JP7743741B2 - Electrostatic image developing carrier, electrostatic image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming method - Google Patents
Electrostatic image developing carrier, electrostatic image developer, process cartridge, image forming apparatus and image forming methodInfo
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Description
本発明は、静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to a carrier for developing electrostatic images, an electrostatic image developer, a process cartridge, an image forming apparatus, and an image forming method.
特許文献1には、磁性を有する芯粒子と、該芯粒子を被覆する被覆層とを含み、形状係数SF-2が、115~150であり、嵩密度が、1.8g/cm3~2.4g/cm3である静電潜像現像用キャリアであって、前記芯粒子の形状係数SF-2が、120~160であり、前記芯粒子の算術平均表面粗さRaが、0.5μm~1.0μmであり、前記被覆層が、樹脂及びフィラーを含有し、該樹脂100質量部に対して、該フィラーを50質量部~500質量部の割合で含有することを特徴とする静電潜像現像用キャリアが開示されている。 Patent Document 1 discloses a carrier for developing electrostatic latent images, which comprises magnetic core particles and a coating layer that coats the core particles, has a shape factor SF-2 of 115 to 150, and a bulk density of 1.8 g/cm 3 to 2.4 g/cm 3 , wherein the shape factor SF-2 of the core particles is 120 to 160, and the arithmetic mean surface roughness Ra of the core particles is 0.5 μm to 1.0 μm, and the coating layer contains a resin and a filler in a ratio of 50 to 500 parts by mass of the filler per 100 parts by mass of the resin.
本発明の課題は、キャリア表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%未満若しくは0.5質量%超の量で有するか、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3未満若しくは1.0超であるか、又は、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%未満若しくは12質量%超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラの少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアを提供することである。 The object of the present invention is to provide a carrier for developing electrostatic images that produces images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to carriers in which particles A are present on the carrier surface in an amount of less than 0.02% by mass or more than 0.5% by mass relative to the total mass of the carrier, or in which the residual rate X of particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 paper images with 30% halftone at 120 pages per minute is less than 0.3 or more than 1.0 in terms of fluorescent X-ray NET intensity, or in which the moisture content of particles A is less than 7% by mass or more than 12% by mass relative to the total mass of particles A.
前記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
<1> 表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%以上0.5質量%以下の量で有し、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3以上1.0以下であり、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%以上12質量%以下である静電荷像現像用キャリア。
<2> 前記粒子Aが、無機酸化物粒子である<1>に記載の静電荷像現像用キャリア。
<3> 前記無機酸化物粒子が、シリカ粒子である<2>に記載の静電荷像現像用キャリア。
<4> 前記粒子Aの算術平均粒径が、60nm以上160nm以下である<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<5> 前記粒子Aの体積抵抗値が、1012Ω以上1015Ω以下である<1>乃至<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<6> 前記キャリアのSF1が、110以上125以下である<1>乃至<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<7> 前記キャリアのSF1が、126以上140以下である<1>乃至<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<8> 前記粒子Aの粒径分布における標準偏差が、8以上12以下である<1>乃至<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<9> 前記粒子Aの真比重が、1.1g/cm3以上2.0g/cm3以下である<1>乃至<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリア。
<10> 前記キャリアが、磁性粒子、及び、前記磁性粒子を被覆する樹脂被覆層を有する<1>~<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像剤。
<11> 前記樹脂被覆層に含まれる樹脂の重量平均分子量が、30万未満である<10>に記載の静電荷像現像剤。
<12> 前記樹脂被覆層に含まれる樹脂の重量平均分子量が、25万未満である<11>に記載の静電荷像現像用キャリア。
<13> 静電荷像現像用トナーと、<1>~<12>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリアとを含む静電荷像現像剤。
<14> <13>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<15> 像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、<13>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置。
<16> 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、<13>に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法。
Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> A carrier for developing electrostatic images, the carrier having particles A on its surface in an amount of 0.02% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the total mass of the carrier, wherein a residual ratio X of the particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 paper images with 30% halftone at 120 pages per minute is 0.3 or more and 1.0 or less, as measured by fluorescent X-ray NET intensity, and the water content of the particles A is 7% by mass or more and 12% by mass or less, based on the total mass of the particles A.
<2> The carrier for developing electrostatic images according to <1>, wherein the particles A are inorganic oxide particles.
<3> The carrier for developing electrostatic images according to <2>, wherein the inorganic oxide particles are silica particles.
<4> The electrostatic image developing carrier according to any one of <1> to <3>, wherein the particles A have an arithmetic mean particle size of 60 nm to 160 nm.
<5> The carrier for developing an electrostatic image according to any one of <1> to <4>, wherein the particle A has a volume resistivity of 10 12 Ω or more and 10 15 Ω or less.
<6> The carrier for developing electrostatic images according to any one of <1> to <5>, wherein SF1 of the carrier is 110 or more and 125 or less.
<7> The carrier for developing electrostatic images according to any one of <1> to <5>, wherein SF1 of the carrier is 126 or more and 140 or less.
<8> The carrier for developing electrostatic images according to any one of <1> to <7>, wherein the particle size distribution of the particles A has a standard deviation of 8 to 12.
<9> The carrier for developing electrostatic images according to any one of <1> to <8>, wherein the true specific gravity of the particles A is 1.1 g/cm 3 or more and 2.0 g/cm 3 or less.
<10> The electrostatic image developer according to any one of <1> to <9>, wherein the carrier has magnetic particles and a resin coating layer that coats the magnetic particles.
<11> The electrostatic image developer according to <10>, wherein the weight average molecular weight of the resin contained in the resin coating layer is less than 300,000.
<12> The electrostatic image developing carrier according to <11>, wherein the weight average molecular weight of the resin contained in the resin coating layer is less than 250,000.
<13> An electrostatic image developer comprising a toner for developing electrostatic images and the carrier for developing electrostatic images according to any one of <1> to <12>.
<14> A process cartridge detachably mounted to an image forming apparatus, which contains the electrostatic image developer according to <13> and includes a developing unit that develops an electrostatic image formed on the surface of an image carrier using the electrostatic image developer into a toner image.
<15> An image forming apparatus comprising: an image carrier; charging means for charging the surface of the image carrier; electrostatic image forming means for forming an electrostatic image on the charged surface of the image carrier; developing means that contains the electrostatic image developer according to <13> and develops the electrostatic image formed on the surface of the image carrier as a toner image using the electrostatic image developer; transfer means that transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium; and fixing means that fixes the toner image transferred to the surface of the recording medium.
<16> An image forming method comprising: a charging step of charging the surface of an image carrier; an electrostatic image forming step of forming an electrostatic image on the charged surface of the image carrier; a developing step of developing the electrostatic image formed on the surface of the image carrier as a toner image using the electrostatic image developer according to <13>; a transfer step of transferring the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium; and a fixing step of fixing the toner image transferred to the surface of the recording medium.
<1>、<2>、<6>、<7>又は<10>に係る発明によれば、キャリア表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%未満若しくは0.5質量%超の量で有するか、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3未満若しくは1.0超であるか、又は、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%未満若しくは12質量%超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラの少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<3>に係る発明によれば、前記無機酸化物粒子が、チタニア粒子である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<4>に係る発明によれば、前記粒子Aの平均粒径が、60nm未満又は160nm超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<5>に係る発明によれば、前記粒子Aの体積抵抗値が、1012Ω未満又は1015Ω超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<8>に係る発明によれば、前記粒子Aの粒径分布における標準偏差が、8未満又は12超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<9>に係る発明によれば、前記粒子Aの真比重が、1.1g/cm3未満又は2.0g/cm3超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<11>に係る発明によれば、前記樹脂被覆層に含まれる樹脂の重量平均分子量が、30万以上である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<12>に係る発明によれば、前記樹脂被覆層に含まれる樹脂の重量平均分子量が、25万以上である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラのより少ない画像が得られる静電荷像現像用キャリアが提供される。
<13>乃至<16>に係る発明によれば、キャリア表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%未満若しくは0.5質量%超の量で有するか、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3未満若しくは1.0超であるか、又は、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%未満若しくは12質量%超である場合に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラの少ない画像が得られる静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
According to the inventions related to <1>, <2>, <6>, <7>, or <10>, there is provided an electrostatic image developing carrier that can provide images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to a carrier having particles A on the carrier surface in an amount of less than 0.02% by mass or more than 0.5% by mass, relative to the total mass of the carrier, a carrier having a residual rate X of particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 paper images with 30% halftone at 120 pages/minute, as measured by fluorescent X-ray NET intensity, of less than 0.3 or more than 1.0, or a carrier having a moisture content of particles A of less than 7% by mass or more than 12% by mass, relative to the total mass of particles A.
According to the invention related to <3>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the inorganic oxide particles are titania particles.
According to the invention related to <4>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the average particle size of the particles A is less than 60 nm or more than 160 nm.
According to the invention related to <5>, there is provided a carrier for developing electrostatic images, which can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the volume resistivity of the particles A is less than 10 12 Ω or more than 10 15 Ω.
According to the invention related to <8>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the standard deviation in the particle size distribution of the particles A is less than 8 or more than 12.
According to the invention related to <9>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the true specific gravity of the particles A is less than 1.1 g/cm3 or more than 2.0 g/cm3.
According to the invention related to <11>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the weight-average molecular weight of the resin contained in the resin coating layer is 300,000 or more.
According to the invention related to <12>, there is provided a carrier for developing electrostatic images that can produce images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to when the weight-average molecular weight of the resin contained in the resin coating layer is 250,000 or more.
According to the inventions pertaining to <13> to <16>, there are provided an electrostatic image developer, a process cartridge, an image forming apparatus, or an image forming method which can provide images with less density unevenness even under high-load printing conditions, compared to a case in which particles A are present on the carrier surface in an amount of less than 0.02% by mass or more than 0.5% by mass, relative to the total mass of the carrier, or in which a residual rate X of particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 paper images with 30% halftone at 120 pages per minute is less than 0.3 or more than 1.0, as measured by fluorescent X-ray NET intensity, or in which the water content of particles A is less than 7% by mass or more than 12% by mass, relative to the total mass of particles A.
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Embodiments of the present disclosure are described below. These descriptions and examples are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the scope of the embodiments.
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。 In this disclosure, numerical ranges indicated using "~" indicate ranges that include the numerical values before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively.
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In the numerical ranges described in stages in this disclosure, the upper or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages. Furthermore, in the numerical ranges described in this disclosure, the upper or lower limit value of that numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In this disclosure, the term "process" refers not only to an independent process, but also to a process that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the intended purpose of that process is achieved.
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。 When embodiments of this disclosure are described with reference to drawings, the configuration of the embodiment is not limited to the configuration shown in the drawings. Furthermore, the sizes of components in each drawing are conceptual, and the relative size relationships between components are not limited to these.
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 In this disclosure, each component may contain multiple types of corresponding substances. When referring to the amount of each component in a composition in this disclosure, if the composition contains multiple substances corresponding to that component, this refers to the total amount of those multiple substances present in the composition, unless otherwise specified.
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。 In this disclosure, multiple types of particles corresponding to each component may be contained. When multiple types of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component refers to the value for a mixture of those multiple types of particles present in the composition, unless otherwise specified.
本開示において「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。 In this disclosure, "(meth)acrylic" means at least one of acrylic and methacrylic, and "(meth)acrylate" means at least one of acrylate and methacrylate.
本開示において、「静電荷像現像用トナー」を「トナー」ともいい、「静電荷像現像用キャリア」を「キャリア」ともいい、「静電荷像現像剤」を「現像剤」ともいう。 In this disclosure, "toner for developing electrostatic images" is also referred to as "toner," "carrier for developing electrostatic images" is also referred to as "carrier," and "electrostatic image developer" is also referred to as "developer."
(静電荷像現像用キャリア)
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリア(以下、単に「キャリア」ともいう。)は、表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%以上0.5質量%以下の量で有し、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3以上1.0以下であり、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%以上12質量%以下である。
(Electrostatic image developing carrier)
The carrier for developing electrostatic images according to the present embodiment (hereinafter also simply referred to as "carrier") has particles A on its surface in an amount of 0.02% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the total mass of the carrier, and after printing 5,000 A4 size images with a halftone of 30% on the entire surface at 120 sheets per minute, the residual ratio X of particles A in the carrier is 0.3 to 1.0, as measured by fluorescent X-ray NET intensity, and the moisture content of the particles A is 7% by mass or more and 12% by mass or less, based on the total mass of the particles A.
本実施形態において、カーボンブラックは無機粒子でないものとする。 In this embodiment, carbon black is not an inorganic particle.
本実施形態に係るキャリアは、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラの少ない画像が得られる(単に、「濃度ムラ抑制性」ともいう。)。その機序として、下記が推測される。 The carrier according to this embodiment produces images with minimal density unevenness, even under high-load printing conditions (also known simply as "density unevenness suppression"). The mechanism behind this is thought to be as follows:
印刷を続けていくと初期の現像中のキャリアから状態が変化し、画像濃度変化及び濃度ムラの発生などの変化として現れやすい。従来、その変化を抑える方法として、シリコーン樹脂又は架橋樹脂などにより被覆したキャリアが提案されている。しかし、これらは帯電付与能力が低く、更にトナーとの親和性が低いことから、磁気ブラシ上でトナー濃度がムラを持ちやすい。その他の方法として、キャリアに低抵抗粒子を付着させ、初期に劣化後の状態を作ることで帯電変化の幅を小さくする方法が提案されている。しかし、この方法は、キャリアとトナーとの間の電荷の移動が振れやすく、帯電状態が安定しないため、高速印刷などの高負荷状態では画像濃度ムラが生じる場合があることを、本発明者らは見出した。
また、現像手段内で長くトナーが留まる場合、トナーとキャリアとの電荷交換が続くため、トナーの外添状態が変化することから、帯電が変化すると推定される。
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアを用いると、キャリア表面に粒子Aが上記量の範囲で存在することで、帯電付与を阻害しにくく、電荷注入を抑えることから、トナーの電荷が安定すると推定される。更に、粒子Aにより、キャリアからのトナー離れが安定し、画像の濃度ムラが抑制され、更に、印刷を続けた時、上記範囲であることで、高負荷な印刷条件(例えば、A4全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で、5,000枚印刷)であっても同様の効果が持続し、また、粒子Aが上記水分率であると、キャリア側に過剰の電荷が移動することで新しいトナーが供給された時における新しいトナーと高負荷を受けたトナーとの相互電荷移動が抑制されることから、高負荷な印刷条件であっても、画像濃度ムラが抑制されると推定される。
As printing continues, the carrier state changes from the initial development state, which is likely to manifest as changes in image density and density unevenness. To date, carriers coated with silicone resins or crosslinked resins have been proposed as a method for suppressing these changes. However, these have low charge-imparting capabilities and low affinity with toner, which makes toner density uneven on the magnetic brush. Another proposed method is to attach low-resistivity particles to the carrier, thereby creating a deteriorated state in the early stages and thereby reducing the extent of charge change. However, the present inventors have found that this method is prone to fluctuations in the transfer of charge between the carrier and toner, resulting in an unstable charge state, which can lead to image density unevenness under high-load conditions such as high-speed printing.
Furthermore, if the toner remains in the developing means for a long time, charge exchange between the toner and the carrier continues, which presumably changes the external additive state of the toner, resulting in a change in the charge.
When the carrier for developing electrostatic images according to the present embodiment is used, the presence of particles A on the carrier surface in the above-mentioned amount range is unlikely to hinder charging and suppresses charge injection, which is presumed to stabilize the charge of the toner. Furthermore, particles A stabilize the separation of the toner from the carrier and suppress uneven density of the image. Furthermore, when printing is continued, the above-mentioned range ensures that the same effect is maintained even under high-load printing conditions (for example, printing 5,000 A4 full-page images with 30% halftone at 120 sheets/minute). Furthermore, when particles A have the above moisture content, excess charge is transferred to the carrier side, which suppresses mutual charge transfer between new toner and toner subjected to high load when new toner is supplied, which is presumed to suppress uneven density of the image even under high-load printing conditions.
以下、本実施形態に係るキャリアの構成を詳細に説明する。 The configuration of the carrier according to this embodiment is explained in detail below.
<粒子A>
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%以上0.5質量%以下の量で有し、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3以上1.0以下であり、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%以上12質量%以下である。
<Particle A>
The carrier for developing electrostatic images according to this embodiment has particles A on its surface in an amount of 0.02% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the total mass of the carrier. After printing 5,000 A4 size images with a halftone of 30% on the entire surface at a speed of 120 sheets per minute, the remaining ratio X of the particles A in the carrier is 0.3 to 1.0, as measured by NET fluorescent X-ray intensity. The water content of the particles A is 7% by mass or more and 12% by mass or less, based on the total mass of the particles A.
粒子Aとしては、シリカ、アルミナ、酸化チタン(チタニア)、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。
これらの中でも、粒子Aは、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、無機粒子であることが好ましく、無機酸化物粒子であることがより好ましく、シリカ粒子、酸化チタン粒子、又は、シリカ-酸化チタン複合粒子であることが更に好ましく、シリカ粒子であることが特に好ましい。
また、シリカ粒子は、沈降法、ゾルゲル法等の湿式法により形成された湿式シリカ粒子であることが好ましい。
Examples of particles A include particles of silica, alumina, titanium oxide (titania), barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, iron oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, and calcium carbonate.
Among these, from the viewpoint of suppressing image density unevenness after high-load printing, particles A are preferably inorganic particles, more preferably inorganic oxide particles, still more preferably silica particles, titanium oxide particles, or silica-titanium oxide composite particles, and particularly preferably silica particles.
The silica particles are preferably wet silica particles formed by a wet method such as a precipitation method or a sol-gel method.
粒子Aは、疎水化処理された粒子であってもよい。
また、粒子Aは、疎水化処理剤により疎水化処理された無機酸化物粒子を含むことが好ましく、疎水化処理されたシリカ粒子を含むことがより好ましい。
The particles A may be particles that have been subjected to a hydrophobic treatment.
Furthermore, the particles A preferably contain inorganic oxide particles that have been hydrophobized with a hydrophobizing agent, and more preferably contain silica particles that have been hydrophobized.
疎水化処理剤としては公知の表面処理剤が挙げられ、具体的には、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、アリルジメチルクロロシラン、ベンジルジメチルクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ヘキサデシルトリメトキシシラン、n-オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等が挙げられる。
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等が挙げられる。
Examples of the hydrophobic treatment agent include known surface treatment agents, and specific examples include silane coupling agents and silicone oils.
Examples of silane coupling agents include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, hydroxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-hexadecyltrimethoxysilane, n-octadecyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and vinyltriacetoxysilane.
Examples of silicone oils include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, and methylphenylpolysiloxane.
-キャリア表面における粒子Aの量-
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアの表面は、粒子Aが外添されており、粒子Aの多くはキャリア表面に付着又はめり込んだ状態で存在しているものと推定され、また、一部の粒子Aは遊離可能な状態で存在していてもよい。
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、表面に粒子Aを、キャリアの全質量に対し、0.02質量%以上0.5質量%以下の量で有し、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、0.03質量%以上0.2質量%以下の量で有することが好ましく、0.03質量%以上0.15質量%以下の量で有することがより好ましく、0.03質量%以上0.1質量%以下の量で有することが特に好ましい。
--Amount of particles A on the carrier surface--
Particles A are externally added to the surface of the carrier for developing electrostatic images in this embodiment, and it is assumed that most of the particles A are present in a state of being attached to or embedded in the carrier surface, and some particles A may also be present in a state where they can be released.
The carrier for developing electrostatic images according to this embodiment has particles A on its surface in an amount of 0.02% by mass or more and 0.5% by mass or less, relative to the total mass of the carrier. From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the amount is preferably 0.03% by mass or more and 0.2% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 0.15% by mass or less, and particularly preferably 0.03% by mass or more and 0.1% by mass or less.
キャリア表面における粒子Aの量の測定は、以下の方法により行うものとする。
蛍光X線のNET強度を用いて、Siの検量線を作成し、測定したキャリアのSi-NET強度から含有量を計算する。
The amount of particles A on the carrier surface is measured by the following method.
A calibration curve for Si is created using the NET intensity of fluorescent X-rays, and the content is calculated from the measured Si-NET intensity of the carrier.
-粒子Aの残存率X-
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアにおいて、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける粒子Aの残存率Xは、蛍光X線NET強度として、0.3以上1.0以下であり、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、0.4以上1.0以下であることが好ましく、0.5以上1.0以下であることがより好ましく、0.7以上1.0以下であることが特に好ましい。
- Residual rate of particle A X -
In the carrier for developing electrostatic images according to the present embodiment, the residual ratio X of particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 size images at 120 sheets per minute with a halftone of 30% is, in terms of fluorescent X-ray NET intensity, 0.3 or more and 1.0 or less, and from the viewpoint of suppressing unevenness in image density after high-load printing, is preferably 0.4 or more and 1.0 or less, more preferably 0.5 or more and 1.0 or less, and particularly preferably 0.7 or more and 1.0 or less.
粒子Aの残存率Xの測定は、以下の方法により行うものとする。
印刷前又は任意の画像で100枚以内の現像剤を16μmメッシュでトナーを除去し、キャリアAを取り出す。除去する方法としては、16μmメッシュのケージを用い、エアーブローで除去する方法などがある。同様に、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後の現像剤からトナーを除去しキャリアBを取り出す。両者の蛍光X線ネット強度を測定し、キャリアAのネット強度α、キャリアBのネット強度βから、残存率X=β/αで求められる。
また、トナーは、後述する実施例におけるトナー1を用いることが好ましい。
The residual rate X of particles A is measured by the following method.
Before printing or after printing any image for up to 100 sheets, the developer is passed through a 16 μm mesh to remove the toner, and carrier A is extracted. Removal methods include using a 16 μm mesh cage and air blowing. Similarly, after printing 5,000 full-page A4 paper images with a 30% halftone at 120 sheets per minute, the toner is removed from the developer and carrier B is extracted. The fluorescent X-ray net intensity of both is measured, and the residual ratio X is calculated from the net strength α of carrier A and the net strength β of carrier B using the equation: X = β/α.
It is also preferable to use the toner 1 in the examples described below.
-粒子Aの含水率-
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%以上12質量%以下であり、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、9質量%以上11質量%以下であることが好ましい。
- Moisture content of particle A -
In the carrier for developing electrostatic images according to this embodiment, the water content of the particles A is 7% by mass or more and 12% by mass or less, relative to the total mass of the particles A, and from the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, it is preferably 9% by mass or more and 11% by mass or less.
本実施形態における粒子Aの水分率の測定方法を、以下に示す。
28℃、85%RH条件で48時間放置した後、加熱型メトラーにより150℃20分間の加熱前後での重量差分より、粒子Aの水分率を求める。
The method for measuring the moisture content of particles A in this embodiment will be described below.
After leaving the particles for 48 hours under conditions of 28°C and 85% RH, the moisture content of the particles A is determined by measuring the weight difference before and after heating at 150°C for 20 minutes using a heated Mettler.
-粒子Aの体積抵抗値-
前記粒子Aの体積抵抗値は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、1012Ω以上1015Ω以下であることが好ましく、5×1012Ω以上5×1014Ω以下であることがより好ましく、1013Ω以上1014Ω以下であることが特に好ましい。
-Volume Resistivity of Particle A-
From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the volume resistivity of the particles A is preferably 10 12 Ω or more and 10 15 Ω or less, more preferably 5 × 10 12 Ω or more and 5 × 10 14 Ω or less, and particularly preferably 10 13 Ω or more and 10 14 Ω or less.
本実施形態における粒子Aの体積抵抗値の測定方法を、以下に示す。
粒子Aの体積抵抗値は、以下に示す方法により測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
2枚の極板を1mmの幅で平行に対峙させ、その間にフェライト粒子を0.20g入れ、断面積2.4cm2の磁石で保持し、1,000Vの印加電圧を掛け、電流値を測定する。得られた電流値から抵抗値を計算する。
The method for measuring the volume resistivity of particles A in this embodiment is as follows.
The volume resistivity of particles A is measured by the following method, in an environment of a temperature of 20° C. and a humidity of 50% RH.
Two electrodes are placed parallel to each other with a width of 1 mm, 0.20 g of ferrite particles are placed between them, and they are held in place by a magnet with a cross-sectional area of 2.4 cm2 . A voltage of 1,000 V is applied and the current value is measured. The resistance value is calculated from the obtained current value.
-粒子Aの算術平均粒径-
前記粒子Aの算術平均粒径は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、10nm以上200nm以下であることが好ましく、60nm以上160nm以下であることがより好ましく、90nm以上140nm以下であることが特に好ましい。
-Arithmetic mean particle size of particle A-
From the viewpoint of suppressing unevenness in image density after high-load printing, the arithmetic mean particle size of the particles A is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 60 nm or more and 160 nm or less, and particularly preferably 90 nm or more and 140 nm or less.
-粒子Aの粒径分布における標準偏差-
前記粒子Aの粒径分布における標準偏差は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、5以上20以下であることが好ましく、8以上12以下であることがより好ましい。
- Standard deviation in particle size distribution of particle A -
The standard deviation in the particle size distribution of the particles A is preferably 5 or more and 20 or less, and more preferably 8 or more and 12 or less, from the viewpoint of suppressing unevenness in image density after high-load printing.
本実施形態において粒子Aの算術平均粒径とは、粒子像と同じ面積をもつ円の直径(いわゆる円相当径)であり、キャリアの電子顕微鏡画像を撮影し、キャリア上の粒子Aを少なくとも300個画像解析して求める。粒子Aの画像処理解析装置に取り込み画像解析を行う。樹脂被覆層中の粒子A(一次粒子)を無作為に300個選び、それぞれの円相当径(nm)を求め、算術平均し、これを粒子Aの平均粒径(nm)とする。
また、粒子Aの前記測定により得られた粒径分布より、標準偏差を算出する。
In this embodiment, the arithmetic average particle size of particles A is the diameter of a circle having the same area as the particle image (so-called circle-equivalent diameter), and is determined by taking an electron microscope image of the carrier and analyzing the image of at least 300 particles A on the carrier. The particles A are imported into an image processing analyzer and subjected to image analysis. 300 particles A (primary particles) in the resin coating layer are randomly selected, and their circle-equivalent diameters (nm) are determined and the arithmetic average is taken, which is the average particle size (nm) of particles A.
Further, the standard deviation is calculated from the particle size distribution of the particles A obtained by the above measurement.
-粒子Aの真比重-
前記粒子Aの真比重は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、1.1g/cm3以上2.0g/cm3以下であることが好ましく、1.3g/cm3以上1.9g/cm3以下であることがより好ましく、1.5g/cm3以上1.9g/cm3以下であることが特に好ましい。
- True specific gravity of particle A -
From the viewpoint of suppressing unevenness in image density after high-load printing, the true specific gravity of the particles A is preferably 1.1 g/cm 3 or more and 2.0 g/cm 3 or less, more preferably 1.3 g/cm 3 or more and 1.9 g/cm 3 or less, and particularly preferably 1.5 g/cm 3 or more and 1.9 g/cm 3 or less.
本実施形態における粒子Aの真比重は、(株)セイシン企業製ピクノメーター法自動粉粒体真比重測定器(商品名「オートトゥルーデンサーMAT-7000」)を用いて測定するものとする。 In this embodiment, the true specific gravity of particle A is measured using an automatic powder/granular true specific gravity measuring instrument (product name "AutoTrueDensor MAT-7000") using the pycnometer method, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.
-粒子Aの外添方法-
粒子Aをキャリア表面に外添する方法としては、特に制限はなく、公知の外添方法が用いられるが、Vブレンダーにより外添する方法が好ましく挙げられる。
Vブレンダーによる外添条件としては、20rpm、20分間が好ましい。
-Method of adding particles A externally-
The method for externally adding the particles A to the carrier surface is not particularly limited, and any known external addition method can be used, but a preferred example is the method of external addition using a V blender.
The external addition conditions using a V-blender are preferably 20 rpm and 20 minutes.
<磁性粒子>
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、粒子Aの残存性、及び、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、磁性粒子、及び、前記磁性粒子を被覆する樹脂被覆層を有することが好ましい。
<Magnetic particles>
From the viewpoint of the residual properties of particles A and the suppression of uneven image density after high-load printing, the carrier for developing electrostatic images according to this embodiment preferably includes magnetic particles and a resin coating layer that coats the magnetic particles.
磁性粒子の体積平均粒径は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、20μm以上50μm以下であることが好ましく、25μm以上34μm以下であることがより好ましく、26μm以上33μm以下であることが更に好ましく、28μm以上32μm以下であることが特に好ましい。
本実施形態における磁性粒子、及び、キャリアの体積平均粒径は、レーザー回折粒度分布測定装置LA-700((株)堀場製作所製)により測定される値とする。具体的には、測定装置により得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて累積50%となる粒子径を体積平均粒径とする。
また、磁性粒子をキャリアから分離する方法としては、有機溶媒により樹脂被覆層を溶解させ、磁性粒子を分離する方法が好適に挙げられる。
キャリアから磁性粒子を分離する方法として、より具体的には、例えば、樹脂被覆キャリア20gをトルエン100mLに入れる。40kHzの条件で超音波を30秒あてる。粒径に合わせ任意のろ紙を用いて磁性粒子と樹脂溶液とを分離する。ろ紙に残った磁性粒子に20mLのトルエンを上から流し、洗浄する。次に、ろ紙に残った磁性粒子を回収する。回収した磁性粒子を同様にトルエン100mLに入れ、40kHzの条件で超音波を30秒あてる。同様にろ過し、20mLのトルエンで洗ったのち、回収する。これを合計10回行う。最後に回収した磁性粒子を乾燥させる。
From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the volume average particle size of the magnetic particles is preferably 20 μm or more and 50 μm or less, more preferably 25 μm or more and 34 μm or less, even more preferably 26 μm or more and 33 μm or less, and particularly preferably 28 μm or more and 32 μm or less.
The volume average particle diameters of the magnetic particles and carrier in this embodiment are values measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device LA-700 (manufactured by Horiba, Ltd.) Specifically, the particle size distribution obtained by the measuring device is divided into particle size ranges (channels), and the particle diameter at which the cumulative volume distribution is subtracted from the small particle size side and cumulative 50% is taken as the volume average particle diameter.
A suitable method for separating the magnetic particles from the carrier is to dissolve the resin coating layer with an organic solvent and then separate the magnetic particles.
More specifically, as a method for separating the magnetic particles from the carrier, for example, 20 g of resin-coated carrier is placed in 100 mL of toluene. Ultrasonic waves are applied at 40 kHz for 30 seconds. The magnetic particles and resin solution are separated using any filter paper appropriate for the particle size. 20 mL of toluene is poured over the magnetic particles remaining on the filter paper to wash them. Next, the magnetic particles remaining on the filter paper are recovered. The recovered magnetic particles are similarly placed in 100 mL of toluene and ultrasonic waves are applied at 40 kHz for 30 seconds. The particles are similarly filtered, washed with 20 mL of toluene, and then recovered. This is repeated 10 times in total. Finally, the recovered magnetic particles are dried.
磁性粒子の材質としては、キャリアの芯材として用いられる公知のものが適用される。
磁性粒子として、具体的には、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属の粒子;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物の粒子;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸磁性粒子;樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散樹脂粒子;などが挙げられる。本実施形態において磁性粒子としては、フェライト粒子が好ましい。
As the material of the magnetic particles, known materials used as the core material of carriers are applied.
Specific examples of magnetic particles include particles of magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt; particles of magnetic oxides such as ferrite and magnetite; resin-impregnated magnetic particles in which porous magnetic powder is impregnated with resin; and magnetic powder-dispersed resin particles in which magnetic powder is dispersed in resin. In this embodiment, ferrite particles are preferred as the magnetic particles.
また、前記磁性粒子は、帯電性、高温高湿環境下における帯電性、及び、濃度変化抑制性の観点から、ストロンチウム元素を含むことが好ましく、ストロンチウム元素を含むフェライト粒子であることがより好ましく、鉄元素、マンガン元素、マグネシウム元素及びストロンチウム元素を含むフェライト粒子であることが特に好ましい。
磁性粒子がストロンチウム元素を含むと、誘電率が上がり、キャリアの容量が向上することにより、帯電量が向上し、高温高湿環境下であっても良好な画像が得られるとともに、濃度変化抑制性にもより優れる。
Furthermore, from the viewpoints of chargeability, chargeability in a high-temperature, high-humidity environment, and suppression of concentration changes, the magnetic particles preferably contain strontium, more preferably are ferrite particles containing strontium, and particularly preferably are ferrite particles containing iron, manganese, magnesium, and strontium.
When the magnetic particles contain strontium, the dielectric constant increases, the capacity of the carrier improves, and the charge amount increases, allowing for good images to be obtained even in high-temperature, high-humidity environments, while also providing better suppression of density changes.
前記磁性粒子におけるストロンチウム元素の含有量は、高温高湿下における画質安定性、及び、濃度変化抑制性の観点から、0.001質量%以上2質量%未満であることが好ましく、0.005質量%以上1.5質量%未満であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%未満であることが特に好ましい。 From the viewpoint of image quality stability and density change suppression under high temperature and high humidity conditions, the content of strontium element in the magnetic particles is preferably 0.001% by mass or more and less than 2% by mass, more preferably 0.005% by mass or more and less than 1.5% by mass, and particularly preferably 0.01% by mass or more and less than 1% by mass.
磁性粒子に含まれるストロンチウム元素の含有量は、蛍光X線分析により測定する。フェライト粒子の蛍光X線分析は、以下の方法で行われる。
蛍光X線解析装置((株)島津製作所製、XRF1500)を用いて、X線出力:40V/70mA、測定面積:直径10mm、測定時間:15分の条件で、定性及び定量分析を実施する。分析する元素は、定性分析で検出された元素をもとに選出する。主には、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、酸素(O)、炭素(C)が選ばれる。別途作成した検量線データを参照して、各元素の質量割合(%)を算出する。
The content of strontium element contained in the magnetic particles is measured by fluorescent X-ray analysis. The fluorescent X-ray analysis of the ferrite particles is carried out by the following method.
Qualitative and quantitative analysis is performed using an X-ray fluorescence analyzer (Shimadzu Corporation, XRF1500) under the following conditions: X-ray output: 40 V/70 mA, measurement area: 10 mm diameter, measurement time: 15 minutes. The elements to be analyzed are selected based on the elements detected in the qualitative analysis. The main elements selected are iron (Fe), manganese (Mn), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), oxygen (O), and carbon (C). The mass percentage (%) of each element is calculated by referring to separately prepared calibration curve data.
磁性粒子の粗さ曲線の算術平均高さRa(JIS B0601:2001)は、0.1μm以上1μm以下が好ましく、0.2μm以上0.8μm以下がより好ましい。
磁性粒子の粗さ曲線の算術平均高さRaは、表面形状測定装置(例えば、(株)キーエンス製「超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9700」)を用いて適切な倍率(例えば、倍率1000倍)で磁性粒子を観察し、カットオフ値0.08mmにて粗さ曲線を得て、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さ10μmを抜き出して求める。磁性粒子100個のRaを算術平均する。
The arithmetic mean height Ra (JIS B0601:2001) of the roughness curve of the magnetic particles is preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 0.8 μm or less.
The arithmetic mean height Ra of the roughness curve of the magnetic particles is determined by observing the magnetic particles at an appropriate magnification (for example, 1000x magnification) using a surface profile measuring device (for example, the "Ultra-Deep Color 3D Profile Measuring Microscope VK-9700" manufactured by Keyence Corporation), obtaining a roughness curve with a cutoff value of 0.08 mm, and extracting a reference length of 10 μm from the roughness curve in the direction of the mean line. The Ra of 100 magnetic particles is then arithmetically averaged.
磁性粒子の磁力は、3,000エルステッドの磁場における飽和磁化が、50emu/g以上が好ましく、60emu/g以上がより好ましい。上記飽和磁化の測定は、振動試料型磁気測定装置VSMP10-15(東英工業(株)製)を用いて行う。測定試料は内径7mm、高さ5mmのセルに詰めて前記装置にセットする。測定は印加磁場を加え、最大3000エルステッドまで掃引する。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製する。カーブのデータより、飽和磁化、残留磁化、保持力を求める。 The magnetic force of the magnetic particles is preferably 50 emu/g or more, more preferably 60 emu/g or more, in terms of saturation magnetization in a magnetic field of 3,000 oersteds. The saturation magnetization is measured using a vibrating sample magnetic measuring device VSMP10-15 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). The measurement sample is placed in a cell with an inner diameter of 7 mm and a height of 5 mm and set in the device. Measurement is performed by applying a magnetic field and sweeping up to a maximum of 3,000 oersteds. The applied magnetic field is then reduced, and a hysteresis curve is created on recording paper. The saturation magnetization, remanent magnetization, and coercive force are determined from the curve data.
磁性粒子の体積電気抵抗(体積抵抗率)は、1×105Ω・cm以上1×109Ω・cm以下が好ましく、1×107Ω・cm以上1×109Ω・cm以下がより好ましい。
磁性粒子の体積電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象物を1mm以上3mm以下の厚さになるように平坦に載せ、層を形成する。この上に前記20cm2の電極板を載せて層を挟み込む。測定対象物間の空隙をなくすため、層上に配置した電極板の上に4kgの荷重をかけてから層の厚み(cm)を測定する。層の上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が103.8V/cmとなるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取る。測定環境は、温度20℃、相対湿度50%とする。測定対象物の体積電気抵抗(Ω・cm)の計算式は、下記式に示す通りである。
R=E×20/(I-I0)/L
上記式中、Rは測定対象物の体積電気抵抗(Ω・cm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、I0は印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lは層の厚み(cm)をそれぞれ表す。係数20は、電極板の面積(cm2)を表す。
The volume electrical resistance (volume resistivity) of the magnetic particles is preferably 1×10 5 Ω·cm or more and 1×10 9 Ω·cm or less, and more preferably 1×10 7 Ω·cm or more and 1×10 9 Ω·cm or less.
The volume resistivity (Ω·cm) of magnetic particles is measured as follows. The object to be measured is placed flat on the surface of a circular jig equipped with a 20 cm2 electrode plate to a thickness of 1 mm to 3 mm, forming a layer. The 20 cm2 electrode plate is placed on top of this to sandwich the layer. To eliminate gaps between the objects to be measured, a 4 kg load is applied to the electrode plate placed on the layer, and then the layer thickness (cm) is measured. The electrodes above and below the layer are connected to an electrometer and a high-voltage power supply generator. A high voltage is applied to both electrodes so that the electric field becomes 103.8 V/cm, and the current value (A) flowing at this time is read. The measurement environment is a temperature of 20°C and a relative humidity of 50%. The formula for calculating the volume resistivity (Ω·cm) of the object to be measured is as shown below.
R=E×20/(I−I 0 )/L
In the above formula, R represents the volume resistivity (Ω·cm) of the object to be measured, E represents the applied voltage (V), I represents the current value (A), I 0 represents the current value (A) at an applied voltage of 0 V, and L represents the layer thickness (cm). The coefficient 20 represents the area of the electrode plate (cm 2 ).
<樹脂被覆層>
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、粒子Aの残存性、及び、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、前記磁性粒子を被覆する樹脂被覆層を有することが好ましく、前記樹脂被覆層が、無機粒子を含むことがより好ましい。
<Resin coating layer>
From the viewpoints of the residual properties of particles A and the suppression of uneven image density after high-load printing, the carrier for developing electrostatic images according to this embodiment preferably has a resin coating layer that coats the magnetic particles, and more preferably the resin coating layer contains inorganic particles.
本実施形態における樹脂被覆層の平均厚さは、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、0.6μm以上1.4μm以下であることが好ましく、0.8μm以上1.2μm以下であることがより好ましく、0.8μm以上1.1μm以下であることが特に好ましい。 In this embodiment, the average thickness of the resin coating layer is preferably 0.6 μm or more and 1.4 μm or less, more preferably 0.8 μm or more and 1.2 μm or less, and particularly preferably 0.8 μm or more and 1.1 μm or less, from the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing.
樹脂被覆層に含まれる無機粒子としては、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等の金属酸化物粒子;硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の金属化合物粒子;金、銀、銅等の金属粒子;などが挙げられる。
これらの中でも、濃度変化抑制性の観点から、シリカ粒子が好ましい。
Examples of inorganic particles contained in the resin coating layer include metal oxide particles such as silica, titanium oxide, zinc oxide, and tin oxide; metal compound particles such as barium sulfate, aluminum borate, and potassium titanate; and metal particles such as gold, silver, and copper.
Among these, silica particles are preferred from the viewpoint of suppressing concentration changes.
樹脂被覆層中の無機粒子の算術平均粒径は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、5nm以上90nm以下であることが好ましく、5nm以上70nm以下であることがより好ましく、5nm以上50nm以下であることが更に好ましく、8nm以上50nm以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the arithmetic mean particle size of the inorganic particles in the resin coating layer is preferably 5 nm or more and 90 nm or less, more preferably 5 nm or more and 70 nm or less, even more preferably 5 nm or more and 50 nm or less, and particularly preferably 8 nm or more and 50 nm or less.
本実施形態において、樹脂被覆層に含まれる無機粒子の平均粒径と、樹脂被覆層の平均厚さとは、下記の方法により求める。
キャリアをエポキシ樹脂で包埋し、ミクロトームで切削し、キャリア断面を作製する。キャリア断面を走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)により撮影したSEM画像を、画像処理解析装置に取り込み画像解析を行う。樹脂被覆層中の無機粒子(一次粒子)を無作為に100個選び、それぞれの円相当径(nm)を求め、算術平均し、これを無機粒子の平均粒径(nm)とする。また、キャリア1粒子あたり10箇所を無作為に選んで樹脂被覆層の厚さ(μm)を測定し、更にキャリア100個について測定し、すべてを算術平均し、これを樹脂被覆層の平均厚さ(μm)とする。
In this embodiment, the average particle size of the inorganic particles contained in the resin coating layer and the average thickness of the resin coating layer are determined by the following method.
The carrier is embedded in epoxy resin and cut with a microtome to prepare a carrier cross section. The SEM image of the carrier cross section taken with a scanning electron microscope (SEM) is imported into an image processing analyzer for image analysis. One hundred inorganic particles (primary particles) in the resin coating layer are randomly selected, and their equivalent circle diameters (nm) are determined and arithmetically averaged to obtain the average particle size (nm) of the inorganic particles. Furthermore, the thickness (μm) of the resin coating layer is measured at ten randomly selected locations per carrier particle. Further measurements are taken for 100 carrier particles, and the arithmetic average of all measurements is obtained to obtain the average thickness (μm) of the resin coating layer.
無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていてもよい。疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を有する公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、アルコキシシラン化合物、シロキサン化合物、シラザン化合物等が挙げられる。これらの中でも、疎水化処理剤は、シラザン化合物が好ましく、ヘキサメチルジシラザンが好ましい。疎水化処理剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。 The surfaces of the inorganic particles may be subjected to a hydrophobic treatment. Examples of hydrophobic treatment agents include known organosilicon compounds having an alkyl group (e.g., methyl, ethyl, propyl, butyl, etc.), and specific examples include alkoxysilane compounds, siloxane compounds, and silazane compounds. Of these, silazane compounds are preferred as hydrophobic treatment agents, with hexamethyldisilazane being preferred. The hydrophobic treatment agents may be used alone or in combination of two or more.
無機粒子を疎水化処理剤による疎水化処理する方法としては、例えば、超臨界二酸化炭素を利用して、超臨界二酸化炭素中に疎水化処理剤を溶解させて、無機粒子表面に疎水化処理剤を付着させる方法;大気中において、疎水化処理剤と前記疎水化処理剤を溶解する溶媒とを含む溶液を無機粒子表面に付与(例えば噴霧又は塗布)して、無機粒子表面に疎水化処理剤を付着させる方法;大気中において、無機粒子分散液に疎水化処理剤と前記疎水化処理剤を溶解する溶媒とを含む溶液を添加して保持した後、無機粒子分散液及び前記溶液の混合溶液を乾燥させる方法;が挙げられる。 Methods for hydrophobizing inorganic particles with a hydrophobizing agent include, for example, a method using supercritical carbon dioxide to dissolve the hydrophobizing agent in supercritical carbon dioxide and adhere the hydrophobizing agent to the surfaces of the inorganic particles; a method in which a solution containing the hydrophobizing agent and a solvent that dissolves the hydrophobizing agent is applied (e.g., sprayed or painted) to the surfaces of inorganic particles in the atmosphere to adhere the hydrophobizing agent to the surfaces of the inorganic particles; and a method in which a solution containing the hydrophobizing agent and a solvent that dissolves the hydrophobizing agent is added to an inorganic particle dispersion in the atmosphere, the mixture is maintained, and then the inorganic particle dispersion and the mixed solution are dried.
樹脂被覆層に含まれる無機粒子の含有量は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、樹脂被覆層の全質量に対して、10質量%以上60質量%以下が好ましく、15質量%以上55質量%以下がより好ましく、20質量%以上50質量%以下が更に好ましい。
樹脂被覆層に含まれるシリカ粒子の含有量は、高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性の観点から、樹脂被覆層の全質量に対して、10質量%以上60質量%以下が好ましく、15質量%以上55質量%以下がより好ましく、20質量%以上50質量%以下が更に好ましい。
From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the content of inorganic particles contained in the resin coating layer is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 55% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, relative to the total mass of the resin coating layer.
From the viewpoint of suppressing uneven image density after high-load printing, the content of silica particles contained in the resin coating layer is preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 55% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, relative to the total mass of the resin coating layer.
樹脂被覆層を構成する樹脂としては、スチレン・アクリル酸共重合体;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニル系又はポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性物;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素・ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂;などが挙げられる。
中でも、樹脂被覆層を構成する樹脂は、帯電性、外添剤付着制御性、及び、画像濃度ムラ抑制性の観点から、アクリル樹脂を含むことが好ましく、アクリル樹脂を、樹脂被覆層中の樹脂の全質量に対し、50質量%以上含むことがより好ましく、アクリル樹脂を、樹脂被覆層中の樹脂の全質量に対し、80質量%以上含むことが特に好ましい。
Examples of resins that constitute the resin coating layer include styrene-acrylic acid copolymers; polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polyvinyl or polyvinylidene resins such as polystyrene, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polyvinyl ketone; vinyl chloride-vinyl acetate copolymers; straight silicone resins consisting of organosiloxane bonds or modified products thereof; fluororesins such as polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polychlorotrifluoroethylene; polyesters; polyurethanes; polycarbonates; amino resins such as urea-formaldehyde resins; and epoxy resins.
In particular, the resin constituting the resin coating layer preferably contains an acrylic resin from the viewpoints of electrostatic chargeability, control of external additive adhesion, and suppression of image density unevenness, more preferably contains 50% by mass or more of the acrylic resin relative to the total mass of the resin in the resin coating layer, and particularly preferably contains 80% by mass or more of the acrylic resin relative to the total mass of the resin in the resin coating layer.
樹脂被覆層は、画像濃度ムラ抑制性の観点から、脂環構造を有するアクリル樹脂を含有することが好ましい。脂環構造を有するアクリル樹脂の重合成分としては、(メタ)アクリル酸の低級アルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数が1以上9以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステル)が好ましく、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの単量体は、1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
脂環構造を有するアクリル樹脂は、重合成分としてシクロヘキシル(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。脂環構造を有するアクリル樹脂に含まれるシクロヘキシル(メタ)アクリレートに由来するモノマー単位の含有量は、脂環構造を有するアクリル樹脂の全質量に対して、75質量%以上100質量%以下が好ましく、85質量%以上100質量%以下がより好ましく、95質量%以上100質量%以下が更に好ましい。
From the viewpoint of suppressing image density unevenness, the resin coating layer preferably contains an acrylic resin having an alicyclic structure. The polymerization component of the acrylic resin having an alicyclic structure is preferably a lower alkyl ester of (meth)acrylic acid (for example, a (meth)acrylic acid alkyl ester having an alkyl group with 1 to 9 carbon atoms), and specific examples thereof include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
The acrylic resin having an alicyclic structure preferably contains cyclohexyl(meth)acrylate as a polymerization component. The content of the monomer unit derived from cyclohexyl(meth)acrylate contained in the acrylic resin having an alicyclic structure is preferably 75% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 85% by mass or more and 100% by mass or less, and even more preferably 95% by mass or more and 100% by mass or less, based on the total mass of the acrylic resin having an alicyclic structure.
前記樹脂被覆層に含まれる樹脂の重量平均分子量は、画像濃度ムラ抑制性の観点から、30万未満であることが好ましく、25万未満であることがより好ましく、5,000以上25万未満であることが更に好ましく、1万以上10万以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of suppressing image density unevenness, the weight-average molecular weight of the resin contained in the resin coating layer is preferably less than 300,000, more preferably less than 250,000, even more preferably 5,000 or more but less than 250,000, and particularly preferably 10,000 or more but less than 100,000.
樹脂被覆層には、帯電や抵抗を制御する目的で、導電性粒子が含まれていてもよい。導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック、前述の無機粒子のなかで導電性を有する粒子が挙げられる。 The resin coating layer may contain conductive particles for the purpose of controlling static charge and resistance. Examples of conductive particles include carbon black and the aforementioned inorganic particles that have conductivity.
樹脂被覆層を磁性粒子表面に形成する方法としては、例えば、湿式製法及び乾式製法が挙げられる。湿式製法は、樹脂被覆層を構成する樹脂を溶解又は分散させる溶剤を用いる製法である。一方、乾式製法は、上記溶剤を用いない製法である。 Methods for forming a resin coating layer on the surface of magnetic particles include, for example, wet and dry processes. A wet process uses a solvent to dissolve or disperse the resin that makes up the resin coating layer. A dry process, on the other hand, does not use the solvent.
湿式製法としては、例えば、磁性粒子を樹脂被覆層形成用樹脂液中に浸漬して被覆する浸漬法;樹脂被覆層形成用樹脂液を磁性粒子表面に噴霧するスプレー法;磁性粒子を流動床中に流動化させた状態で樹脂被覆層形成用樹脂液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中で磁性粒子と樹脂被覆層形成用樹脂液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法;などが挙げられる。これらの製法を繰り返したり、組み合わせたりしてもよい。
湿式製法において用いられる樹脂被覆層形成用樹脂液は、樹脂、無機粒子及びその他の成分を溶剤に溶解又は分散させて調製する。溶剤としては、特に限定されず、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;などが使用される。
Examples of wet manufacturing methods include a dipping method in which magnetic particles are dipped in a resin liquid for forming a resin coating layer to coat them, a spraying method in which a resin liquid for forming a resin coating layer is sprayed onto the surfaces of the magnetic particles, a fluidized bed method in which magnetic particles are fluidized in a fluidized bed and then sprayed with a resin liquid for forming a resin coating layer, and a kneader coater method in which magnetic particles and a resin liquid for forming a resin coating layer are mixed in a kneader coater and the solvent is removed. These manufacturing methods may be repeated or combined.
The resin liquid for forming the resin coating layer used in the wet manufacturing method is prepared by dissolving or dispersing the resin, inorganic particles, and other components in a solvent. The solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane.
乾式製法としては、例えば、磁性粒子と樹脂被覆層形成用樹脂の混合物を乾燥状態で加熱して樹脂被覆層を形成する方法が挙げられる。具体的には例えば、磁性粒子と樹脂被覆層形成用樹脂とを気相中で混合して加熱溶融し、樹脂被覆層を形成する。 An example of a dry manufacturing method is to heat a mixture of magnetic particles and a resin for forming a resin coating layer in a dry state to form a resin coating layer. Specifically, for example, the magnetic particles and the resin for forming the resin coating layer are mixed in a gas phase and heated to melt, forming a resin coating layer.
キャリア表面における磁性粒子の露出面積率は、5%以上30%以下であることが好ましく、7%以上25%以下であることがより好ましく、10%以上25%以下であることが更に好ましい。キャリアにおける磁性粒子の露出面積率は、樹脂被覆層の形成に用いる樹脂の量で制御でき、磁性粒子の量に対する樹脂の量が多いほど露出面積率は小さくなる。 The exposed area ratio of the magnetic particles on the carrier surface is preferably 5% to 30%, more preferably 7% to 25%, and even more preferably 10% to 25%. The exposed area ratio of the magnetic particles on the carrier can be controlled by the amount of resin used to form the resin coating layer; the greater the amount of resin relative to the amount of magnetic particles, the smaller the exposed area ratio.
キャリア表面における磁性粒子の露出面積率は、以下の方法で求める値である。
対象となるキャリアと、対象となるキャリアから樹脂被覆層を除いた磁性粒子とを用意する。キャリアから樹脂被覆層を除く方法としては、例えば、有機溶剤で樹脂成分を溶解させて樹脂被覆層を除去する方法、800℃程度の加熱により樹脂成分を消失させて樹脂被覆層を除去する方法などが挙げられる。キャリアと磁性粒子とをそれぞれ測定試料にして、XPSにより試料表面のFe濃度(atomic%)を定量し、(キャリアのFe濃度)÷(磁性粒子のFe濃度)×100を算出し、磁性粒子の露出面積率(%)とする。
The exposed area ratio of the magnetic particles on the carrier surface is a value determined by the following method.
A target carrier and magnetic particles from which the resin coating layer has been removed are prepared. Methods for removing the resin coating layer from the carrier include, for example, a method of removing the resin coating layer by dissolving the resin component in an organic solvent, and a method of removing the resin coating layer by heating at about 800°C to eliminate the resin component. The carrier and magnetic particles are each used as measurement samples, and the Fe concentration (atomic %) on the sample surface is quantified by XPS, and the exposed area ratio (%) of the magnetic particles is calculated as (Fe concentration of the carrier) ÷ (Fe concentration of the magnetic particles) × 100.
キャリアの体積平均粒径は、濃度変化抑制性の観点から、25μm以上36μm以下が好ましく、26μm以上35μm以下がより好ましく、28μm以上34μm以下が特に好ましい。 From the viewpoint of suppressing concentration changes, the volume average particle size of the carrier is preferably 25 μm or more and 36 μm or less, more preferably 26 μm or more and 35 μm or less, and particularly preferably 28 μm or more and 34 μm or less.
キャリアの形状係数SF1は、110以上140以下であることが好ましく、画像安定性、及び、耐久性の観点からは、110以上125以下であることがより好ましく、帯電性の観点からは、126以上140であることがより好ましい。 The carrier shape factor SF1 is preferably 110 or greater and 140 or less, and from the standpoint of image stability and durability, it is more preferably 110 or greater and 125 or less, and from the standpoint of chargeability, it is more preferably 126 or greater and 140 or less.
本実施形態におけるキャリアの形状係数SF1は、スライドガラス表面に散布したキャリアの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを介してルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個以上のキャリアについて最大長(ML)と投影面積(A)を測定し、ML2/Aの平均値として求めるものとする。 In this embodiment, the shape factor SF1 of the carrier is determined by capturing an optical microscope image of the carrier dispersed on the surface of a slide glass via a video camera into a Luzex image analyzer, measuring the maximum length (ML) and projected area (A) of 100 or more carriers, and calculating the average value of ML 2 /A.
(静電荷像現像剤)
本実施形態に係る現像剤は、本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアと、トナーと、を含む二成分現像剤である。トナーは、トナー粒子と、必要に応じて外添剤と、を含む。
(Electrostatic image developer)
The developer according to this embodiment is a two-component developer containing the electrostatic image developing carrier according to this embodiment and a toner. The toner contains toner particles and, if necessary, an external additive.
現像剤おけるキャリアとトナーとの混合比(質量比)は、キャリア:トナー=100:1乃至100:30が好ましく、100:3乃至100:20がより好ましい。 The mixture ratio (mass ratio) of carrier to toner in the developer is preferably 100:1 to 100:30, and more preferably 100:3 to 100:20.
<トナー粒子>
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
<Toner particles>
The toner particles are composed of, for example, a binder resin, and, if necessary, a colorant, a release agent, and other additives.
-結着樹脂-
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
- Binder resin -
Examples of binder resins include homopolymers of monomers such as styrenes (e.g., styrene, parachlorostyrene, α-methylstyrene, etc.), (meth)acrylic acid esters (e.g., methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, etc.), ethylenically unsaturated nitriles (e.g., acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.), vinyl ethers (e.g., vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether, etc.), vinyl ketones (e.g., vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl isopropenyl ketone, etc.), and olefins (e.g., ethylene, propylene, butadiene, etc.), and vinyl resins made of copolymers of two or more of these monomers.
Examples of the binder resin include non-vinyl resins such as epoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyamide resins, cellulose resins, polyether resins, and modified rosin, mixtures of these with the vinyl resins, and graft polymers obtained by polymerizing vinyl monomers in the presence of these.
These binder resins may be used alone or in combination of two or more.
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
As the binder resin, a polyester resin is preferable.
Examples of polyester resins include known amorphous polyester resins. A crystalline polyester resin may be used in combination with the amorphous polyester resin. The content of the crystalline polyester resin is preferably in the range of 2% by mass to 40% by mass (preferably 2% by mass to 20% by mass) relative to the total binder resin.
樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
The "crystalline" nature of a resin refers to the presence of a clear endothermic peak rather than a stepwise change in endothermic amount in differential scanning calorimetry (DSC), and specifically refers to the half-value width of the endothermic peak being 10°C or less when measured at a heating rate of 10 (°C/min).
On the other hand, the term "amorphous" for a resin means that the half-width exceeds 10°C, that the endothermic amount exhibits a stepwise change, or that no clear endothermic peak is observed.
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
Amorphous Polyester Resin Examples of the amorphous polyester resin include a condensation polymer of a polycarboxylic acid and a polyhydric alcohol. As the amorphous polyester resin, a commercially available product or a synthesized product may be used.
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of polycarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids (e.g., oxalic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, succinic acid, alkenylsuccinic acid, adipic acid, and sebacic acid), alicyclic dicarboxylic acids (e.g., cyclohexanedicarboxylic acid), aromatic dicarboxylic acids (e.g., terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid), anhydrides thereof, and lower alkyl esters thereof (e.g., having 1 to 5 carbon atoms). Among these, aromatic dicarboxylic acids are preferred as polycarboxylic acids.
The polycarboxylic acid may be a trivalent or higher carboxylic acid having a crosslinked or branched structure in combination with a dicarboxylic acid. Examples of the trivalent or higher carboxylic acid include trimellitic acid, pyromellitic acid, anhydrides thereof, and lower (e.g., carbon number 1 to 5) alkyl esters thereof.
The polycarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば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、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of polyhydric alcohols include aliphatic diols (e.g., ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol, etc.), alicyclic diols (e.g., cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.), and aromatic diols (e.g., ethylene oxide adducts of bisphenol A, propylene oxide adducts of bisphenol A, etc.). Among these, aromatic diols and alicyclic diols are preferred as polyhydric alcohols, and aromatic diols are more preferred.
As the polyhydric alcohol, a trihydric or higher polyhydric alcohol having a crosslinked or branched structure may be used in combination with the diol. Examples of trihydric or higher polyhydric alcohols include glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
The polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
The glass transition temperature (Tg) of the amorphous polyester resin is preferably 50°C or higher and 80°C or lower, and more preferably 50°C or higher and 65°C or lower.
The glass transition temperature is determined from a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), and more specifically, is determined from the "extrapolated glass transition onset temperature" described in the method for determining glass transition temperature in JIS K7121:1987 "Method for measuring transition temperatures of plastics."
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
The weight average molecular weight (Mw) of the amorphous polyester resin is preferably 5,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably 7,000 or more and 500,000 or less.
The number average molecular weight (Mn) of the amorphous polyester resin is preferably 2,000 or more and 100,000 or less.
The molecular weight distribution Mw/Mn of the amorphous polyester resin is preferably 1.5 or more and 100 or less, and more preferably 2 or more and 60 or less.
The weight average molecular weight and number average molecular weight are measured by gel permeation chromatography (GPC). Molecular weight measurement by GPC is performed using a Tosoh GPC HLC-8120GPC measuring device, a Tosoh TSKgel Super HM-M (15 cm) column, and a THF solvent. The weight average molecular weight and number average molecular weight are calculated from the measurement results using a molecular weight calibration curve prepared with monodisperse polystyrene standard samples.
非晶性ポリエステル樹脂は、公知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧し、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と重縮合させるとよい。
The amorphous polyester resin can be obtained by a known production method, for example, by carrying out the reaction at a polymerization temperature of 180°C or higher and 230°C or lower, reducing the pressure in the reaction system as necessary, and removing water and alcohol generated during the condensation.
If the raw material monomers are not soluble or compatible at the reaction temperature, a high-boiling solvent may be added as a solubilizer to dissolve them. In this case, the polycondensation reaction is carried out while distilling off the solubilizer. If a monomer with poor compatibility is present in the copolymerization reaction, it is advisable to first condense the poorly compatible monomer with the acid or alcohol to be polycondensed, and then polycondense it with the main component.
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
Crystalline Polyester Resin Examples of the crystalline polyester resin include polycondensates of polycarboxylic acids and polyhydric alcohols. As the crystalline polyester resin, commercially available products or synthesized products may be used.
Here, the crystalline polyester resin is preferably a polycondensate using a linear aliphatic polymerizable monomer rather than a polymerizable monomer having an aromatic ring, since it easily forms a crystalline structure.
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-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等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of polycarboxylic acids include aliphatic dicarboxylic acids (e.g., oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,9-nonanedicarboxylic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,12-dodecanedicarboxylic acid, 1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid, etc.), aromatic dicarboxylic acids (e.g., dibasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalene-2,6-dicarboxylic acid), anhydrides thereof, and lower (e.g., having 1 to 5 carbon atoms) alkyl esters thereof.
The polycarboxylic acid may be a trivalent or higher carboxylic acid having a crosslinked or branched structure in combination with a dicarboxylic acid. Examples of the tricarboxylic acid include aromatic carboxylic acids (e.g., 1,2,3-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, etc.), anhydrides thereof, and lower alkyl esters thereof (e.g., having 1 to 5 carbon atoms).
As the polycarboxylic acid, a dicarboxylic acid having a sulfonic acid group and a dicarboxylic acid having an ethylenic double bond may be used in combination with these dicarboxylic acids.
The polycarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of polyhydric alcohols include aliphatic diols (for example, straight-chain aliphatic diols having 7 to 20 carbon atoms in the main chain). Examples of aliphatic diols include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, and 1,14-eicosanedecanediol. Among these, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, and 1,10-decanediol are preferred as aliphatic diols.
The polyhydric alcohol may be used in combination with a diol and a trihydric or higher alcohol having a crosslinked or branched structure. Examples of the trihydric or higher alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
The polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more.
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。 Here, the polyhydric alcohol should have an aliphatic diol content of 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more.
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
The melting temperature of the crystalline polyester resin is preferably 50°C or higher and 100°C or lower, more preferably 55°C or higher and 90°C or lower, and even more preferably 60°C or higher and 85°C or lower.
The melting temperature is determined from a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) by using the "melting peak temperature" described in the method for determining the melting temperature in JIS K7121:1987 "Method for measuring transition temperatures of plastics."
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the crystalline polyester resin is preferably 6,000 or more and 35,000 or less.
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、公知の製造方法により得られる。 Crystalline polyester resins can be obtained, for example, by known manufacturing methods, similar to those used for amorphous polyesters.
結着樹脂の含有量は、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。 The binder resin content is preferably 40% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less, and even more preferably 60% by mass or more and 85% by mass or less, based on the total amount of toner particles.
-着色剤-
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート等の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系等の染料;が挙げられる。
着色剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
- Coloring agent -
Examples of colorants include carbon black, chrome yellow, Hansa Yellow, benzidine yellow, threne yellow, quinoline yellow, pigment yellow, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Balkan orange, watch young red, permanent red, brilliant carmine 3B, brilliant carmine 6B, DuPont oil red, pyrazolone red, lithol red, rhodamine B lake, lake red C, pigment red, rose bengal, aniline blue, Examples of suitable dyes include pigments such as ultramarine blue, chalco oil blue, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, pigment blue, phthalocyanine green, and malachite green oxalate; and dyes such as acridine-based, xanthene-based, azo-based, benzoquinone-based, azine-based, anthraquinone-based, thioindigo-based, dioxazine-based, thiazine-based, azomethine-based, indigo-based, phthalocyanine-based, aniline black-based, polymethine-based, triphenylmethane-based, diphenylmethane-based, and thiazole-based dyes.
The colorant may be used alone or in combination of two or more kinds.
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。 If necessary, the colorant may be surface-treated, or may be used in combination with a dispersant. Multiple types of colorants may also be used in combination.
着色剤の含有量は、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。 The colorant content is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less, based on the total toner particles.
-離型剤-
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
- Release agent -
Examples of the release agent include hydrocarbon waxes, natural waxes such as carnauba wax, rice wax, and candelilla wax, synthetic or mineral/petroleum waxes such as montan wax, and ester waxes such as fatty acid esters and montanic acid esters. However, the release agent is not limited to these.
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
The melting temperature of the release agent is preferably 50°C or higher and 110°C or lower, and more preferably 60°C or higher and 100°C or lower.
The melting temperature is determined from a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) by using the "melting peak temperature" described in the method for determining the melting temperature in JIS K7121:1987 "Method for measuring transition temperatures of plastics."
離型剤の含有量は、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。 The release agent content is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less, based on the total toner particles.
-その他の添加剤-
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の公知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
-Other additives-
Examples of other additives include known additives such as magnetic materials, charge control agents, inorganic powders, etc. These additives are contained in the toner particles as internal additives.
-トナー粒子の特性等-
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
- Characteristics of toner particles -
The toner particles may be toner particles having a single layer structure, or may be toner particles having a so-called core-shell structure composed of a core (core particle) and a coating layer (shell layer) that coats the core.
The toner particles having a core-shell structure may be composed of, for example, a core containing a binder resin and, if necessary, other additives such as a colorant and a release agent, and a coating layer containing the binder resin.
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)は、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。サンプリングする粒子数は50000個である。体積基準の粒度分布を小径側から描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
The volume average particle size (D50v) of the toner particles is preferably 2 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 4 μm or more and 8 μm or less.
The volume average particle size (D50v) of the toner particles is measured using a Coulter Multisizer II (manufactured by Beckman Coulter), and the electrolyte is measured using an ISOTON-II (manufactured by Beckman Coulter).
For the measurement, 0.5 mg to 50 mg of a measurement sample is added to 2 ml of a 5% by mass aqueous solution of a surfactant (preferably sodium alkylbenzene sulfonate) as a dispersant, and this is then added to 100 ml to 150 ml of an electrolyte.
The electrolyte solution containing the suspended sample is subjected to dispersion treatment in an ultrasonic disperser for 1 minute, and the particle size distribution of particles with a particle size range of 2 μm to 60 μm is measured using a Coulter Multisizer II with an aperture diameter of 100 μm. The number of particles sampled is 50,000. The volume-based particle size distribution is plotted from the smallest diameter side, and the particle size at which the cumulative 50% is reached is defined as the volume average particle size D50v.
トナー粒子の平均円形度は、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理を行って外添剤を除去したトナー粒子を得る。
The average circularity of the toner particles is preferably 0.94 or more and 1.00 or less, and more preferably 0.95 or more and 0.98 or less.
The average circularity of toner particles is calculated by (circular equivalent perimeter)/(perimeter) [(perimeter of a circle having the same projected area as the particle image)/(perimeter of the particle projected image)]. Specifically, this is a value measured by the following method.
First, toner particles to be measured are sucked and collected, and a flat flow is formed. A strobe is instantaneously activated to capture a particle image as a still image, and the particle image is analyzed using a flow-type particle image analyzer (FPIA-3000 manufactured by Sysmex Corporation). The number of samples to be sampled when determining the average circularity is 3,500.
When the toner contains an external additive, the toner (developer) to be measured is dispersed in water containing a surfactant, and then ultrasonic treatment is performed to obtain toner particles from which the external additive has been removed.
-トナー粒子の製造方法-
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、公知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
-Method for producing toner particles-
The toner particles may be produced by any of a dry production method (e.g., a kneading and pulverization method) and a wet production method (e.g., an aggregation and coalescence method, a suspension polymerization method, a dissolution and suspension method). There are no particular limitations on these production methods, and any known production method may be used. Among these, it is preferable to obtain toner particles by the aggregation and coalescence method.
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。 Specifically, for example, when toner particles are produced by the aggregation and coalescence method, toner particles are produced through the following steps: preparing a resin particle dispersion in which resin particles that will become the binder resin are dispersed (resin particle dispersion preparation step); aggregating the resin particles (and other particles, if necessary) in the resin particle dispersion (in a dispersion after mixing other particle dispersions, if necessary) to form aggregated particles (aggregated particle formation step); and heating the aggregated particle dispersion in which the aggregated particles are dispersed to fuse and coalesce the aggregated particles to form toner particles (fusion and coalescence step).
以下、各工程の詳細について説明する。
以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
Each step will be described in detail below.
In the following description, a method for obtaining toner particles containing a colorant and a release agent will be described, but the colorant and the release agent are used as needed. Of course, other additives than the colorant and the release agent may also be used.
-樹脂粒子分散液準備工程-
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
-Resin particle dispersion preparation process-
Along with a resin particle dispersion in which resin particles serving as a binder resin are dispersed, for example, a colorant particle dispersion in which colorant particles are dispersed and a release agent particle dispersion in which release agent particles are dispersed are prepared.
樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。 Resin particle dispersions are prepared, for example, by dispersing resin particles in a dispersion medium using a surfactant.
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the dispersion medium used in the resin particle dispersion include aqueous media.
Examples of aqueous media include water such as distilled water and ion-exchanged water, alcohols, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of surfactants include anionic surfactants such as sulfate ester salts, sulfonate salts, phosphate esters, and soap-based surfactants; cationic surfactants such as amine salts and quaternary ammonium salts; and nonionic surfactants such as polyethylene glycols, alkylphenol ethylene oxide adducts, and polyhydric alcohols. Among these, anionic surfactants and cationic surfactants are particularly preferred. Nonionic surfactants may be used in combination with anionic surfactants or cationic surfactants.
The surfactants may be used alone or in combination of two or more.
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、転相乳化法によって分散媒に樹脂粒子を分散させてもよい。転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて中和したのち、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系媒体中に粒子状に分散する方法である。 Methods for dispersing resin particles in a dispersion medium in a resin particle dispersion include common dispersion methods such as those using a rotary shear homogenizer, a ball mill with media, a sand mill, or a Dynomill. Depending on the type of resin particles, the resin particles may also be dispersed in a dispersion medium using a phase inversion emulsification method. Phase inversion emulsification involves dissolving the resin to be dispersed in a hydrophobic organic solvent in which the resin is soluble, adding a base to the organic continuous phase (O phase) to neutralize it, and then introducing an aqueous medium (W phase) to invert the phase from W/O to O/W, thereby dispersing the resin in particulate form in the aqueous medium.
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
The volume average particle size of the resin particles dispersed in the resin particle dispersion is, for example, preferably from 0.01 μm to 1 μm, more preferably from 0.08 μm to 0.8 μm, and even more preferably from 0.1 μm to 0.6 μm.
The volume average particle size of the resin particles is measured using a particle size distribution obtained by measurement with a laser diffraction particle size distribution analyzer (for example, LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.), and the cumulative distribution for the volume of the divided particle size ranges (channels) is calculated from the small particle size side, and the particle size at which the cumulative 50% of all particles is measured is defined as the volume average particle size D50v. The volume average particle sizes of particles in other dispersions are also measured in the same manner.
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。 The content of resin particles in the resin particle dispersion is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less.
樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。 For example, colorant particle dispersions and release agent particle dispersions are also prepared in the same manner as resin particle dispersions. That is, the volume average particle size, dispersion medium, dispersion method, and particle content of the particles in the resin particle dispersion are the same for the colorant particles dispersed in the colorant particle dispersion and the release agent particles dispersed in the release agent particle dispersion.
-凝集粒子形成工程-
次に、樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
-Agglomerated particle formation process-
Next, the resin particle dispersion, the colorant particle dispersion, and the release agent particle dispersion are mixed together.
Then, in the mixed dispersion, the resin particles, colorant particles, and release agent particles are hetero-aggregated to form aggregated particles containing the resin particles, colorant particles, and release agent particles and having a diameter close to that of the target toner particles.
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度に近い温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、加熱を行ってもよい。
Specifically, for example, an aggregating agent is added to the mixed dispersion, and the pH of the mixed dispersion is adjusted to an acidic value (for example, a pH of 2 or more and 5 or less), and a dispersion stabilizer is added as needed. Thereafter, the mixed dispersion is heated to a temperature close to the glass transition temperature of the resin particles (specifically, for example, the glass transition temperature of the resin particles minus 30°C or more and the glass transition temperature minus 10°C or less), and the particles dispersed in the mixed dispersion are aggregated to form aggregated particles.
In the aggregate particle formation step, for example, the mixed dispersion may be stirred with a rotary shear homogenizer, an aggregating agent may be added at room temperature (e.g., 25°C), the pH of the mixed dispersion may be adjusted to an acidic value (e.g., pH 2 or more and 5 or less), a dispersion stabilizer may be added as needed, and then the mixture may be heated.
凝集剤としては、例えば、混合分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤と共に、該凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
Examples of the flocculant include a surfactant having an opposite polarity to that of the surfactant contained in the mixed dispersion, an inorganic metal salt, and a divalent or higher metal complex. When a metal complex is used as the flocculant, the amount of surfactant used can be reduced, and the charging characteristics can be improved.
If necessary, an additive that forms a complex or a similar bond with the metal ions of the flocculant may be used together with the flocculant, and a chelating agent is preferably used as this additive.
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩;ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
Examples of inorganic metal salts include metal salts such as calcium chloride, calcium nitrate, barium chloride, magnesium chloride, zinc chloride, aluminum chloride, and aluminum sulfate; and inorganic metal salt polymers such as polyaluminum chloride, polyaluminum hydroxide, and calcium polysulfide.
The chelating agent may be a water-soluble chelating agent, such as hydroxycarboxylic acid (e.g., tartaric acid, citric acid, gluconic acid), or aminocarboxylic acid (e.g., iminodiacetic acid (IDA), nitrilotriacetic acid (NTA), or ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA).
The amount of the chelating agent added is preferably 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and less than 3.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin particles.
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
-Fusion/unification process-
Next, the aggregated particle dispersion liquid in which the aggregated particles are dispersed is heated, for example, to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin particles (for example, a temperature 10°C to 30°C higher than the glass transition temperature of the resin particles) to fuse and coalesce the aggregated particles and form toner particles.
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア・シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
Through the above steps, toner particles are obtained.
After obtaining the aggregated particle dispersion liquid in which the aggregated particles are dispersed, the toner particles may be manufactured through the following steps: a step of further mixing the aggregated particle dispersion liquid with a resin particle dispersion liquid in which resin particles are dispersed, and aggregating the aggregated particles so that further resin particles adhere to the surfaces of the aggregated particles to form second aggregated particles; and a step of heating the second aggregated particle dispersion liquid in which the second aggregated particles are dispersed, and fusing and coalescing the second aggregated particles to form toner particles having a core-shell structure.
融合・合一工程終了後、溶液中に形成されたトナー粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態のトナー粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。 After the fusion and coalescence process is completed, the toner particles formed in the solution are subjected to the known washing process, solid-liquid separation process, and drying process to obtain dried toner particles. From the perspective of chargeability, the washing process should involve thorough substitution washing with ion-exchanged water. From the perspective of productivity, the solid-liquid separation process should involve suction filtration, pressure filtration, etc. From the perspective of productivity, the drying process should involve freeze drying, flash drying, fluidized bed drying, vibration-type fluidized bed drying, etc.
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。 The toner according to this embodiment is produced, for example, by adding external additives to the resulting dry toner particles and mixing them. Mixing can be performed using, for example, a V-blender, a Henschel mixer, a Loedige mixer, or the like. Furthermore, if necessary, coarse particles may be removed from the toner using a vibrating sieve, an air sieve, or the like.
-外添剤-
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
-External additives-
Examples of external additives include inorganic particles such as SiO2 , TiO2, Al2O3 , CuO , ZnO, SnO2 , CeO2 , Fe2O3 , MgO , BaO, CaO , K2O , Na2O , ZrO2 , CaO.SiO2 , K2O .( TiO2 ) n , Al2O3.2SiO2 , CaCO3 , MgCO3 , BaSO4 , and MgSO4 .
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量は、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
The surfaces of inorganic particles as external additives are preferably subjected to a hydrophobic treatment. The hydrophobic treatment is carried out, for example, by immersing the inorganic particles in a hydrophobic treatment agent. The hydrophobic treatment agent is not particularly limited, and examples thereof include silane coupling agents, silicone oils, titanate coupling agents, and aluminum coupling agents. These may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the hydrophobic treatment agent is usually, for example, 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of the inorganic particles.
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。 External additives include resin particles (resin particles such as polystyrene, polymethyl methacrylate, and melamine resin), cleaning agents (for example, metal salts of higher fatty acids such as zinc stearate, and particles of fluorine-based polymers), etc.
外添剤の外添量は、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。 The amount of external additive added is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less, relative to the toner particles.
本実施形態に係る静電荷像現像剤において、前記静電荷像現像用トナーの体積平均粒径STと前記静電荷像現像用キャリアの体積平均粒径SCとの比(SC/ST)の値が、4以上8以下であることが好ましく、5以上7以下であることがより好ましい。 In the electrostatic image developer according to the present embodiment, the ratio ( SC /ST) of the volume average particle diameter ST of the electrostatic image developing toner to the volume average particle diameter SC of the electrostatic image developing carrier is preferably 4 or more and 8 or less, and more preferably 5 or more and 7 or less.
<画像形成装置、画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
<Image forming apparatus, image forming method>
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, an electrostatic image forming unit that forms an electrostatic image on the surface of the charged image carrier, a developing unit that contains an electrostatic image developer and develops the electrostatic image formed on the surface of the image carrier as a toner image using the electrostatic image developer, a transfer unit that transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium, and a fixing unit that fixes the toner image transferred to the surface of the recording medium. The electrostatic image developer according to the present embodiment is used as the electrostatic image developer.
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。 The image forming apparatus according to this embodiment carries out an image forming method (the image forming method according to this embodiment) that includes a charging step of charging the surface of an image carrier, an electrostatic image forming step of forming an electrostatic image on the surface of the charged image carrier, a developing step of developing the electrostatic image formed on the surface of the image carrier as a toner image using the electrostatic image developer according to this embodiment, a transfer step of transferring the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium, and a fixing step of fixing the toner image transferred to the surface of the recording medium.
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;等の公知の画像形成装置が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置が中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
The image forming apparatus according to the present embodiment may be any of known image forming apparatuses, such as a direct transfer type apparatus that directly transfers a toner image formed on the surface of an image carrier to a recording medium; an intermediate transfer type apparatus that primarily transfers a toner image formed on the surface of an image carrier to the surface of an intermediate transfer medium, and then secondarily transfers the toner image transferred to the surface of the intermediate transfer medium to the surface of a recording medium; an apparatus equipped with a cleaning means that cleans the surface of the image carrier after the transfer of the toner image but before charging; and an apparatus equipped with a discharging means that irradiates the surface of the image carrier with discharging light to discharge it after the transfer of the toner image but before charging.
When the image forming apparatus according to the present embodiment is an apparatus of the intermediate transfer type, the transfer means is configured to have, for example, an intermediate transfer body onto whose surface a toner image is transferred, a primary transfer means for primarily transferring the toner image formed on the surface of the image carrier onto the surface of the intermediate transfer body, and a secondary transfer means for secondarily transferring the toner image transferred onto the surface of the intermediate transfer body onto the surface of the recording medium.
本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に着脱するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。 In the image forming apparatus according to this embodiment, for example, the portion including the developing means may have a cartridge structure (process cartridge) that is detachably attached to the image forming apparatus. A suitable process cartridge is, for example, a process cartridge that contains the electrostatic image developer according to this embodiment and is equipped with the developing means.
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。 Below, an example of an image forming apparatus according to this embodiment is shown, but the present invention is not limited to this. In the following explanation, the main parts shown in the figure will be explained, and other parts will not be explained.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus according to this embodiment.
The image forming apparatus shown in Fig. 1 includes first to fourth electrophotographic image forming units 10Y, 10M, 10C, and 10K (image forming means) that output images in the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) based on color-separated image data. These image forming units (hereinafter sometimes simply referred to as "units") 10Y, 10M, 10C, and 10K are arranged side by side horizontally spaced a predetermined distance apart from one another. These units 10Y, 10M, 10C, and 10K may be process cartridges that are detachably attached to the image forming apparatus.
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、駆動ロール22及び支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。
An intermediate transfer belt (an example of an intermediate transfer body) 20 is provided above each of the units 10Y, 10M, 10C, and 10K and extends through each unit. The intermediate transfer belt 20 is provided wrapped around a drive roll 22 and a support roll 24, and runs in a direction from the first unit 10Y to the fourth unit 10K. A force is applied to the support roll 24 by a spring or the like (not shown) in a direction away from the drive roll 22, and tension is applied to the intermediate transfer belt 20 wrapped around them. An intermediate transfer body cleaning device 30 is provided on the image carrier side of the intermediate transfer belt 20, facing the drive roll 22.
The developing devices (examples of developing means) 4Y, 4M, 4C, and 4K of the units 10Y, 10M, 10C, and 10K are supplied with yellow, magenta, cyan, and black toner contained in toner cartridges 8Y, 8M, 8C, and 8K, respectively.
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。 Since the first to fourth units 10Y, 10M, 10C, and 10K have the same configuration and operation, we will explain here the first unit 10Y, which forms yellow images and is arranged upstream in the direction of travel of the intermediate transfer belt.
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール5Y(一次転写手段の一例)、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)6Yが順に配置されている。
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスの値を変える。
The first unit 10Y has a photoreceptor 1Y that acts as an image carrier. Around the photoreceptor 1Y, there are arranged in this order: a charging roll (an example of a charging means) 2Y that charges the surface of the photoreceptor 1Y to a predetermined potential; an exposure device (an example of an electrostatic image forming means) 3 that exposes the charged surface to a laser beam 3Y based on a color-separated image signal to form an electrostatic image; a developing device (an example of a developing means) 4Y that supplies charged toner to the electrostatic image to develop it; a primary transfer roll 5Y (an example of a primary transfer means) that transfers the developed toner image onto an intermediate transfer belt 20; and a photoreceptor cleaning device (an example of a cleaning means) 6Y that removes toner remaining on the surface of the photoreceptor 1Y after the primary transfer.
The primary transfer roll 5Y is disposed inside the intermediate transfer belt 20 and is provided at a position facing the photoreceptor 1Y. A bias power supply (not shown) that applies a primary transfer bias is connected to the primary transfer rolls 5Y, 5M, 5C, and 5K of each unit. Each bias power supply changes the value of the transfer bias applied to each primary transfer roll under the control of a control unit (not shown).
以下、第1のユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が-600V乃至-800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10-6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
The operation of forming a yellow image in the first unit 10Y will be described below.
First, prior to operation, the surface of the photosensitive member 1Y is charged to a potential of −600V to −800V by the charging roll 2Y.
The photoreceptor 1Y is formed by laminating a photosensitive layer on a conductive substrate (for example, a volume resistivity of 1×10 −6 Ωcm or less at 20°C). This photosensitive layer normally has high resistance (the resistance of ordinary resins), but when irradiated with a laser beam, the resistivity of the portion irradiated with the laser beam changes. Therefore, the charged surface of the photoreceptor 1Y is irradiated with a laser beam 3Y from the exposure device 3 in accordance with image data for yellow sent from a control unit (not shown). As a result, an electrostatic charge image of a yellow image pattern is formed on the surface of the photoreceptor 1Y.
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として現像され可視化される。
An electrostatic image is an image formed on the surface of the photosensitive element 1Y by charging it; the laser beam 3Y reduces the resistivity of the irradiated portion of the photosensitive layer, causing the charged charges on the surface of the photosensitive element 1Y to flow, while the charges remain in the portions not irradiated by the laser beam 3Y, forming a so-called negative latent image.
The electrostatic image formed on the photoreceptor 1Y rotates to a predetermined development position as the photoreceptor 1Y travels. At this development position, the electrostatic image on the photoreceptor 1Y is developed into a toner image by the developing device 4Y and made visible.
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。 Developing device 4Y contains an electrostatic image developer containing, for example, at least yellow toner and a carrier. The yellow toner becomes frictionally charged as it is stirred inside developing device 4Y, and is held on a developer roll (an example of a developer holder) with a charge of the same polarity (negative polarity) as the charge on photoreceptor 1Y. As the surface of photoreceptor 1Y passes through developing device 4Y, yellow toner electrostatically adheres to the discharged latent image portion on the surface of photoreceptor 1Y, and the latent image is developed with yellow toner. Photoreceptor 1Y, with the yellow toner image formed, continues to travel at a predetermined speed, and the toner image developed on photoreceptor 1Y is transported to a predetermined primary transfer position.
感光体1Y上のイエロートナー画像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用し、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、第1のユニット10Yでは制御部(図示せず)によって例えば+10μAに制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
When the yellow toner image on the photoreceptor 1Y is transported to the primary transfer position, a primary transfer bias is applied to the primary transfer roll 5Y, and an electrostatic force from the photoreceptor 1Y toward the primary transfer roll 5Y acts on the toner image, causing the toner image on the photoreceptor 1Y to be transferred onto the intermediate transfer belt 20. The transfer bias applied at this time has a (+) polarity opposite to the (-) polarity of the toner, and is controlled to, for example, +10 μA by a control unit (not shown) in the first unit 10Y.
On the other hand, the toner remaining on the photoreceptor 1Y is removed and collected by the photoreceptor cleaning device 6Y.
第2のユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
The primary transfer bias applied to the primary transfer rolls 5M, 5C, and 5K of the second unit 10M and subsequent units is also controlled in accordance with the first unit.
In this way, the intermediate transfer belt 20 onto which the yellow toner image has been transferred by the first unit 10Y is conveyed sequentially through the second to fourth units 10M, 10C, and 10K, and the toner images of each color are transferred onto the intermediate transfer belt 20 in a superimposed manner.
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する支持ロール24と、中間転写ベルト20の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)26とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール26と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー画像が記録紙P上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。 The intermediate transfer belt 20, onto which the four-color toner images have been multiply transferred through the first through fourth units, reaches a secondary transfer section consisting of the intermediate transfer belt 20, a support roll 24 in contact with the inner surface of the intermediate transfer belt, and a secondary transfer roll (an example of a secondary transfer means) 26 positioned on the image bearing surface side of the intermediate transfer belt 20. Meanwhile, recording paper (an example of a recording medium) P is fed via a supply mechanism into the gap between the secondary transfer roll 26 and the intermediate transfer belt 20 at a predetermined timing, and a secondary transfer bias is applied to the support roll 24. The applied transfer bias has a negative polarity, the same as the negative polarity of the toner. Electrostatic force from the intermediate transfer belt 20 toward the recording paper P acts on the toner image, transferring the toner image from the intermediate transfer belt 20 to the recording paper P. The secondary transfer bias is determined based on the resistance detected by a resistance detection means (not shown) that detects the resistance of the secondary transfer section, and is voltage-controlled.
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれ、トナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。 The recording paper P is then fed into the pressure contact area (nip area) between a pair of fixing rolls in the fixing device (an example of a fixing means) 28, where the toner image is fixed onto the recording paper P, forming a fixed image.
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
Examples of the recording paper P onto which the toner image is transferred include plain paper used in electrophotographic copying machines, printers, etc. In addition to the recording paper P, examples of the recording medium include overhead projector sheets and the like.
To further improve the smoothness of the image surface after fixing, it is preferable that the surface of the recording paper P is also smooth. For example, coated paper in which the surface of ordinary paper is coated with a resin or the like, or art paper for printing, etc., is preferably used.
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。 Once the color image has been fixed, the recording paper P is transported toward the discharge section, completing the color image formation process.
<プロセスカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
<Process cartridge>
The process cartridge according to this embodiment is a process cartridge that is detachably attached to an image forming apparatus and that contains the electrostatic image developer according to this embodiment and is equipped with a developing means that develops an electrostatic image formed on the surface of an image carrier using the electrostatic image developer into a toner image.
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像手段と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。 The process cartridge according to this embodiment is not limited to the above configuration, and may also be configured to include a developing unit and, as necessary, at least one other unit selected from the group consisting of an image carrier, a charging unit, an electrostatic image forming unit, and a transfer unit.
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。 Below, an example of a process cartridge according to this embodiment is shown, but the present invention is not limited to this. In the following explanation, the main parts shown in the figure will be described, and other parts will not be described.
図2は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the process cartridge according to this embodiment.
The process cartridge 200 shown in Figure 2 is configured to be a cartridge formed by integrally combining and holding a photosensitive member 107 (an example of an image carrier), a charging roll 108 (an example of a charging means) provided around the photosensitive member 107, a developing device 111 (an example of a developing means), and a photosensitive member cleaning device 113 (an example of a cleaning means), for example, in a housing 117 provided with mounting rails 116 and an opening 118 for exposure.
In FIG. 2, 109 denotes an exposure device (an example of an electrostatic image forming means), 112 denotes a transfer device (an example of a transfer means), 115 denotes a fixing device (an example of a fixing means), and 300 denotes recording paper (an example of a recording medium).
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。 The following examples illustrate embodiments of the invention in detail, but the invention is not limited to these examples. In the following description, "parts" and "%" are by mass unless otherwise specified.
以下の記載において、体積平均粒径とは、体積基準の粒度分布において小径側から累積50%となる粒径D50vを意味する。 In the following description, the volume average particle size refers to the particle size D50v, which is the cumulative 50% particle size from the smallest diameter side in the volume-based particle size distribution.
<トナーの作製>
-着色剤粒子分散液1の調製-
シアン顔料(銅フタロシアニンB15:3(大日精化工業(株)製)):50質量部
アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬(株)製)5質量部
イオン交換水:200質量部
上記を混合し、IKA社製ウルトラタラックスにより5分間、更に超音波バスにより10分間分散し、固形分21%の着色剤粒子分散液1を得た。(株)堀場製作所製粒度測定器LA-700にて体積平均粒径を測定したところ160nmであった。
<Toner Production>
- Preparation of Colorant Particle Dispersion 1 -
Cyan pigment (copper phthalocyanine B15:3 (manufactured by Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.)): 50 parts by mass Anionic surfactant: Neogen SC (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 5 parts by mass Ion-exchanged water: 200 parts by mass The above ingredients were mixed and dispersed for 5 minutes using an Ultra-Turrax manufactured by IKA Corporation, and then for 10 minutes using an ultrasonic bath, to obtain colorant particle dispersion 1 having a solids content of 21%. The volume average particle size was measured using a particle size analyzer LA-700 manufactured by Horiba, Ltd., and was found to be 160 nm.
-離型剤粒子分散液1の調製-
パラフィンワックス:HNP-9(日本精鑞(株)製):19質量部
アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬(株)製):1質量部
イオン交換水:80質量部
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、撹拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、離型剤粒子分散液1を得た。(株)堀場製作所製粒度測定器LA-700にて体積平均粒径を測定したところ240nmであった。
- Preparation of release agent particle dispersion 1 -
Paraffin wax: HNP-9 (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.): 19 parts by mass Anionic surfactant: NEOGEN SC (manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.): 1 part by mass Ion-exchanged water: 80 parts by mass The above ingredients were mixed in a heat-resistant container, heated to 90°C, and stirred for 30 minutes. Next, the molten liquid was passed through the bottom of the container into a Gaulin homogenizer, and a circulation operation equivalent to three passes was carried out under a pressure condition of 5 MPa. After that, the pressure was increased to 35 MPa, and a circulation operation equivalent to another three passes was carried out. The emulsion thus produced was cooled to 40°C or less in the heat-resistant solution, and release agent particle dispersion 1 was obtained. The volume average particle size was measured using a particle size analyzer LA-700 manufactured by Horiba, Ltd., and was found to be 240 nm.
-樹脂粒子分散液1-
〔油層〕
スチレン(富士フイルム和光純薬(株)製):30質量部
アクリル酸n-ブチル(富士フイルム和光純薬(株)製):10質量部
β-カルボキシエチルアクリレート(ローディア日華(株)製):1.3質量部
ドデカンチオール(富士フイルム和光純薬(株)製):0.4質量部
-Resin particle dispersion liquid 1-
[Oil layer]
Styrene (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 30 parts by mass n-Butyl acrylate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 10 parts by mass β-carboxyethyl acrylate (manufactured by Rhodia Nicca Co., Ltd.): 1.3 parts by mass Dodecanethiol (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 0.4 parts by mass
〔水層1〕
イオン交換水:17質量部
アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル社製):0.4質量部
[Water layer 1]
Ion-exchanged water: 17 parts by mass Anionic surfactant (Dowfax, manufactured by Dow Chemical Company): 0.4 parts by mass
〔水層2〕
イオン交換水:40質量部
アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル社製):0.05質量部
ペルオキソ二硫酸アンモニウム(富士フイルム和光純薬(株)製):0.4質量部
[Aqueous layer 2]
Ion-exchanged water: 40 parts by mass Anionic surfactant (Dowfax, manufactured by The Dow Chemical Company): 0.05 parts by mass Ammonium peroxodisulfate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 0.4 parts by mass
上記の油層成分と水層1の成分とをフラスコに入れて撹拌混合し単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層2の成分を投入し、容器内を窒素で十分に置換し、撹拌をしながらオイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。反応容器内に上記の単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し、乳化重合を行った。滴下終了後更に75℃で重合を継続し、3時間後に重合を終了させた。
得られた樹脂粒子は、レーザー回析式粒度分布測定装置LA-700((株)堀場製作所製)で樹脂粒子の体積平均粒径D50vを測定したところ250nmであり、示差走査熱量計(DSC-50、(株)島津製作所製)を用いて昇温速度10℃/分で樹脂のガラス転移点を測定したところ53℃であり、分子量測定器(HLC-8020、東ソー社製)を用い、THFを溶媒として数平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ13,000であった。これにより体積平均粒径250nm、固形分42%、ガラス転移点52℃、数平均分子量Mnが13,000の樹脂粒子分散液を得た。
The oil layer components and the aqueous layer 1 components were placed in a flask and mixed with stirring to form a monomer emulsion dispersion. The aqueous layer 2 components were placed in a reaction vessel, the atmosphere in the vessel was thoroughly purged with nitrogen, and the reaction system was heated in an oil bath with stirring until the temperature reached 75°C. The monomer emulsion dispersion was gradually added dropwise to the reaction vessel over 3 hours to carry out emulsion polymerization. After completion of the dropwise addition, the polymerization was continued at 75°C and terminated after 3 hours.
The volume average particle diameter D50v of the obtained resin particles was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer LA-700 (manufactured by Horiba, Ltd.) and was found to be 250 nm. The glass transition point of the resin was measured using a differential scanning calorimeter (DSC-50, manufactured by Shimadzu Corporation) at a heating rate of 10°C/min and was found to be 53°C. The number average molecular weight (polystyrene equivalent) was measured using a molecular weight analyzer (HLC-8020, manufactured by Tosoh Corporation) and THF as a solvent and was found to be 13,000. This resulted in a resin particle dispersion having a volume average particle diameter of 250 nm, a solids content of 42%, a glass transition point of 52°C, and a number average molecular weight Mn of 13,000.
-トナー1の作製-
樹脂粒子分散液:150質量部
着色剤粒子分散液:30質量部
離型剤粒子分散液:40質量部
ポリ塩化アルミニウム:0.4質量部
上記の成分をステンレス製フラスコ中でIKE社製のウルトラタラックスを用い十分に混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で80分保持した後、ここに上記と同じ樹脂粒子分散液を緩やかに70質量部追加した。
その後、濃度0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて系内のpHを6.0 に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、撹拌軸のシールを磁力シールして攪拌を継続しながら97℃まで加熱して3時間保持した。反応終了後、降温速度を1℃/分で冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を行った。これを更に40℃のイオン交換水3,000質量部を用いて再分散し、15分間300rpmで撹拌及び洗浄した。この洗浄操作を更に5回繰り返し、濾液のpHが6.54、電気伝導度6.5μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー母粒子を得た。
トナー母粒子の体積平均粒径D50vをコールターカウンターで測定したところ6.2μmであり、体積平均粒度分布指標GSDvは1.20であった。ルーゼックス社製のルーゼックス画像解析装置で形状観察を行ったところ、粒子の形状係数SF1は135でポテト形状であることが観察された。またトナーのガラス転移点は52℃であった。更に、このトナーに、ヘキサメチルジシラザン(以下、「HMDS」と略す場合がある)で表面疎水化処理した平均一次粒径40nmのシリカ(SiO2)粒子と、メタチタン酸とイソブチルトリメトキシシランの反応生成物である平均一次粒径20nmのメタチタン酸化合物粒子とを、トナー粒子の表面に対する被覆率が40%となるように添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、トナー1を作製した。
- Preparation of Toner 1 -
Resin particle dispersion: 150 parts by mass Colorant particle dispersion: 30 parts by mass Release agent particle dispersion: 40 parts by mass Polyaluminum chloride: 0.4 parts by mass The above components were thoroughly mixed and dispersed in a stainless steel flask using an Ultra-Turrax manufactured by IKE Corporation, and then the flask was heated to 48° C. with stirring in a heating oil bath. After maintaining at 48° C. for 80 minutes, 70 parts by mass of the same resin particle dispersion as above was slowly added thereto.
The pH of the system was then adjusted to 6.0 using a 0.5 mol/L aqueous sodium hydroxide solution. The stainless steel flask was then sealed, the stirring shaft was magnetically sealed, and the mixture was heated to 97°C and maintained at this temperature for 3 hours while continuing to stir. After the reaction was complete, the mixture was cooled at a rate of 1°C/min, filtered, thoroughly washed with ion-exchanged water, and then subjected to solid-liquid separation using Nutsche suction filtration. The mixture was then redispersed in 3,000 parts by weight of ion-exchanged water at 40°C, stirred and washed for 15 minutes at 300 rpm. This washing procedure was repeated five more times, and when the filtrate reached a pH of 6.54 and an electrical conductivity of 6.5 μS/cm, solid-liquid separation was performed using Nutsche suction filtration with No. 5A filter paper. Vacuum drying was then continued for 12 hours to obtain toner base particles.
The volume average particle diameter D50v of the toner base particles was measured using a Coulter counter and found to be 6.2 μm, and the volume average particle size distribution index GSDv was 1.20. Shape observation using a Luzex image analyzer manufactured by Luzex Corporation revealed that the particle shape factor SF1 was 135 and that the particles were potato-shaped. The glass transition point of the toner was 52°C. Furthermore, silica (SiO 2 ) particles with an average primary particle diameter of 40 nm that had been surface-hydrophobized with hexamethyldisilazane (hereinafter sometimes abbreviated as "HMDS") and metatitanic acid compound particles with an average primary particle diameter of 20 nm, which were a reaction product of metatitanic acid and isobutyltrimethoxysilane, were added to this toner so that the surface coverage of the toner particles was 40%, and the mixture was mixed using a Henschel mixer to produce Toner 1.
<磁性粒子1の作製>
磁性粒子1
Fe2O3を1,318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、SrCO3を12質量部混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。ジルコニアビーズをろ過、乾燥後、更にロータリーキルンで20rpm、900℃の条件で混合酸化物とした。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6質量部加え、湿式ボールミルで体積平均粒径は1.2μmになるまで粉砕を行った。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が34μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1420℃、酸素濃度1%の酸素窒素混合雰囲気のもとで5時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、ロータリーキルンで15rpm、900℃の条件で2時間加熱し、同様に分級工程を経て磁性粒子1を得た。磁性粒子1の体積平均粒径は32μmでSF1は112あった。
<Preparation of Magnetic Particle 1>
magnetic particles 1
1,318 parts by mass of Fe2O3 , 586 parts by mass of Mn(OH) 2 , 96 parts by mass of Mg(OH) 2 , and 12 parts by mass of SrCO3 were mixed, and a dispersant, water, and zirconia beads with a media diameter of 1 mm were added, followed by crushing and mixing in a sand mill. The zirconia beads were filtered and dried, and then further processed in a rotary kiln at 20 rpm and 900 ° C to produce a mixed oxide. Next, a dispersant and water were added, and 6.6 parts by mass of polyvinyl alcohol were added, and the mixture was pulverized in a wet ball mill until the volume average particle size reached 1.2 μm. Next, the mixture was granulated and dried in a spray dryer to a dry particle size of 34 μm. The mixture was then fired in an electric furnace at 1420 ° C for 5 hours in an oxygen-nitrogen mixed atmosphere with an oxygen concentration of 1%. The obtained particles were subjected to a crushing step and a classification step, then heated in a rotary kiln at 15 rpm and 900°C for 2 hours, and similarly subjected to a classification step to obtain magnetic particles 1. The volume average particle size of magnetic particles 1 was 32 μm and SF1 was 112.
<磁性粒子2の作製>
Fe2O3を1,318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部、SrCO3を12質量部混合し、分散剤、水とメディア径1mmのジルコニアビーズを加え、サンドミルで解砕混合した。更に、ジルコニアビーズをろ過し、乾燥した。次に、分散剤、水を加え、更にポリビニルアルコールを6.6質量部加え、湿式ボールミルで体積平均粒径は3μmになるまで粉砕を行った。次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が34μmになるように造粒、乾燥させた。更に、電気炉で温度1230℃、酸素濃度1.1%の酸素窒素混合雰囲気のもとで8時間の焼成を行った。得られた粒子を解砕工程、分級工程を経た後、分級工程を経て磁性粒子2を得た。磁性粒子2の体積平均粒径は32μmでSF1は138であった。
<Preparation of Magnetic Particles 2>
1,318 parts by mass of Fe2O3 , 586 parts by mass of Mn(OH) 2 , 96 parts by mass of Mg(OH) 2 , and 12 parts by mass of SrCO3 were mixed, and a dispersant, water, and zirconia beads with a media diameter of 1 mm were added, followed by crushing and mixing in a sand mill. The zirconia beads were then filtered and dried. Next, a dispersant and water were added, and 6.6 parts by mass of polyvinyl alcohol was added, followed by pulverization in a wet ball mill until the volume average particle size reached 3 μm. Next, the mixture was granulated and dried in a spray dryer until the dry particle size reached 34 μm. The mixture was then fired in an electric furnace at 1230°C for 8 hours in an oxygen-nitrogen mixed atmosphere with an oxygen concentration of 1.1%. The resulting particles were then subjected to a crushing process and a classification process, followed by a classification process to obtain magnetic particles 2. The volume average particle size of magnetic particles 2 was 32 μm and the SF1 was 138.
<キャリア樹脂被覆層に内添する粒子A>
粒子Aとして、表2に記載の粒子1~粒子11を準備した。
<Particles A to be added to the carrier resin coating layer>
As particles A, particles 1 to 11 shown in Table 2 were prepared.
〔コート液1の作製〕
シクロヘキシルアクリレート樹脂(重量平均分子量5万):36質量部
カーボンブラック VXC72(キャボット社製):4質量部
トルエン:250質量部
イソプロピルアルコール:50質量部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント(株)製サンドミルに投入し、回転速度1,200rpmで30分間攪拌し固形分11%のコート液1を調製した。
[Preparation of Coating Liquid 1]
Cyclohexyl acrylate resin (weight average molecular weight 50,000): 36 parts by mass Carbon black VXC72 (manufactured by Cabot Corporation): 4 parts by mass Toluene: 250 parts by mass Isopropyl alcohol: 50 parts by mass The above components and glass beads (particle size: 1 mm, same amount as toluene) were placed in a sand mill manufactured by Kansai Paint Co., Ltd., and stirred at a rotation speed of 1,200 rpm for 30 minutes to prepare coating solution 1 with a solids content of 11%.
(実施例1~14、及び、比較例1~6)
<樹脂被覆型キャリアの作製>
-キャリア1の作製-
真空脱気型ニーダーにフェライト粒子1を2,000部入れ、更にコート液1を560部を入れ、撹拌しながら、60℃にて-200mmHgまで減圧し15分混合した後、昇温/減圧させ94℃/-720mHgで30分間撹拌乾燥させ、コート粒子を得た。次に75μmメッシュの篩分網で篩分を行い、キャリアを得た。得られたキャリアのSF1は113であった。
次に、このキャリアを500部、粒子Aとして粒子1を0.5部をVブレンダーに仕込み、20rpm、20分の条件で混合し、キャリア1を得た。
(Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 6)
<Preparation of Resin-Coated Carrier>
- Preparation of Carrier 1 -
2,000 parts of ferrite particles 1 were placed in a vacuum degassing kneader, and 560 parts of coating liquid 1 were then added. The mixture was stirred at 60°C and reduced pressure to -200 mmHg, and mixed for 15 minutes. The mixture was then heated and reduced pressure to 94°C/-720 mmHg, and stirred and dried for 30 minutes to obtain coated particles. The mixture was then sieved through a 75 μm mesh sieve to obtain a carrier. The SF1 of the obtained carrier was 113.
Next, 500 parts of this carrier and 0.5 parts of particles 1 as particles A were charged into a V-blender and mixed at 20 rpm for 20 minutes to obtain carrier 1.
-キャリア2~20の作製-
表3に記載の磁性粒子の種類、並びに、粒子Aの種類及び含有量(添加量)に変更した以外は、キャリア1の作製と同様にして、キャリア2~20をそれぞれ得た。
- Preparation of carriers 2 to 20 -
Carriers 2 to 20 were obtained in the same manner as Carrier 1, except that the type of magnetic particles and the type and content (addition amount) of Particle A were changed as shown in Table 3.
<静電荷像現像剤の作製>
-現像剤1の作製-
キャリア1を500部、トナーを40部をVブレンダーに仕込み、20rpm、20分の条件で混合し、現像剤1を得た。
<Preparation of Electrostatic Image Developer>
--Preparation of Developer 1--
500 parts of carrier 1 and 40 parts of toner were charged into a V-blender and mixed at 20 rpm for 20 minutes to obtain developer 1.
-現像剤2~20の作製-
キャリアを表3に記載のものに変更した以外は、現像剤1の作製と同様にして、現像剤2~20をそれぞれ得た。
--Preparation of Developers 2 to 20--
Developers 2 to 20 were obtained in the same manner as in the preparation of developer 1, except that the carrier was changed to one shown in Table 3.
<樹脂被覆層中の無機粒子の平均粒径の測定>
キャリアをエポキシ樹脂で包埋し、ミクロトームで切削し、キャリア断面を作製した。キャリア断面を走査透過電子顕微鏡((株)日立製作所製、S-4100)により撮影したSEM画像を、画像処理解析装置((株)ニレコ製、ルーゼックスAP)に取り込み、画像解析を行った。樹脂被覆層中のシリカ粒子(一次粒子)を無作為に100個選び、それぞれの円相当径(nm)を求め、算術平均し、これを無機粒子の平均粒径(nm)とした。
<Measurement of the average particle size of inorganic particles in the resin coating layer>
The carrier was embedded in epoxy resin and cut with a microtome to prepare a carrier cross section. SEM images of the carrier cross section were taken with a scanning transmission electron microscope (S-4100, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the images were imported into an image processing analyzer (Luzex AP, manufactured by Nireco Corporation) for image analysis. 100 silica particles (primary particles) were randomly selected from the resin coating layer, and their respective circle-equivalent diameters (nm) were determined and arithmetically averaged to obtain the average particle diameter (nm) of the inorganic particles.
<樹脂被覆層の平均厚さの測定>
上記SEM画像を画像処理解析装置((株)ニレコ製、ルーゼックスAP)に取り込み、画像解析を行った。キャリア1粒子あたり10箇所を無作為に選んで樹脂被覆層の厚さ(μm)を測定し、更にキャリア100個について測定し、すべてを算術平均し、これを樹脂被覆層の平均厚さ(μm)とした。
<Measurement of Average Thickness of Resin Coating Layer>
The SEM image was imported into an image processing analyzer (Luzex AP, manufactured by Nireco Corporation) and subjected to image analysis. The thickness (μm) of the resin coating layer was measured at 10 randomly selected locations per carrier particle, and then measurements were taken for 100 carrier particles. The arithmetic mean of all measurements was calculated and this was defined as the average thickness (μm) of the resin coating layer.
<粒子Aの残存率Xの測定>
印刷前又は任意の画像で100枚以内の現像剤を16μmメッシュでトナーを除去し、キャリアAを取り出した。トナーを除去する方法としては、16μmメッシュのケージを用い、エアーブローで除去した。同様に、A4紙全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で5,000枚印刷した後の現像剤からトナーを除去しキャリアBを取り出す。両者の蛍光X線ネット強度を測定し、キャリアAのネット強度α、キャリアBのネット強度βから、残存率X=β/αで求めた。
<Measurement of Residual Ratio X of Particles A>
Before printing or after printing any image on up to 100 sheets, the developer was passed through a 16 μm mesh to remove the toner, and carrier A was extracted. A 16 μm mesh cage was used to remove the toner by air blowing. Similarly, after printing 5,000 full-page A4 size images with a 30% halftone at 120 sheets per minute, the toner was removed from the developer, and carrier B was extracted. The fluorescent X-ray net intensities of both were measured, and the residual ratio X was calculated from the net intensity α of carrier A and the net intensity β of carrier B using the equation: X=β/α.
<キャリアから粒子Aを分離する方法>
キャリアから粒子Aを分離する方法としては、現像剤から前述の通り、エアブローによりトナーを除去する。得られたキャリアを、イオン交換水に入れ、超音波40Hz、15秒で処理をしたのち、キャリアをろ過、分離する。得られたろ液を乾燥し、粒子が完全に乾かない状態で、凍結乾燥を行う。得られた粒子を、更に、15℃、15%RHの状態で、1週間乾燥させる。
<Method for separating particles A from carrier>
To separate particles A from the carrier, the toner is removed from the developer by air blowing, as described above. The resulting carrier is placed in ion-exchange water and treated with ultrasound at 40 Hz for 15 seconds, after which the carrier is filtered and separated. The resulting filtrate is dried, and freeze-dried while the particles are still not completely dry. The resulting particles are further dried for one week at 15°C and 15% RH.
<粒子Aの水分率の測定>
28℃、85%RH条件で48時間放置した後、加熱型メトラーにより150℃20分間の加熱前後での重量差分より、粒子Aの水分率を求めた。
<Measurement of Moisture Content of Particles A>
After leaving the particles for 48 hours under conditions of 28°C and 85% RH, the moisture content of the particles A was determined by measuring the weight difference before and after heating at 150°C for 20 minutes using a heated Mettler.
<粒子Aの体積抵抗値の測定>
粒子Aの体積抵抗値は、以下に示す方法により測定した。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとした。
2枚の極板を1mmの幅で平行に対峙させ、その間にフェライト粒子を0.20g入れ、断面積2.4cm2の磁石で保持し、1,000Vの印加電圧を掛け、電流値を測定した。得られた電流値から抵抗値を計算した。
<Measurement of Volume Resistivity of Particles A>
The volume resistivity of particles A was measured by the following method, where the measurement environment was a temperature of 20° C. and a humidity of 50% RH.
Two electrodes were placed parallel to each other with a width of 1 mm, 0.20 g of ferrite particles were placed between them, and the electrodes were held in place by a magnet with a cross-sectional area of 2.4 cm2 . A voltage of 1,000 V was applied, and the current value was measured. The resistance value was calculated from the obtained current value.
<粒子Aの標準偏差の測定>
キャリア上の粒子Aの電界放出型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)画像から、画像解析で粒径分布を測定した。
<Measurement of standard deviation of particles A>
The particle size distribution was measured by image analysis from field emission scanning electron microscope (FE-SEM) images of particles A on the carrier.
<現像剤からの磁性粒子の採取>
現像剤から16μmメッシュでキャリアを分離した。分離したキャリアを、例えば、トルエンによりコート層を溶解し磁性粒子を取り出した。溶剤は、コート樹脂に合わせて任意に変更した。溶解の差異は、溶剤に合わせて、加温、超音波付与など用いた。
<Collection of magnetic particles from developer>
The carrier was separated from the developer using a 16 μm mesh. The coating layer of the separated carrier was dissolved using, for example, toluene to extract the magnetic particles. The solvent was changed arbitrarily depending on the coating resin. The dissolution was varied by heating, applying ultrasound, etc. depending on the solvent.
<磁性粒子の体積平均粒径>
磁性粒子の体積平均粒径(D50)は、レーザー解説粒度分布測定装置LA-700((株)堀場製作所製)にて測定した。
<Volume average particle size of magnetic particles>
The volume average particle size (D50) of the magnetic particles was measured using a laser particle size distribution measuring device LA-700 (manufactured by Horiba Ltd.).
<画像濃度ムラ抑制性評価>
富士ゼロックス(株)製DocuCentre400改造機(120ppm可能)を用い、得られた現像剤を仕込み、10℃、15%RH条件で、15cm×15cmのソリッドを印刷し、印刷物Aを得た。印刷物Aについて、以下の評価基準で評価した(初期画像濃度ムラ抑制性評価)。
次に、A4全面でハーフトーン30%の画像を120枚/分の条件で、5,000枚印刷した。次いで、15cm×15cmのソリッドを印刷し、印刷物Bを得た。印刷物Bについて、以下の評価基準で評価した(高負荷印刷後の画像濃度ムラ抑制性評価)。
評価基準を以下に示す。
D:目視で画像に明らかな濃淡差が確認される
C:目視で画像にわずかに濃淡差がみられムラが確認される
B:目視では画像にムラが見えないが、10倍に拡大するとムラが確認される
A:拡大してもムラは確認されない
<Evaluation of suppression of image density unevenness>
The obtained developer was charged into a modified DocuCentre 400 machine (capable of 120 ppm) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and a 15 cm x 15 cm solid print was printed under conditions of 10°C and 15% RH to obtain print A. Print A was evaluated according to the following evaluation criteria (evaluation of initial image density unevenness suppression ability).
Next, 5,000 A4 full-page images with a 30% halftone were printed at a rate of 120 sheets per minute. Next, a 15 cm x 15 cm solid image was printed to obtain print B. Print B was evaluated according to the following evaluation criteria (evaluation of image density unevenness suppression after high-load printing).
The evaluation criteria are as follows:
D: A clear difference in shading can be seen in the image when viewed visually. C: A slight difference in shading can be seen in the image when viewed visually, and unevenness can be seen. B: No unevenness can be seen in the image when viewed visually, but unevenness can be seen when enlarged 10 times. A: No unevenness can be seen even when enlarged.
評価結果をまとめて表4に示す。 The evaluation results are summarized in Table 4.
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、高負荷な印刷条件であっても、濃度ムラの少ない画像が得られることがわかる。 The above results show that this embodiment produces images with less density unevenness, even under high-load printing conditions, compared to the comparative example.
1Y、1M、1C、1K 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
1Y, 1M, 1C, 1K: photoconductor (an example of an image carrier)
2Y, 2M, 2C, 2K: charging roll (an example of a charging means)
3. Exposure device (an example of an electrostatic image forming means)
3Y, 3M, 3C, 3K: Laser beams 4Y, 4M, 4C, 4K: Developing device (an example of developing means)
5Y, 5M, 5C, 5K: Primary transfer roll (an example of a primary transfer means)
6Y, 6M, 6C, 6K: Photoconductor cleaning device (an example of a cleaning means)
8Y, 8M, 8C, 8K toner cartridges 10Y, 10M, 10C, 10K image forming unit 20 intermediate transfer belt (an example of an intermediate transfer body)
22 Drive roll 24 Support roll 26 Secondary transfer roll (an example of a secondary transfer means)
28 Fixing device (an example of fixing means)
30 Intermediate transfer body cleaning device P Recording paper (an example of a recording medium)
107 Photoreceptor (an example of an image carrier)
108 Charging roll (an example of charging means)
109 Exposure device (an example of an electrostatic image forming means)
111 Developing device (an example of developing means)
112 Transfer device (an example of transfer means)
113 Photosensitive member cleaning device (an example of a cleaning means)
115 Fixing device (an example of fixing means)
116 Mounting rail 117 Housing 118 Opening for exposure 200 Process cartridge 300 Recording paper (an example of a recording medium)
Claims (14)
前記粒子Aが、シリカ粒子であり、
120ppmの印刷を可能とした富士ゼロックス(株)製DocuCentre400の改造機によりA4紙全面でハーフトーン30%の画像を10℃、15%RH、120枚/分の条件で5,000枚印刷した後のキャリアにおける前記粒子Aの残存率Xが、蛍光X線NET強度として、0.3以上1.0以下であり、
前記粒子Aの含水率が、前記粒子Aの全質量に対し、7質量%以上12質量%以下である
静電荷像現像用キャリア。 The carrier has particles A on its surface in an amount of 0.02% by mass or more and 0.5% by mass or less based on the total mass of the carrier,
the particles A are silica particles,
a residual rate X of the particles A in the carrier after printing 5,000 full-page A4 paper images of 30% halftone at 10°C, 15% RH, and 120 pages per minute using a modified DocuCentre 400 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. that is capable of printing at 120 ppm, is 0.3 or more and 1.0 or less in terms of fluorescent X-ray NET intensity;
The electrostatic image developing carrier, wherein the water content of the particles A is 7% by mass or more and 12% by mass or less based on the total mass of the particles A.
請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアとを含む
静電荷像現像剤。 a toner for developing an electrostatic image;
An electrostatic image developer comprising the carrier for developing electrostatic images according to any one of claims 1 to 10 .
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 a developing unit containing the electrostatic image developer according to claim 11 and developing an electrostatic image formed on a surface of an image carrier into a toner image by using the electrostatic image developer,
A process cartridge is detachably mounted in an image forming apparatus.
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項11に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 an image carrier;
a charging means for charging the surface of the image carrier;
an electrostatic image forming means for forming an electrostatic image on the charged surface of the image carrier;
a developing unit containing the electrostatic image developer according to claim 11 and developing the electrostatic image formed on the surface of the image carrier into a toner image by using the electrostatic image developer;
a transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium;
a fixing means for fixing the toner image transferred onto the surface of the recording medium;
An image forming apparatus comprising:
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項11に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。 a charging step of charging the surface of the image carrier;
an electrostatic image forming step of forming an electrostatic image on the charged surface of the image carrier;
a developing step of developing the electrostatic image formed on the surface of the image carrier into a toner image by using the electrostatic image developer according to claim 11 ;
a transfer step of transferring the toner image formed on the surface of the image carrier to the surface of a recording medium;
a fixing step of fixing the toner image transferred onto the surface of the recording medium;
An image forming method comprising the steps of:
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