及び重合開始剤を4時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4時間反応せしめてハイブリッド樹脂(Mw:3.1×104、Mn:2.9×103)を得た。
Next, the toner used in the present invention will be described.
<Example of binder resin production>
(Example of hybrid resin production)
As a vinyl copolymer, 2.00 mol of styrene, 0.23 mol of 2-ethylhexyl acrylate, 0.15 mol of fumaric acid, 0.02 mol of dimer of α-methylstyrene, and 0.07 mol of dicumyl peroxide are put into a dropping funnel. . In addition, 7.0 mol of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane; 0 mol, 3.0 mol of terephthalic acid, 1.5 mol of trimellitic anhydride, 5.0 mol of fumaric acid and 0.2 g of dibutyltin oxide are placed in a 4-liter four-necked flask made of glass, a thermometer, a stirring rod, a condenser and nitrogen The introduction tube was installed and placed in a mantle heater. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually increased while stirring, and while stirring at a temperature of 145 ° C., the monomer of the vinyl resin, the crosslinking agent and the polymerization initiator were added from the previous dropping funnel. It was dripped over 4 hours. Next, the temperature was raised to 200 ° C. and reacted for 4 hours to obtain a hybrid resin (Mw: 3.1 × 10 4 , Mn: 2.9 × 10 3 ).
<トナーの製造例>
(トナー1の製造例)
・ハイブリッド樹脂 100質量部
・ワックス(ノルマルハ゜ラフィン、DSCピーク温度:76℃、Mn:580)
5質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
・シアン顔料(Pigment Blue15:3) 5質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で材料温度を130℃で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で15μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を慣性分級方式のエルボージェットにより分級を行い、次いで、熱風式球形化装置(ホソカワミクロン社製)によって170℃で球形化処理を行い、平均円形度0.965、重量平均粒径(D4)は5.5μmのトナー粒子1(Mw:3.6×104、Mn:3.1×103)を得た。
<Example of toner production>
(Production example of toner 1)
・ Hybrid resin 100 parts by mass ・ Wax (normal olefin, DSC peak temperature: 76 ° C., Mn: 580)
5 parts by mass · 1,4-di-t-butylsalicylic acid aluminum compound 1 part by mass · Cyan pigment (Pigment Blue 15: 3) 5 parts by mass Preliminarily mixed with a Henschel mixer with the above formulation, twin screw extrusion kneader The material temperature was melt-kneaded at 130 ° C., cooled, and roughly crushed to about 1 to 2 mm using a hammer mill, and then finely pulverized to a particle size of 15 μm or less by an air jet type pulverizer. Further, the obtained finely pulverized product was classified by an inertia class elbow jet, and then subjected to spheronization treatment at 170 ° C. with a hot air spheronizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), with an average circularity of 0.965 and a weight average Toner particles 1 (Mw: 3.6 × 10 4 , Mn: 3.1 × 10 3 ) having a particle diameter (D4) of 5.5 μm were obtained.
上記トナー粒子1を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET比表面積=62m2/g、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー1とした。得られたトナーの物性を表2に示す。 To 100 parts by mass of the toner particles 1, 1.0% by mass of acicular titanium oxide fine powder (BET specific surface area = 62 m 2 / g, treated with 10% by mass of isobutylsilane coupling agent) was externally added by a Henschel mixer. Thus, Toner 1 was obtained. Table 2 shows the physical properties of the obtained toner.
(トナー2の製造例)
球形化処理の温度条件を190℃に変えたこと以外は、トナー1と同様にして、平均円形度0.982、重量平均粒径(D4)は5.7μmのトナー粒子2を得た。
上記トナー粒子2を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー2とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Production example of toner 2)
(トナー3の製造例)
トナー1の製造例において、熱風式球形化装置を用いる代わりに、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用い、機械的衝撃処理による球形化処理を行い、平均円形度0.954、重量平均粒径(D4)は5.4μmのトナー粒子3を得た。
上記トナー粒子3を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー3とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Production example of toner 3)
In the toner 1 production example, instead of using a hot-air spheronizer, a mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) is used to perform spheronization by mechanical impact treatment, with an average circularity of 0.954 and a weight average particle size. In (D4), 5.4
(トナー4の製造例)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物720質量部、イソフタル酸270質量部およびジブチルチンオキサ
イド2質量部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに31質量部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188質量部と2時間反応を行い、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得た。
次いでプレポリマー(A)270質量部とイソホロンジアミン15質量部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量65000のウレア変性ポリエステル系樹脂(i)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、テレフタル酸276質量部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5000の変性されていないポリエステル(a)を得た。
ウレア変性ポリエステル系樹脂(i)200質量部と変性されていないポリエステル(a)800質量部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(1)を単離した。
(Production example of toner 4)
Into a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 720 parts by mass of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 270 parts by mass of isophthalic acid and 2 parts by mass of dibutyltin oxide were added. The reaction was continued for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, followed by cooling to 160 ° C., and 31 parts by mass of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Subsequently, it cooled to 80 degreeC and reacted with 188 mass parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours, and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group was obtained.
Next, 270 parts by mass of prepolymer (A) and 15 parts by mass of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain a urea-modified polyester resin (i) having a weight average molecular weight of 65,000.
In the same manner as above, 724 parts by mass of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 276 parts by mass of terephthalic acid were subjected to polycondensation at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and then reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg. A polyester (a) which was not modified was obtained.
200 parts by mass of urea-modified polyester resin (i) and 800 parts by mass of unmodified polyester (a) are dissolved and mixed in 2000 parts of a mixed solvent of ethyl acetate / MEK (1/1), and acetic acid in the toner binder (1). An ethyl / MEK solution was obtained. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate toner binder (1).
ビーカー内に前記のトナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液240質量部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25mpa・s)20部
、C.I.Pigment Blue 15:3の生顔料5質量部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させて、トナー材料溶液を得た。
別のビーカー内にイオン交換水706質量部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、平均円形度0.986、重量平均粒径(D4)は5.6μmのトナー粒子4(Mw:8.4×103、Mn:3.2×103)を得
た。
In a beaker, 240 parts by mass of the ethyl acetate / MEK solution of the toner binder (1), 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melting point: 81 ° C., melt viscosity: 25 mpa · s), C.I. I. Pigment Blue 15: 3 raw pigment (5 parts by mass) was added, stirred at 12000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed to obtain a toner material solution.
In another beaker, 706 parts by mass of ion-exchanged water, 294 parts by mass of hydroxyapatite 10% suspension (Superite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), and 0.2 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. . Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. The mixture was then transferred to a Kolben equipped with a stirrer and a thermometer, and the temperature was raised to 98 ° C. to remove the solvent, followed by filtration, washing, drying, air classification, average circularity of 0.986, and weight average Toner particles 4 (Mw: 8.4 × 10 3 , Mn: 3.2 × 10 3 ) with a particle size (D4) of 5.6 μm were obtained.
上記トナー粒子4を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー4とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(トナー5の製造例)
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂
(共重合比80:20、Mw14,000) 50 質量部
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂
(共重合比80:20、Mw300,000) 50 質量部
・C.I.ピグメンブルー15:3 5 質量部
・融点105℃のフィッシャートロプシュワックス 2.5質量部
・融点78℃のパラフィンワックス 2 質量部
上記の処方で十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押出し混練機で材料温度を150℃で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で15μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を慣性分級方式のエルボージェットにより分級を行い、次いで、熱風式球形化装置(ホソカワミクロン社製)によって240℃で球形化処理を行い、平均円形度0.995、重量平均粒径(D4)は6.2μmのトナー粒子5(Mw:2.1×105、Mp:1.2×104)を得た。
上記トナー粒子5を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー5とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Production example of toner 5)
・ Styrene-n-butyl acrylate copolymer resin (copolymerization ratio 80:20, Mw 14,000) 50 parts by massStyrene-n-butyl acrylate copolymer resin (copolymerization ratio 80:20, Mw 300,000) 50 parts by mass・ C. I. Pigment blue 15: 3 5 parts by mass Fischer-Tropsch wax having a melting point of 105 ° C. 2.5 parts by mass, paraffin wax having a melting point of 78 ° C. 2 parts by mass Preliminarily mixed with a Henschel mixer in the above formulation, and using a twin screw extruder kneader The material temperature was melt-kneaded at 150 ° C., and after cooling, coarsely pulverized to about 1 to 2 mm using a hammer mill, and then finely pulverized to a particle size of 15 μm or less with an air jet type pulverizer. Further, the obtained finely pulverized product was classified by an inertia classification type elbow jet, and then subjected to spheronization treatment at 240 ° C. by a hot air spheronizer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), with an average circularity of 0.995 and a weight average Toner particles 5 having a particle diameter (D4) of 6.2 μm (Mw: 2.1 × 10 5 , Mp: 1.2 × 10 4 ) were obtained.
Toner 5 is obtained by externally adding 1.0% by mass of acicular titanium oxide fine powder (BET = 62, treatment with 10% by mass of isobutylsilane coupling agent) to 100 parts by mass of toner particle 5 using a Henschel mixer. . Table 2 shows the physical properties of the obtained toner.
(トナー6の製造例)
トナー5の製造例において、熱風式球形化装置を用いる代わりに、メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を用い、機械的衝撃処理による球形化処理を行い、平均円形度0.951、重量平均粒径(D4)は5.8μmのトナー粒子6を得た。
上記トナー粒子6を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー6とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Production example of toner 6)
In the toner 5 production example, instead of using a hot-air spheronizer, a mechano-fusion system (manufactured by Hosokawa Micron) is used to perform spheronization by mechanical impact treatment, with an average circularity of 0.951 and a weight average particle size. (D4) gave toner particles 6 of 5.8 μm.
Toner 6 is obtained by externally adding 1.0% by mass of acicular titanium oxide fine powder (BET = 62, treated with 10% by mass of isobutylsilane coupling agent) to 100 parts by mass of the toner particles 6 using a Henschel mixer. . Table 2 shows the physical properties of the obtained toner.
(トナー7の製造例)
トナー1の製造例において、球形化処理を行わなかったこと以外は、トナー1と同様にして、平均円形度0.920、重量平均粒径(D4)は5.9μmのトナー粒子7を得た。
上記トナー粒子7を100質量部に対して、針状酸化チタン微粉体(BET=62、イソブチルシランカップリング剤10質量%処理)1.0質量%をヘンシェルミキサーにより外添してトナー7とした。得られたトナーの物性を表2に示す。
(Production example of toner 7)
In the production example of the toner 1, toner particles 7 having an average circularity of 0.920 and a weight average particle diameter (D4) of 5.9 μm were obtained in the same manner as the toner 1 except that the spheroidizing treatment was not performed. .
Toner 7 is obtained by externally adding 1.0% by mass of acicular titanium oxide fine powder (BET = 62, treatment with 10% by mass of isobutylsilane coupling agent) to 100 parts by mass of toner particle 7 using a Henschel mixer. . Table 2 shows the physical properties of the obtained toner.
<実施例1>
磁性キャリア1を93質量部とトナー1を7質量部加え、V型混合機により混合し現像
剤1とした。一方、磁性キャリア1を15質量部とトナー1を85質量部を加え、V型混
合機により混合し補給用現像剤1とした。
<Example 1>
A developer 1 was prepared by adding 93 parts by mass of magnetic carrier 1 and 7 parts by mass of toner 1 and mixing them with a V-type mixer. On the other hand, 15 parts by mass of magnetic carrier 1 and 85 parts by mass of toner 1 were added and mixed with a V-type mixer to obtain replenishment developer 1.
得られた現像剤1及び補給用現像剤1をキヤノン製フルカラー複写機 iRC3200改造機
(現像器内に現像剤排出口を設け、過剰になった現像剤を外部に排出することを可能にした)のシアンステーションを用い、各環境で初期の画像濃度が1.40になる様に現像コントラストを調整し単色モードで画出し評価を行った。画像濃度は後述の方法で測定する。
評価モードとしては、まず常温低湿環境下(N/L)(23℃/5%RH)にてA4用
紙(CLC80g紙、キヤノン販売社製)を用いて画像面積が5%のオリジナル原稿を使用して5万枚の耐久試験を行った。その後、評価機を高温高湿環境下(H/H)(30.
0℃/80%RH)に移動し、A4用紙(CLC80g紙、キヤノン販売社製)を用いて画像面積が20%のオリジナル原稿を使用して5万枚の耐久試験を行った。
また常温常湿環境下(N/N)(23℃、50%RH)にて、同様にA4用紙(CLC
80g紙、キヤノン販売社製)を用いて画像面積が5%のオリジナル原稿を使用して20万枚の耐久試験を行った。
それぞれの測定条件及び評価基準と、得られた(1)〜(5)の評価結果を表4に示す。
The obtained developer 1 and replenishment developer 1 are converted to Canon full color copier iRC3200 (provided with a developer discharge port inside the developer so that excess developer can be discharged to the outside) The development contrast was adjusted so that the initial image density was 1.40 in each environment, and image output evaluation was performed in a single color mode. The image density is measured by the method described later.
As an evaluation mode, an original document with an image area of 5% is first used using A4 paper (CLC80g paper, manufactured by Canon Sales) in a normal temperature and low humidity environment (N / L) (23 ° C./5% RH). A durability test of 50,000 sheets was conducted. Thereafter, the evaluation machine is placed under a high-temperature and high-humidity environment (H / H) (30.
0 ° C./80% RH), and an endurance test of 50,000 sheets was performed using an original document having an image area of 20% using A4 paper (CLC 80 g paper, manufactured by Canon Sales Co., Ltd.).
Similarly, under normal temperature and humidity (N / N) (23 ° C., 50% RH), A4 paper (CLC)
A durability test of 200,000 sheets was performed using an original document having an image area of 5% using 80 g paper (manufactured by Canon Sales Co., Ltd.).
Table 4 shows the respective measurement conditions and evaluation criteria, and the obtained evaluation results (1) to (5).
(1)融着及びフィルミング
高温高湿環境下での画像出力が終了した後、30H画像を形成し、この画像及び感光体表面を目視にて観察し、前記画像のベタ均一性の再現性について以下の指標で評価した。なお、30H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白とし、FFHをベタ画像とするときのハーフトーン画像である。
A:画像上にスジ・ムラがなく、感光体表面にも融着及びフィルミングは無い。
B:スジ・ムラはないが、感光体表面に軽微な融着及びフィルミングが見受けられる。
C:ややスジ・ムラが見受けられ、感光体表面に融着及びフィルミングが見受けられる(実用レベル下限)。
D:スジ・ムラが多く、顕著な感光体表面の融着及びフィルミングが観察される(実用不可レベル)。
(1) Fusion and filming After the image output in a high-temperature and high-humidity environment is completed, a 30H image is formed, the image and the surface of the photoreceptor are visually observed, and the reproducibility of the solid uniformity of the image. Was evaluated with the following indicators. Note that the 30H image is a halftone image when 256 gradations are displayed in hexadecimal, 00H is solid white, and FFH is solid.
A: There are no streaks or unevenness on the image, and there is no fusion or filming on the surface of the photoreceptor.
B: There are no streaks or unevenness, but slight fusing and filming are observed on the surface of the photoreceptor.
C: Slight streaks / unevenness is observed, and fusion and filming are observed on the surface of the photosensitive member (lower limit for practical use).
D: There are many streaks and irregularities, and remarkable fusion and filming of the photoreceptor surface are observed (impractical level).
(2)耐久安定性
常温低湿環境下、及び高温高湿環境下での画像出力が終了した後、ベタ画像の画像濃度(初期設定濃度:1.40)をそれぞれ測定し、初期との濃度差を算出した。この濃度差をトナーの耐久安定性の指標とした。なお、画像濃度は前記したX−Riteカラー反射濃度計(X−rite社製、X−rite 500Series)で測定し、6点の平均値を用いた。
A:非常に良好(0.08未満)
B:良好(0.08以上、0.15未満)
C:普通(0.15以上、0.25未満)
D:悪い(0.25以上)
(2) Durability and stability After image output under normal temperature and low humidity environment and high temperature and high humidity environment, measure the density of solid image (initial density: 1.40), respectively. Was calculated. This density difference was used as an index of the durability stability of the toner. The image density was measured with the above-described X-Rite color reflection densitometer (X-rite 500 Series, manufactured by X-rite), and an average value of 6 points was used.
A: Very good (less than 0.08)
B: Good (0.08 or more, less than 0.15)
C: Normal (0.15 or more, less than 0.25)
D: Bad (over 0.25)
(3)転写効率
常温常湿環境下において、初期、及び画像出力が終了した後、感光体上のトナー載り量が、0.55mg/cm2になるように感光体の電位コントラストを調整し、転写紙上に転写した画像と、感光体上の転写残画像の画像濃度をX−Riteカラー反射濃度計を用いて測定した。
測定に際しては、転写紙上の画像及び感光体上の画像部分の転写残トナーをポリエステルテープ(ニチバン社製)を用いて採取し、このテープを紙上に貼付したものの画像濃度を測定した。得られた画像濃度から転写紙及び感光体上の現像剤の載り量を換算し転写紙上への転写効率を求めた。なお、転写電流は転写効率が最高になるように調整した値を用いた。感光体の転写残部分をテーピングし紙上に貼って得られた画像濃度をD1とし、紙上に転写された現像剤上にテーピングし紙上に貼って得られた画像濃度をD2とし、下記式により転写効率を算出した。
転写効率(%)=D2/(D1+D2)×100
得られた転写効率を、以下の評価基準に基づいて評価した。
A:非常に良好 (転写効率 94%以上)
B:良好 (転写効率 90%以上、94%未満)
C:普通 (転写効率 85%以上、90%未満)
D:悪い (転写効率 85%未満)
(3) Transfer efficiency In a normal temperature and normal humidity environment, the potential contrast of the photoconductor is adjusted so that the amount of applied toner on the photoconductor is 0.55 mg / cm 2 after the initial and image output. The image density of the image transferred on the transfer paper and the transfer residual image on the photosensitive member were measured using an X-Rite color reflection densitometer.
In the measurement, the transfer residual toner of the image on the transfer paper and the image portion on the photosensitive member was collected using a polyester tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.), and the image density of the tape stuck on the paper was measured. From the obtained image density, the loading amount of the developer on the transfer paper and the photoconductor was converted to obtain the transfer efficiency onto the transfer paper. The transfer current used was adjusted to maximize transfer efficiency. D1 is the image density obtained by taping the remaining transfer portion of the photoreceptor and sticking it on the paper, and D2 is the image density obtained by taping on the developer transferred onto the paper and sticking it on the paper. Efficiency was calculated.
Transfer efficiency (%) = D2 / (D1 + D2) × 100
The obtained transfer efficiency was evaluated based on the following evaluation criteria.
A: Very good (transfer efficiency 94% or more)
B: Good (transfer efficiency 90% or more, less than 94%)
C: Normal (transfer efficiency 85% or more, less than 90%)
D: Poor (transfer efficiency less than 85%)
(4)ドット再現性
常温常湿環境下において初期、及び画像出力が終了した後、30H画像を形成しこの画像を目視にて観察し、前記画像のドットの再現性について以下の基準に基づき評価した。
A:全くガサツキを感じなく、なめらかである。
B:ガサツキを余り感じない。
C:ややガサツキ感はあるが、実用上問題ないレベルである。
D:ガサツキ感があり、問題である。
(4) Dot reproducibility Initially and after image output is completed in a room temperature and humidity environment, a 30H image is formed, and this image is visually observed. The dot reproducibility of the image is evaluated based on the following criteria. did.
A: Smooth and smooth.
B: I don't feel a lot of rustling.
C: Although there is a slight feeling of roughness, it is at a level where there is no practical problem.
D: There is a feeling of roughness and is a problem.
(5)カブリ
初期と、常温低湿環境及び、高温高湿環境下での画像出力が終了した後、3日間同環境で放置した後に、カブリを確認した。ベタ白画像を出力した用紙と、同じ未使用の白色紙それぞれの白色度を測定し、白色度の差からカブリを算出した。尚、白色度は色フィルターを搭載したリフレクトメーター(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER
MODEL TC−6DS」)によって測定し、6点の平均値を用いた。
A:非常に良好(1.0%未満)
B:良好(1.0%以上、2.0%未満)
C:普通(2.0%以上、3.5%未満)
D:悪い(3.5%以上)
(5) Fog After the image output in the initial stage, room temperature and low humidity environment, and high temperature and high humidity environment was finished, the image was left for 3 days, and then fog was confirmed. The whiteness of each of the paper on which the solid white image was output and the same unused white paper was measured, and the fog was calculated from the difference in whiteness. The whiteness is a reflectometer equipped with a color filter (“REFLECTOMETER made by Tokyo Denshoku Co., Ltd.).
MODEL TC-6DS "), and an average value of 6 points was used.
A: Very good (less than 1.0%)
B: Good (1.0% or more and less than 2.0%)
C: Normal (2.0% or more, less than 3.5%)
D: Poor (3.5% or more)
<実施例2〜8、参考例9>及び<比較例1〜5>
表3に示す磁性キャリアとトナーの組み合わせ及び質量比で、実施例1と同様の(1)
〜(5)の評価を行った。
これらの(1)〜(5)の評価結果を表4に示す。
<Examples 2 to 8, Reference Example 9 > and <Comparative Examples 1 to 5>
(1) Same as Example 1 with the combination and mass ratio of magnetic carrier and toner shown in Table 3
Evaluation of (5) was performed.
Table 4 shows the evaluation results of (1) to (5).
L.レーザー光
P.転写材
1.電子写真感光体
2.帯電装置
3.露光装置
4.現像装置
5.転写装置
6.均し部材
L. Laser light P.P. 1. Transfer material 1. electrophotographic
Claims (4)
該現像器へは、少なくとも補給用トナーと補給用磁性キャリアを含有する補給用現像剤が補給され、且つ該現像器からは過剰になった磁性キャリアが排出され、
該トナー及び補給用トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、該結着樹脂がポリエステルユニットを有する樹脂であり、
該トナー及び補給用トナーの円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.950〜0.990であり、
該磁性キャリア及び補給用磁性キャリアは、少なくともキャリアコア材及び樹脂成分を有し、該キャリアコア材がポーラス形状であるフェライトであり、該磁性キャリア及び補給用磁性キャリアの真比重が2.5〜4.2g/cm3、
であることを特徴とする画像形成方法。 A two-component developer containing a charging step for charging an electrostatic latent image carrier, an electrostatic latent image forming step for forming an electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier, and a toner and a magnetic carrier The electrostatic latent image is developed using a developing unit that accommodates toner to form a toner image on the electrostatic latent image carrier, and at the same time, the toner remaining on the electrostatic latent image carrier after transfer is recovered. In an image forming method comprising at least a development simultaneous recovery step and a transfer step of transferring a toner image on an electrostatic latent image carrier to an intermediate transfer member or a transfer material,
The developer is replenished with a replenishment developer containing at least replenishment toner and a replenishment magnetic carrier, and excess magnetic carrier is discharged from the developer.
The toner and the replenishing toner contain at least a binder resin and a colorant, and the binder resin is a resin having a polyester unit;
The average circularity of particles having an equivalent circle diameter of 2 μm or more of the toner and the replenishing toner is 0.950 to 0.990,
The magnetic carrier and the supplementary magnetic carrier have at least a carrier core material and a resin component, the carrier core material is a ferrite having a porous shape, and the true specific gravity of the magnetic carrier and the supplementary magnetic carrier is 2.5 to 4.2 g / cm 3 ,
An image forming method characterized by that.
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