JP7780930B2 - Toner, electrophotographic developer containing the toner, and image forming apparatus using the toner - Google Patents
Toner, electrophotographic developer containing the toner, and image forming apparatus using the tonerInfo
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Description
本発明は、トナー、それを含む電子写真用現像剤およびそれを用いる画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner, an electrophotographic developer containing the toner, and an image forming apparatus using the toner.
近年、OA機器の目覚しい発達に伴い、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真装置(画像形成装置)が広く普及している。
そして、ローラ帯電による接触帯電方式の増加やデジタル複写機およびプリンタなどの電子写真装置のロングライフ化、小型化および高速化が進み、電子写真装置およびそれに用いられるトナーは、様々な機能が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the remarkable development of office automation equipment, electrophotographic apparatuses (image forming apparatuses) such as copying machines, printers, and facsimile machines that utilize electrophotographic technology have become widespread.
Furthermore, with the increase in contact charging methods using roller charging and the progress in the long life, miniaturization and high speed of electrophotographic devices such as digital copiers and printers, various functions are being demanded of electrophotographic devices and the toners used therein.
例えば、特開2020-190724号公報(特許文献1)には、低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)下での経時におけるかぶり画像の発生を防止し、優れた画像濃度を実現できるトナーを提供する技術として、数平均円相当径が5nm以上15nm以下であるSi含有粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粉体(微粒子)を外添剤として有するトナーが提案されている。そして、特許文献1には、チタン酸ストロンチウム微粉体の数平均円相当径が40nm以下であると、その研磨性が低下し、経時におけるキャリア表面の摩耗を防止することができるため、トナーの帯電立ち上がり性が向上し、低温低湿環境下での経時におけるかぶり画像の発生を防止することができることが記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-190724 (Patent Document 1) proposes a toner containing, as an external additive, strontium titanate fine powder (fine particles) having Si-containing particles with a number-average equivalent circular diameter of 5 nm to 15 nm on the surface, as a technology for preventing the occurrence of fogged images over time in low-temperature, low-humidity environments (temperature 10°C, humidity 15% RH) and providing a toner that can achieve excellent image density. Patent Document 1 also describes that when the number-average equivalent circular diameter of the strontium titanate fine powder is 40 nm or less, its abrasiveness decreases, preventing wear of the carrier surface over time, thereby improving the charge buildup of the toner and preventing the occurrence of fogged images over time in low-temperature, low-humidity environments.
しかしながら、上記の先行技術において、チタン酸ストロンチウム微粒子の粒径(数平均円相当径)が40nm以上では、その研磨性によりキャリアコート剥がれが生じ、帯電低下によるかぶりやトナー飛散などの画像不良が発生するという課題がある。 However, in the above prior art, when the particle size (number average circular equivalent diameter) of the strontium titanate microparticles is 40 nm or greater, the abrasiveness of the microparticles causes the carrier coat to peel off, resulting in image defects such as fogging and toner scattering due to reduced charge.
そこで、本発明は、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナー、それを含む電子写真用現像剤およびそれを用いる画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a toner that can achieve a long life for electrophotographic developers and electrophotographic photoreceptors and achieve long-term image stability, an electrophotographic developer containing the toner, and an image forming apparatus that uses the toner.
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、トナー母粒子(トナーコア)と、外添剤としてシリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子およびシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子とからトナーを構成することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research into resolving the above-mentioned problems, the inventors discovered that the above-mentioned problems could be solved by constructing a toner from toner base particles (toner cores), strontium titanate microparticles having silica particles on their surfaces as external additives, and silicone oil-treated silica microparticles, thereby completing the present invention.
かくして、本発明によれば、少なくともトナー母粒子と、該トナー母粒子の表面に外添された、シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子およびシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子とから構成されることを特徴とするトナーが提供される。 Thus, the present invention provides a toner characterized by being composed of at least toner base particles, and strontium titanate microparticles having silica particles on their surfaces and silicone oil-treated silica microparticles externally added to the surfaces of the toner base particles.
また、本発明によれば、上記のトナーとキャリアとを含むことを特徴とする電子写真用現像剤が提供される。 The present invention also provides an electrophotographic developer comprising the above-described toner and a carrier.
さらに、本発明によれば、電子写真感光体の表面に静電潜像を形成させ、該静電潜像に現像されたトナーを被転写材に転写して画像を形成する画像形成装置において、該電子写真感光体が高硬度ドラムであり、かつ該トナーが上記のトナーであることを特徴とする画像形成装置が提供される。 Furthermore, according to the present invention, there is provided an image forming apparatus that forms an image by forming an electrostatic latent image on the surface of an electrophotographic photosensitive member and transferring the toner developed on the electrostatic latent image to a transfer material, wherein the electrophotographic photosensitive member is a high-hardness drum and the toner is the toner described above.
本発明によれば、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナー、それを含む電子写真用現像剤およびそれを用いる画像形成装置を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a toner that can achieve a long life for electrophotographic developers and electrophotographic photoreceptors and achieve long-term image stability, as well as an electrophotographic developer containing the toner and an image forming apparatus that uses the toner.
(1)トナー
本発明のトナーは、少なくともトナー母粒子と、該トナー母粒子の表面に外添された、シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子およびシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子とから構成されることを特徴とする。
(1) Toner The toner of the present invention is characterized by being composed of at least toner base particles, and strontium titanate microparticles having silica particles on the surface thereof and silicone oil-treated silica microparticles, which are externally added to the surface of the toner base particles.
本発明のトナーでは、外添剤としてのシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子の自由エネルギーが低く、付着力が弱いために、キャリアへのトナーのスペントが抑制され、さらにキャリアコート剥がれが抑制されるものと考えられる。
また、本発明のトナーでは、外添剤としてシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子との併用により、平均一次粒子径が40nm以上のチタン酸ストロンチウム微粒子を用いることができるので、その研磨性によりキャリアコート剥がれが生じ、帯電低下によるかぶりやトナー飛散などの画像不良が発生することなしに、電子写真感光体(ドラム)表面の適度な研磨効果、ひいてはフィルミング抑制効果を得ることができる。このような効果は、高硬度ドラムにおいて顕著に得られる。
また、本発明のトナーは、低温定着用トナーに適する。
以下、本発明のトナーの特徴である併用する2種の外添剤について説明し、トナーの基本構成であるトナー母粒子、トナーの物性、トナーの製造方法、トナーを含む電子写真用現像剤および本発明のトナーを適用する画像形成装置について説明する。
In the toner of the present invention, the silicone oil-treated silica microparticles used as an external additive have low free energy and weak adhesive force, which is thought to prevent toner from being spent on the carrier and further prevent the carrier coat from peeling off.
Furthermore, in the toner of the present invention, strontium titanate fine particles having an average primary particle diameter of 40 nm or more can be used in combination with silicone oil-treated silica fine particles as an external additive, and therefore, the abrasive properties of the strontium titanate fine particles do not cause carrier coat peeling, and image defects such as fogging and toner scattering due to reduced charge are not observed, and an appropriate abrasion effect on the surface of the electrophotographic photosensitive member (drum) and, consequently, an anti-filming effect can be obtained. Such an effect is particularly noticeable in high-hardness drums.
The toner of the present invention is also suitable as a toner for low temperature fixing.
Hereinafter, the two types of external additives used in combination, which are a feature of the toner of the present invention, will be described, followed by the toner base particles, which are the basic components of the toner, the physical properties of the toner, a method for producing the toner, an electrophotographic developer containing the toner, and an image forming apparatus to which the toner of the present invention is applied.
[シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子]
シリカ粒子を表面に有する(シリカ粒子で修飾された)チタン酸ストロンチウム微粒子は、チタン酸ストロンチウムにシリカを添加したコアの表面をシラン化合物で疎水化処理した微粉体である。
[Strontium titanate microparticles having silica particles on the surface]
Strontium titanate microparticles having silica particles on the surface (modified with silica particles) are fine powders in which the surface of a core made of strontium titanate to which silica has been added is hydrophobized with a silane compound.
チタン酸ストロンチウム微粒子のチタン酸ストロンチウムSrTiO3は、ペロブスカイト型チタン酸化合物であり、Srの一部がLa、Mg、Ca,SnおよびSiから選択される第3の金属成分Mで置換されたものであってもよい。
また、チタン酸ストロンチウム微粒子は、粒子状であることが好ましいが、球状、針状、非球形状などであってもよく、その構造は、単一粒子の構造、複数粒子が数個凝集した構造にいずれであってもよい。
The strontium titanate SrTiO3 of the strontium titanate microparticles is a perovskite-type titanate compound in which a portion of Sr may be substituted with a third metal component M selected from La, Mg, Ca, Sn, and Si.
Furthermore, the strontium titanate microparticles are preferably particulate, but may also be spherical, acicular, non-spherical, etc., and may have either a single particle structure or an aggregate structure of several particles.
チタン酸ストロンチウム微粒子におけるシリカ粒子による修飾の程度は、微粉体中のシリカの含有割合、具体的にはTiに対するSiのモル比(Si/Ti)として表すことができ、特に限定されないが、0.03~10.0程度である。このモル比は、SEM-EDSのX線分析を用いて、炭素ピーク強度を基準としたTiのピーク強度に対するSiのピーク強度の比率から測定することができる。
より好ましいモル比(Si/Ti)は、0.03~1.0である。
モル比Si/Tiが0.03未満では、かぶり値が大きくなるおそれがある。一方、モル比Si/Tiが1.0を超えると、負帯電性が強くなり、低湿環境下での帯電上昇によりトナーとキャリアとの付着力が増加し、後から補給されたトナーが混ざり難くなり、十分帯電されずに現像されてしまい、その結果、トナー飛散が増加し、かぶり値が大きくなることがある。さらに好ましいモル比Si/Tiは、0.04~0.06である。
The degree of modification of strontium titanate microparticles with silica particles can be expressed as the silica content in the fine powder, specifically the molar ratio of Si to Ti (Si/Ti), and is not particularly limited, but is about 0.03 to 10.0. This molar ratio can be measured using X-ray analysis by SEM-EDS from the ratio of the Si peak intensity to the Ti peak intensity, with the carbon peak intensity as the reference.
The molar ratio (Si/Ti) is more preferably 0.03 to 1.0.
If the molar ratio Si/Ti is less than 0.03, the fog value may increase. On the other hand, if the molar ratio Si/Ti exceeds 1.0, the negative chargeability becomes strong, and the increase in charge in a low-humidity environment increases the adhesive force between the toner and the carrier, making it difficult for the toner replenished later to mix, resulting in development without sufficient charging, which may result in increased toner scattering and a high fog value. A more preferable molar ratio Si/Ti is 0.04 to 0.06.
チタン酸ストロンチウム微粒子は、30~100nmの平均一次粒子径を有することが好ましい。
チタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径が30nm未満では、トナー母粒子への付着性が高くなり、フィルミングが発生し易くなることがある。一方、チタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径が100nmを超えると、クリーニング性が悪化して、フィルミングが発生し易くなることがある。
好ましいチタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径は30~70nmであり、より好ましくは30~50nmである。
チタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径の測定方法については実施例に記載する。
The strontium titanate fine particles preferably have an average primary particle size of 30 to 100 nm.
If the average primary particle diameter of the strontium titanate fine particles is less than 30 nm, the adhesion to the toner base particles may increase, and filming may occur easily, whereas if the average primary particle diameter of the strontium titanate fine particles is more than 100 nm, the cleaning ability may deteriorate, and filming may occur easily.
The average primary particle size of the strontium titanate fine particles is preferably 30 to 70 nm, more preferably 30 to 50 nm.
The method for measuring the average primary particle diameter of the strontium titanate fine particles will be described in the Examples.
チタン酸ストロンチウム微粒子は、常温湿式法などの公知の方法により製造することができ、例えば、次の(1)~(5)に示す手順で製造することができる。
(1)硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えて脱硫処理し、その後塩酸で中和し、ろ過水洗を経て洗浄済みケーキを得る。
(2)得られたケーキに水を加えてスラリーとした後、塩酸を加えて解膠処理する。得られた溶液(溶液1)と、塩化ストロンチウム水溶液(溶液2)と、ケイ酸ナトリウム水溶液(溶液3)とを、(Sr+Si)/Tiのモル比が1.18~2.10の範囲内になる割合で混合する。
(3)得られた混合溶液を窒素ガス雰囲気下で90℃に加熱し、水酸化ナトリウム水溶液を添加しながら2時間撹拌して反応させる。
(4)反応を終えた混合溶液(スラリー)を50℃に冷却し、塩酸を加えて2時間撹拌して生じた沈殿物を洗浄、ろ過により分離後、乾燥させる。
(5)得られた乾燥物をブレンダーで1分間粉砕し、目開き32μmの篩で粗粉除去後に得られた微粉体基体に、シランカップリング剤で表面被覆(表面修飾)する。
シランカップリング剤による表面被覆の方法としては、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DDS)、オクチルシラン(OTAS)およびポリジメチルシロキサン(PDMS)などによる当該技術分野で常用される表面処理が挙げられる。
The strontium titanate fine particles can be produced by a known method such as a room temperature wet method, for example, by the following steps (1) to (5).
(1) Metatitanic acid obtained by the sulfuric acid method is deironized and bleached, then desulfurized by adding an aqueous solution of sodium hydroxide, and then neutralized with hydrochloric acid, filtered, and washed with water to obtain a washed cake.
(2) Water is added to the resulting cake to form a slurry, and then hydrochloric acid is added for peptization. The resulting solution (Solution 1), an aqueous strontium chloride solution (Solution 2), and an aqueous sodium silicate solution (Solution 3) are mixed in a ratio such that the molar ratio of (Sr+Si)/Ti falls within the range of 1.18 to 2.10.
(3) The resulting mixed solution is heated to 90°C under a nitrogen gas atmosphere, and the reaction is carried out by stirring for 2 hours while adding an aqueous sodium hydroxide solution.
(4) After the reaction, the mixed solution (slurry) is cooled to 50°C, hydrochloric acid is added, and the mixture is stirred for 2 hours. The resulting precipitate is washed, separated by filtration, and then dried.
(5) The obtained dried product is pulverized in a blender for 1 minute, and the coarse powder is removed using a sieve with 32 μm openings. The resulting fine powder substrate is then surface-coated (surface-modified) with a silane coupling agent.
Methods for coating the surface with a silane coupling agent include surface treatments commonly used in the art with hexamethyldisilazane (HMDS), dimethyldichlorosilane (DDS), octylsilane (OTAS), polydimethylsiloxane (PDMS), and the like.
[シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子]
シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子は、処理前のシリカ微粒子(「シリカ原体」ともいう)およびシリコーンオイルを含み、そのBET法による比表面積は、特に限定されないが、30~400m2/g程度である。
シリカ原体は、乾式法(気相法)、湿式法、ゾルゲル法などの公知の方法により製造することができ、溶媒を用いない点で、気相法が好ましい。
気相法は、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化によりシリカ原体を生成する方法であり、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応(基礎反応:SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl)により、乾式法(気相法)シリカまたはヒュームドシリカと称されるシリカ原体を製造する。
また、シリカ原体は、上記の製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いて得られた、シリカと他の金属酸化物の複合体であってもよい。
[Silica particles treated with silicone oil]
The silicone oil-treated silica fine particles contain the untreated silica fine particles (also called "silica base") and silicone oil, and their specific surface area as measured by the BET method is not particularly limited, but is about 30 to 400 m 2 /g.
The silica raw material can be produced by known methods such as a dry method (gas phase method), a wet method, or a sol-gel method, with the gas phase method being preferred since it does not require the use of a solvent.
The gas phase method is a method for producing a silica base material by vapor-phase oxidation of a silicon halide compound. For example, a silica base material called dry process (gas phase process) silica or fumed silica is produced by the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen flame (basic reaction: SiCl 4 + 2H 2 + O 2 → SiO 2 + 4HCl).
The silica base material may also be a composite of silica and another metal oxide obtained by using a metal halide compound such as aluminum chloride or titanium chloride together with a silicon halide compound in the above-mentioned production process.
シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子は、例えば、有機ケイ素化合物で処理されたシリカ原体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサなどの混合機を用いて直接混合する方法、ノルマルヘキサンなどの適当な溶媒で希釈しシリコーンオイルをシリカ原体に噴霧し熱処理する方法、適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解または分散させた後、シリカ原体を加えて混合し、溶剤を除去する方法などにより製造することができる。
上記の噴霧後の熱処理は、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの安全上不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく、コスト面などを考慮して窒素ガスが好ましい。熱処理温度は、200~400℃が好ましい。
Silicone oil-treated silica microparticles can be produced, for example, by directly mixing silica base material treated with an organosilicon compound with silicone oil using a mixer such as a Henschel mixer; by diluting the silicone oil with an appropriate solvent such as normal hexane, spraying the silicone oil onto the silica base material, and then heat-treating the mixture; or by dissolving or dispersing silicone oil in an appropriate solvent, adding and mixing the silica base material, and then removing the solvent.
The heat treatment after the spraying is preferably carried out in an inert gas atmosphere such as helium, nitrogen, or argon for safety reasons, and nitrogen gas is preferred in consideration of cost, etc. The heat treatment temperature is preferably 200 to 400°C.
上記のシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルといったストレートシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルが挙げられ、これらの1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
上記の有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、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、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサンなどが挙げられ、これらの1種を単独で、または2種類以上を混合して用いることができる。
シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子は、例えば、特許第6849352号公報に記載の方法により製造することができ、基材となるシリカ微粒子の平均一次粒子径およびシリコーンオイルの使用量を変化させることにより、所望の微粒子を得ることができる。
Examples of the silicone oil include straight silicone oils such as dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methylhydrogen silicone oil; epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, methacrylic-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, one-end reactive modified silicone oil, heterofunctional group-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, higher fatty acid ester-modified silicone oil, special hydrophilic modified silicone oil, higher alkoxy-modified silicone oil, higher fatty acid-containing modified silicone oil, and fluorine-modified silicone oil. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the organosilicon compound include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and hexamethyldisiloxane. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
Silicone oil-treated silica microparticles can be produced, for example, by the method described in Japanese Patent No. 6849352, and the desired microparticles can be obtained by changing the average primary particle diameter of the silica microparticles serving as the base material and the amount of silicone oil used.
シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子(「シリカ微粒子」ともいう)は、トナー母粒子に対して10~80%の被覆率を有することが好ましい。
シリカ微粒子の被覆率が10%未満では、キャリアを含む電子写真用現像剤にトナーを用いる場合、キャリアスペントし易くなることがある。一方、シリカ微粒子の被覆率が80%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
好ましいシリカ微粒子の被覆率は10~50%であり、より好ましくは10~30%である。
シリカ微粒子の被覆率の測定方法については実施例に記載する。
The silicone oil-treated silica fine particles (also referred to as "silica fine particles") preferably have a coverage of 10 to 80% of the toner base particles.
If the coverage of the silica particles is less than 10%, carrier spent may occur when the toner is used in an electrophotographic developer containing a carrier. On the other hand, if the coverage of the silica particles is more than 80%, low-temperature fixability may deteriorate.
The coverage of the silica fine particles is preferably 10 to 50%, more preferably 10 to 30%.
The method for measuring the coverage of the silica fine particles will be described in the Examples.
シリカ微粒子は、1~5%の遊離炭素量を有することが好ましい。
シリカ微粒子の遊離炭素量が1%未満では、キャリアを含む電子写真用現像剤にトナーを用いる場合、キャリアスペント抑制効果が低くなることがある。一方、シリカ微粒子の遊離炭素量が5%を超えると、定着阻害が発生することがある。
好ましいシリカ微粒子の遊離炭素量は1~3%である。
シリカ微粒子の遊離炭素量は、シリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒子の表面のシリコーンオイル量に相当する。
シリカ微粒子の遊離炭素量の測定方法については実施例に記載する。
The silica fine particles preferably have a free carbon content of 1 to 5%.
If the free carbon content of the silica fine particles is less than 1%, the effect of suppressing carrier spent may be reduced when a toner is used in an electrophotographic developer containing a carrier.On the other hand, if the free carbon content of the silica fine particles is more than 5%, fixing inhibition may occur.
The free carbon content of the silica fine particles is preferably 1 to 3%.
The amount of free carbon in the silica fine particles corresponds to the amount of silicone oil on the surface of the silica fine particles that have been surface-treated with silicone oil.
The method for measuring the amount of free carbon in silica fine particles will be described in the Examples.
シリカ微粒子は、30~100nmの平均一次粒子径を有することが好ましい。
シリカ微粒子の平均一次粒子径が30nm未満では、トナー母粒子への埋まり込みが発生し、強く付着し過ぎて、スペーサー効果が保てなくなることがある。一方、シリカ微粒子の平均一次粒子径が100nmを超えると、トナー母粒子に対する付着性が弱くなり、被覆効果が得られなることがある。
好ましいシリカ微粒子の平均一次粒子径は30~80nmであり、より好ましくは30~60nmである。
シリカ微粒子の平均一次粒子径の測定方法については実施例に記載する。
The silica fine particles preferably have an average primary particle size of 30 to 100 nm.
If the average primary particle diameter of the silica fine particles is less than 30 nm, they may become embedded in the toner base particles and adhere too strongly, making it difficult to maintain the spacer effect.On the other hand, if the average primary particle diameter of the silica fine particles is more than 100 nm, their adhesion to the toner base particles may be weak, making it difficult to obtain the coating effect.
The average primary particle size of the silica fine particles is preferably 30 to 80 nm, and more preferably 30 to 60 nm.
The method for measuring the average primary particle diameter of the silica fine particles will be described in the Examples.
シリカ微粒子は、40~90%の付着強度を有することが好ましい。
シリカ微粒子の付着強度が40%未満では、トナー母粒子からシリカ微粒子が脱離し易く、チタン酸ストロンチウム微粒子の研磨性が促進されることがある。一方、シリカ微粒子の付着強度が90%を超えると、トナー母粒子への埋まり込みが発生し、強く付着し過ぎて、スペーサー効果が保てなくなることがある。
好ましいシリカ微粒子の付着強度は40~70%であり、より好ましくは50~70%である。
シリカ微粒子の付着強度の測定方法については実施例に記載する。
The silica fine particles preferably have an adhesive strength of 40 to 90%.
If the adhesion strength of the silica particles is less than 40%, the silica particles tend to detach from the toner base particles, which may promote the abrasive properties of the strontium titanate particles. On the other hand, if the adhesion strength of the silica particles exceeds 90%, they may become embedded in the toner base particles, and may adhere too strongly, which may result in the spacer effect being lost.
The adhesive strength of the silica fine particles is preferably 40 to 70%, more preferably 50 to 70%.
The method for measuring the adhesion strength of silica fine particles will be described in the Examples.
本発明で用いられるシリカ微粒子は、公知の方法により、シリカ粒子をシリコーンオイルで表面処理(修飾)することにより製造することができる。
また、市販のシリカ微粒子、例えば、日本アエロジル株式会社製、製品名:NY50、RY50などを用いることができる。
The silica fine particles used in the present invention can be produced by surface-treating (modifying) silica particles with silicone oil by a known method.
Commercially available silica fine particles, such as those manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. under the product names NY50 and RY50, can also be used.
当該技術分野において、トナー母粒子の外添剤として、シリコーンオイルやシラン化合物などの疎水化剤で処理されたシリカ微粒子が用いられるが、本発明のトナーでは、外添剤として、シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子およびシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子の併用により、上記のような優れた効果を発揮する。
ここで、シリコーンオイルは、他の疎水化剤と同様に、シリカ微粒子に疎水性を付与するだけでなく、シリカ微粒子に離型性を付与して、トナーとしての現像性やクリーニング性の向上に寄与するものと考えられる。
In the technical field, silica fine particles treated with a hydrophobizing agent such as silicone oil or a silane compound are used as an external additive for toner base particles, but in the toner of the present invention, the above-mentioned excellent effects are exhibited by using, as an external additive, a combination of strontium titanate fine particles having silica particles on their surfaces and silica fine particles treated with silicone oil.
Here, like other hydrophobizing agents, silicone oil not only imparts hydrophobicity to the silica microparticles, but also imparts releasability to the silica microparticles, which is thought to contribute to improving the developability and cleaning properties of the toner.
[外添剤の被覆率比]
トナー母粒子に対する、シリカ微粒子の被覆率CSとチタン酸ストロンチウム微粒子の被覆率CTとの被覆率比CS/CTは、1~100であることが好ましい。
被覆率比CS/CTが1未満では、トナーの付着性が高くなり、フィルミングし易くなることがある。一方、被覆率比CS/CTが100を超えると、クリーニング性が高くなり、フィルミングし易くなることがある。
好ましい被覆率比CS/CTは、5~50であり、より好ましくは、5~20である。
[External additive coverage ratio]
The ratio of the coverage CS of the silica fine particles to the coverage CT of the strontium titanate fine particles relative to the toner base particles, CS/CT, is preferably 1-100.
If the coverage ratio CS/CT is less than 1, the toner adhesion increases and filming may occur easily. On the other hand, if the coverage ratio CS/CT exceeds 100, the cleaning ability increases and filming may occur easily.
The coverage ratio CS/CT is preferably 5 to 50, and more preferably 5 to 20.
[他の外添剤]
本発明のトナー母粒子は、本発明の効果を阻害しない範囲で、トナーの搬送性および帯電性、クリーニング性などを向上させる外添剤で外添されていてもよい。そのような外添剤としては、例えば、ヒュームドシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、マグネタイトなどの無機微粒子が挙げられる。
[Other external additives]
The toner base particles of the present invention may be externally added with an external additive that improves the transportability, chargeability, cleanability, etc. of the toner, within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of such external additives include inorganic fine particles such as fumed silica particles, titanium oxide particles, alumina particles, and magnetite.
[トナー母粒子]
トナー母粒子は、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤を含み、その他必要に応じて、帯電制御剤、ワックス分散剤および粉砕助剤を含む。
[結着樹脂]
本発明のトナー母粒子の結着樹脂としては、当該技術分野で常用される樹脂を用いることができ、ポリエステル系樹脂を好適に用いることができる。
ポリエステル系樹脂は、非結晶性ポリエステル系樹脂(非晶性ポリエステル系樹脂)および結晶性ポリエステル系樹脂のいずれであってもよいが、本発明の構成要件を満たし易く、その優れた効果が得られ易い点で非結晶性ポリエステル系樹脂が好ましい。
[Toner base particles]
The toner base particles contain at least a binder resin, a colorant, and a release agent, and may also contain a charge control agent, a wax dispersant, and a grinding aid, if necessary.
[Binder resin]
As the binder resin for the toner base particles of the present invention, resins commonly used in the art can be used, and polyester resins can be suitably used.
The polyester-based resin may be either a non-crystalline polyester-based resin (amorphous polyester-based resin) or a crystalline polyester-based resin, but a non-crystalline polyester-based resin is preferred because it is easier to satisfy the constituent requirements of the present invention and to easily obtain its excellent effects.
ここで、非晶性樹脂と結晶性樹脂は、結晶性指数により区別され、結晶性指数が0.6~1.5の範囲にある樹脂を結晶性樹脂とし、結晶性指数が0.6未満であるかまたは1.5を超える樹脂を非晶性樹脂とする。すなわち、結晶性指数が1.5を超える樹脂は非晶性であり、一方、結晶性指数が0.6未満である樹脂は結晶性が低く、非晶性部分が多い。
結晶性指数とは、樹脂の結晶化の度合いの指標となる物性であり、軟化温度と吸熱の最高ピーク温度の比(軟化温度/吸熱の最高ピーク温度)により定義される。ここで、吸熱の最高ピーク温度とは、観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピークの温度を指す。結晶性ポリエステル樹脂においては、最高ピーク温度を融点Tmpとし、非結晶性ポリエステル樹脂においては、最も高温側にあるピークをガラス転移温度Tgとする。
結晶化の度合いは、原料モノマーの種類および比率、ならびに製造条件(例えば、反応温度、反応時間、冷却速度)などを調整することで制御できる。
Here, amorphous resins and crystalline resins are distinguished by their crystallinity index, with resins with a crystallinity index in the range of 0.6 to 1.5 being crystalline resins, and resins with a crystallinity index of less than 0.6 or more than 1.5 being amorphous resins. That is, resins with a crystallinity index of more than 1.5 are amorphous, while resins with a crystallinity index of less than 0.6 have low crystallinity and a large amount of amorphous portions.
The crystallinity index is a physical property that indicates the degree of crystallization of a resin, and is defined as the ratio of the softening temperature to the highest endothermic peak temperature (softening temperature/highest endothermic peak temperature). Here, the highest endothermic peak temperature refers to the temperature of the highest endothermic peak observed. For crystalline polyester resins, the highest peak temperature is the melting point (Tmp), and for amorphous polyester resins, the highest peak temperature is the glass transition temperature (Tg).
The degree of crystallization can be controlled by adjusting the types and ratios of raw material monomers, as well as production conditions (for example, reaction temperature, reaction time, cooling rate), and the like.
非晶性ポリエステル系樹脂は、特に限定されないが、例えば、テレフタル酸またはイソフタル酸を主成分として含むカルボン酸モノマーと、エチレングリコールを主成分として含む多価アルコールとの重縮合反応により得られる。
その反応条件は、通常のポリエステル系樹脂の製造と同様であり、例えば、ジカルボン酸モノマーと多価アルコールとを、窒素ガス雰囲気中、必要に応じてエステル化触媒の存在下、温度190~240℃で反応させることにより、非晶性ポリエステル系樹脂が得られる。多価アルコールとカルボン酸モノマーとの反応比率は、好ましくは水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]:[COOH]で1.3:1~1:1.2である。
The amorphous polyester resin is not particularly limited, but can be obtained, for example, by a polycondensation reaction between a carboxylic acid monomer containing terephthalic acid or isophthalic acid as a main component and a polyhydric alcohol containing ethylene glycol as a main component.
The reaction conditions are the same as those for producing ordinary polyester resins, and an amorphous polyester resin can be obtained, for example, by reacting a dicarboxylic acid monomer with a polyhydric alcohol in a nitrogen gas atmosphere, optionally in the presence of an esterification catalyst, at a temperature of 190 to 240° C. The reaction ratio of the polyhydric alcohol to the carboxylic acid monomer is preferably 1.3:1 to 1:1.2 in terms of the equivalent ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups [OH]:[COOH].
ジカルボン酸モノマーに占めるテレフタル酸またはイソフタル酸のモル含有率は、好ましくは70~100%であり、より好ましくは80~100%である。
また、ジカルボン酸モノマーは、フマル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸を含んでいてもよく、テレフタル酸またはイソフタル酸のエステル形成性誘導体、芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体、脂肪族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体、これらのカルボン酸の酸無水物やアルキルエステルを含んでいてもよい。
さらに、ジカルボン酸モノマーは、トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上のポリカルボン酸やそのエステル形成性誘導体と併用してもよい。
上記のジカルボン酸モノマーおよびポリカルボン酸モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
The molar content of terephthalic acid or isophthalic acid in the dicarboxylic acid monomer is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%.
The dicarboxylic acid monomer may also include aromatic dicarboxylic acids such as fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, succinic acid, and the like, and may also include ester-forming derivatives of terephthalic acid or isophthalic acid, ester-forming derivatives of aromatic dicarboxylic acids, ester-forming derivatives of aliphatic dicarboxylic acids, and acid anhydrides or alkyl esters of these carboxylic acids.
Furthermore, the dicarboxylic acid monomer may be used in combination with a polycarboxylic acid having three or more valences, such as trimellitic acid or pyromellitic acid, or an ester-forming derivative thereof.
The above dicarboxylic acid monomers and polycarboxylic acid monomers may be used alone or in combination of two or more.
多価アルコールに占めるエチレングリコールのモル含有率は、好ましくは70~100%であり、より好ましくは80~100%である。
多価アルコールは、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオールなどの他の多価アルコールを含んでいてもよい。
上記の多価アルコールは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
The molar content of ethylene glycol in the polyhydric alcohol is preferably 70 to 100%, more preferably 80 to 100%.
The polyhydric alcohol may include other polyhydric alcohols such as 1,3-propylene glycol and 1,4-butanediol.
The above polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
結晶性ポリエステル系樹脂は、特に限定されないが、例えば、炭素数9~22の脂肪族ジカルボン酸を主成分として含むカルボン酸モノマーと、炭素数2~10の脂肪族ジオールを主成分として含む多価アルコールとの重縮合反応により得られる直鎖状飽和脂肪族ポリエステルユニットで構成されるのが好ましい。
その反応条件は、通常のポリエステル系樹脂の製造と同様であり、例えば、ジカルボン酸モノマーと多価アルコールとを、窒素ガス雰囲気中、必要に応じてエステル化触媒の存在下、温度190~240℃で反応させることにより、結晶性ポリエステル系樹脂が得られる。多価アルコールとカルボン酸モノマーとの反応比率は、トナーの保存性の観点などから、好ましくは水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]:[COOH]で0.83:1~1.3:1である。
The crystalline polyester resin is not particularly limited, but is preferably composed of a linear saturated aliphatic polyester unit obtained by a polycondensation reaction between a carboxylic acid monomer containing, as a main component, an aliphatic dicarboxylic acid having 9 to 22 carbon atoms and a polyhydric alcohol containing, as a main component, an aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms.
The reaction conditions are the same as those for producing ordinary polyester resins, and for example, a crystalline polyester resin can be obtained by reacting a dicarboxylic acid monomer with a polyhydric alcohol in a nitrogen gas atmosphere, optionally in the presence of an esterification catalyst, at a temperature of 190 to 240° C. From the viewpoint of toner storage stability, the reaction ratio of the polyhydric alcohol to the carboxylic acid monomer is preferably an equivalent ratio of hydroxyl groups to carboxyl groups [OH]:[COOH] of 0.83:1 to 1.3:1.
カルボン酸モノマーに占めるジカルボン酸のモル含有率は、好ましくは90~100%であり、ジカルボン酸のモル含有率が低いと、結晶化の割合や速度が低下して、耐トナー凝集性が不十分になることがある。
炭素数9~22の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アゼライン酸、ゼバシン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸などが挙げられる。また、カルボン酸モノマーおよびポリカルボン酸モノマーは、これら脂肪族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体を含んでいてもよい。
さらに、カルボン酸モノマーは、トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上のポリカルボン酸やそのエステル形成性誘導体と併用してもよい。
上記のカルボン酸モノマーは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
The molar content of dicarboxylic acid in the carboxylic acid monomer is preferably 90 to 100%. If the molar content of dicarboxylic acid is low, the rate and speed of crystallization may decrease, resulting in insufficient toner aggregation resistance.
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid having 9 to 22 carbon atoms include azelaic acid, zebaic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, 1,18-octadecanedicarboxylic acid, etc. The carboxylic acid monomer and polycarboxylic acid monomer may contain an ester-forming derivative of these aliphatic dicarboxylic acids.
Furthermore, the carboxylic acid monomer may be used in combination with a polycarboxylic acid having three or more valences, such as trimellitic acid or pyromellitic acid, or an ester-forming derivative thereof.
The above carboxylic acid monomers may be used alone or in combination of two or more.
多価アルコールに占める炭素数2~10の脂肪族ジオールのモル含有率は、好ましくは80~100%である。
炭素数2~10の脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールなどが挙げられる。
また、上記の脂肪族ジオールと併用可能な多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパンなど3価以上のアルコールが挙げられる。
上記の多価アルコールは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
The molar content of the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms in the polyhydric alcohol is preferably 80 to 100%.
Examples of the aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms include ethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol.
Furthermore, examples of polyhydric alcohols that can be used in combination with the above aliphatic diols include trihydric or higher alcohols such as glycerin and trimethylolpropane.
The above polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more.
結着樹脂は、特に限定されないが、40~70℃のガラス転移点Tgを有するのが好ましい。
結着樹脂のガラス転移点Tgが40℃未満では、画像形成装置内部においてトナー粒子同士が熱凝集するブロッキングを発生し易くなり、画像不良(かぶり)が発生し、保存安定性が低下することがある。一方、結着樹脂のガラス転移点が70℃を超えると、低温定着性が損なわれ、画像不良(オフセット)が発生することがある。
結着樹脂として、55~75℃のガラス転移点Tgを有する樹脂(H体)と40~60℃のガラス転移点Tgを有する樹脂(L体)とを併用することにより、定着温度を調整することができる。
The binder resin is not particularly limited, but preferably has a glass transition temperature Tg of 40 to 70°C.
If the glass transition temperature Tg of the binder resin is lower than 40° C., blocking, in which toner particles thermally aggregate together, is likely to occur inside the image forming apparatus, resulting in image defects (fogging) and reduced storage stability. On the other hand, if the glass transition temperature Tg of the binder resin is higher than 70° C., low-temperature fixability is impaired and image defects (offset) may occur.
The fixing temperature can be adjusted by using, as the binder resin, a resin (H type) having a glass transition temperature Tg of 55 to 75°C and a resin (L type) having a glass transition temperature Tg of 40 to 60°C in combination.
トナー母粒子中の結着樹脂の配合量は、特に限定されないが、80~90質量%であるのが好ましい。
結着樹脂の配合量が上記の範囲内であれば、トナーの各種物性を損なうことなしに、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナーを提供することができる。
The amount of binder resin in the toner base particles is not particularly limited, but is preferably 80 to 90% by mass.
When the blending amount of the binder resin is within the above range, it is possible to provide a toner that can realize a long life of the electrophotographic developer and the electrophotographic photosensitive member without impairing various physical properties of the toner, and that can realize image stability over a long period of time.
[着色剤]
本発明のトナー母粒子の着色剤としては、当該技術分野で常用される有機系および無機系の様々な種類および色の顔料および染料を用いることができ、例えば、黒色、白色、黄色、橙色、赤色、紫色、青色および緑色の着色剤が挙げられる。
[Colorant]
As the colorant for the toner base particles of the present invention, various types and colors of organic and inorganic pigments and dyes commonly used in the art can be used, including, for example, black, white, yellow, orange, red, purple, blue and green colorants.
黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライトおよびマグネタイトなどが挙げられる。
白色の着色剤としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などが挙げられる。
Examples of black colorants include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, non-magnetic ferrite, magnetic ferrite, and magnetite.
Examples of white colorants include zinc oxide, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
黄色の着色剤としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。 Examples of yellow colorants include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, tartrazine lake, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 94, and C.I. Pigment Yellow 138.
橙色の着色剤としては、例えば、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、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、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43などが挙げられる。 Examples of orange colorants include red lead yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, induthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, induthrene brilliant orange GK, C.I. Pigment Orange 31, and C.I. Pigment Orange 43.
赤色の着色剤としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などが挙げられる。 Examples of red colorants include red iron oxide, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, lithol red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red C, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, alizarin lake, brilliant carmine 3B, C.I. pigment red 2, C.I. pigment red 3, C.I. pigment red 5, C.I. pigment red 6, C.I. pigment red 7, C.I. pigment red 15, C.I. pigment red 16, C.I. pigment red 48:1, C.I. pigment red 53:1, C.I. pigment red 57:1, C.I. Examples of pigments include C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 177, C.I. Pigment Red 178, and C.I. Pigment Red 222.
紫色の着色剤としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。 Examples of purple colorants include manganese violet, fast violet B, and methyl violet lake.
青色の着色剤としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60などが挙げられる。
緑色の着色剤としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンB、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。
Examples of blue colorants include Prussian blue, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, indanthrene blue BC, C.I. pigment blue 15, C.I. pigment blue 15:2, C.I. pigment blue 15:3, C.I. pigment blue 16, C.I. pigment blue 60, and the like.
Examples of green colorants include chrome green, chromium oxide, pigment green B, micalite green lake, final yellow green G, and C.I. pigment green 7.
本発明においては、上記の着色剤の1種を単独でまたは2種を組み合わせて用いることができ、それらの組み合わせは異色であっても同色であってもよい。
また2種以上の着色剤を複合粒子化して用いてもよい。
複合粒子は、例えば、2種以上の着色剤に適量の水、低級アルコールなどを添加し、ハイスピードミルなどの一般的な造粒機で造粒し、乾燥させることによって製造できる。
さらに、結着樹脂中に着色剤を均一に分散させるために、マスターバッチ化して用いてもよい。
複合粒子およびマスターバッチは、乾式混合の際にトナー組成物に混入される。
In the present invention, the above colorants can be used alone or in combination of two kinds, and the combination may be of different colors or the same color.
Two or more kinds of colorants may be used in the form of composite particles.
The composite particles can be produced, for example, by adding an appropriate amount of water, a lower alcohol, etc. to two or more colorants, granulating the mixture in a general granulator such as a high-speed mill, and drying the granulated mixture.
Furthermore, in order to disperse the colorant uniformly in the binder resin, it may be used in the form of a masterbatch.
The composite particles and masterbatches are incorporated into the toner composition during dry blending.
トナー母粒子中の着色剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して3~15質量部であるのが好ましく、5~12質量部であるのが特に好ましい。
着色剤の配合量が上記の範囲内であれば、トナーの各種物性を損なうことなしに、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナーを提供することができる。
The amount of colorant blended in the toner base particles is not particularly limited, but is preferably 3 to 15 parts by weight, and particularly preferably 5 to 12 parts by weight, per 100 parts by weight of resin.
When the blending amount of the colorant is within the above range, it is possible to provide a toner that can realize a long life of the electrophotographic developer and the electrophotographic photosensitive member without impairing various physical properties of the toner, and that can realize image stability over a long period of time.
[離型剤]
本発明のトナー母粒子の離型剤としては、当該技術分野で常用される離型剤を用いることができ、例えば、パラフィンワックスおよびマイクロクリスタリンワックスならびにそれらの誘導体などの石油系ワックス;フィッシャートロプシュワックス、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)、低分子量ポリプロピリンワックスおよびポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)ならびにそれらの誘導体などの炭化水素系合成ワックス;カルナバワックス、ライスワックスおよびキャンデリラワックスならびにそれらの誘導体、木蝋などの植物系ワックス;蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス;脂肪酸アミドおよびフェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス;長鎖カルボン酸およびその誘導体;長鎖アルコールおよびその誘導体;シリコーン系重合体;高級脂肪酸などが挙げられる。
上記の誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。
本発明においては、上記の離型剤の1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Release agent]
The release agent for the toner base particles of the present invention may be a release agent commonly used in the technical field, and examples thereof include petroleum-based waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, and derivatives thereof; hydrocarbon-based synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.), low-molecular-weight polypropylene wax, polyolefin-based polymer wax (low-molecular-weight polyethylene wax, etc.), and derivatives thereof; plant-based waxes such as carnauba wax, rice wax, candelilla wax, and derivatives thereof, and Japan wax; animal-based waxes such as beeswax and spermaceti; oil-based synthetic waxes such as fatty acid amides and phenol fatty acid esters; long-chain carboxylic acids and derivatives thereof; long-chain alcohols and derivatives thereof; silicone-based polymers; and higher fatty acids.
The derivatives include oxides, block copolymers of vinyl monomers and wax, and graft modified products of vinyl monomers and wax.
In the present invention, the above-mentioned release agents can be used alone or in combination of two or more.
離型剤は、特に限定されないが、80~150℃の融点mpを有するのが好ましい。
離型剤粒子の融点が上記の範囲内であれば、低温定着性および耐ホットオフセット性を両立させることができる。
The release agent is not particularly limited, but preferably has a melting point mp of 80 to 150°C.
If the melting point of the release agent particles is within the above range, it is possible to achieve both low-temperature fixability and hot offset resistance.
トナー母粒子中の離型剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0.5~5.0質量部であるのが好ましく、0.5~3.0質量部であるのが特に好ましい。
結着樹脂の配合量が上記の範囲内であれば、トナーの各種物性を損なうことなしに、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナーを提供することができる。
The amount of the release agent in the toner base particles is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, and particularly preferably 0.5 to 3.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin.
When the blending amount of the binder resin is within the above range, it is possible to provide a toner that can realize a long life of the electrophotographic developer and the electrophotographic photosensitive member without impairing various physical properties of the toner, and that can realize image stability over a long period of time.
[帯電制御剤]
本発明のトナー母粒子には、必要に応じて帯電制御剤(電荷制御剤)が配合されてもよい。電荷制御剤としては、当該技術分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の電荷制御剤が挙げられる。
正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、四級アンモニウム塩、ピリミジン化合物、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などを使用できる。
負電荷制御用の電荷制御剤としては、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、有機ベントナイト化合物、ホウ素化合物などを使用できる。
[Charge control agent]
The toner base particles of the present invention may contain a charge control agent, if necessary. Examples of the charge control agent include charge control agents commonly used in the art for controlling positive and negative charges.
As the charge control agent for controlling positive charges, for example, quaternary ammonium salts, pyrimidine compounds, triphenylmethane derivatives, guanidine salts, amidine salts, etc. can be used.
Charge control agents for negative charge control include metal-containing azo compounds, azo complex dyes, metal complexes and metal salts of salicylic acid and its derivatives (metals include chromium, zinc, zirconium, etc.), organic bentonite compounds, and boron compounds.
トナー母粒子中の電荷制御剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0.5~3質量%であるのが好ましく、0.5~1.5質量部であるのが特に好ましい。
着色剤の配合量が上記の範囲内であれば、トナーの各種物性を損なうことなしに、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナーを提供することができる。
The amount of the charge control agent in the toner base particles is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 3% by mass, and particularly preferably 0.5 to 1.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin.
When the blending amount of the colorant is within the above range, it is possible to provide a toner that can realize a long life of the electrophotographic developer and the electrophotographic photosensitive member without impairing various physical properties of the toner, and that can realize image stability over a long period of time.
[ワックス分散剤]
本発明のトナー母粒子には、必要に応じてワックス分散剤が配合されてもよい。
ワックス分散剤は、離型剤の分散効果を付与する成分であり、特に限定されないが、例えば、三洋化成工業株式会社製、製品名:WEP-912などが挙げられる。
トナー母粒子中のワックス分散剤の配合量は、特に限定されないが、離型剤に対して0.5~2質量%程度である。
[Wax dispersant]
The toner base particles of the present invention may contain a wax dispersant, if necessary.
The wax dispersant is a component that imparts a dispersing effect to the release agent, and is not particularly limited, but examples thereof include Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: WEP-912.
The amount of wax dispersant blended in the toner base particles is not particularly limited, but is about 0.5 to 2% by mass relative to the releasing agent.
[粉砕助剤]
本発明のトナー母粒子には、必要に応じて粉砕助剤が配合されてもよい。
粉砕助剤は、トナー製造の粉砕工程においてトナーの粉砕に寄与する成分であり、特に限定されないが、例えば、αメチルスチレン共重合体やスチレン・アクリル共重合体を用いることができ、例えば、三井化学株式会社製、製品名:FTR2120などが挙げられる。
トナー母粒子中の粉砕助剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0.5~10質量%であるのが好ましく、2.5~5質量部であるのが特に好ましい。
[Grinding aid]
The toner base particles of the present invention may contain a grinding aid, if necessary.
The grinding aid is a component that contributes to the grinding of toner in the grinding step of toner production, and is not particularly limited. For example, an α-methylstyrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer can be used, and examples thereof include FTR2120, a product of Mitsui Chemicals, Inc.
The amount of the grinding aid in the toner base particles is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10% by mass, and particularly preferably 2.5 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the resin.
[トナーのガラス転移温度Tg]
本発明のトナーは、60℃以下のガラス転移温度Tgを有することが好ましい。
トナーのガラス転移温度Tgは、トナーの構成成分の種類や配合割合により調整することができ、そのガラス転移温度Tgが60℃を超えると、低温定着性と耐熱保存性の両立が難しくなることがあり、その下限は50℃程度である。
トナーのガラス転移温度Tgの測定方法については実施例に記載する。
[Toner Glass Transition Temperature Tg]
The toner of the present invention preferably has a glass transition temperature Tg of 60° C. or less.
The glass transition temperature Tg of the toner can be adjusted by the types and blending ratios of the components of the toner. If the glass transition temperature Tg exceeds 60°C, it may become difficult to achieve both low-temperature fixability and heat-resistant storage stability, and the lower limit thereof is approximately 50°C.
The method for measuring the glass transition temperature Tg of the toner will be described in the Examples.
[トナー母粒子の体積平均粒子径]
トナー母粒子の体積平均粒子径は、特に限定されず、目的に応じて適宜設定することができるが、トナー母粒子は、5.0~10μmの体積平均粒子径を有することが好ましい。
トナー母粒子の体積平均粒子径が上記の範囲内であれば、トナーの各種物性を損なうことなしに、電子写真現像剤および電子写真感光体のロングライフ化を実現し、長期に亘り画像安定性を実現し得るトナーを提供することができる。
また、トナー母粒子の粒径(粒度)分布は、特に限定されず、目的に応じて適宜設定することができるが、トナー母粒子は、3μm以下の粒子が40個数%以下の粒径分布であることが好ましい。
さらに、トナー母粒子の円形度は、特に限定されず、目的に応じて適宜設定することができるが、トナー母粒子は、0.92以上0.97以下の円形度でることが好ましい。
[Volume average particle diameter of toner base particles]
The volume average particle diameter of the toner base particles is not particularly limited and can be set appropriately depending on the purpose, but the toner base particles preferably have a volume average particle diameter of 5.0 to 10 μm.
When the volume average particle diameter of the toner base particles is within the above range, it is possible to provide a toner that can realize a long life for an electrophotographic developer and an electrophotographic photosensitive member without impairing various physical properties of the toner, and that can realize image stability over a long period of time.
The particle size (particle size) distribution of the toner base particles is not particularly limited and can be set appropriately depending on the purpose, but it is preferable that the toner base particles have a particle size distribution in which particles of 3 μm or less account for 40% or less by number.
Furthermore, the circularity of the toner base particles is not particularly limited and can be set appropriately depending on the purpose, but the toner base particles preferably have a circularity of 0.92 or more and 0.97 or less.
[トナーの製造方法]
本発明で用いられるトナーは、当該技術分野で常用される公知の装置を用いて公知の方法、例えば、結着樹脂、着色剤および離型剤などを混合して混合物を得る前混合工程S1、得られた混合物を溶融混錬して溶融混錬物を得る溶融混錬工程S2、得られた溶融混錬物を冷却固化し粗粉砕して粗粉砕物を得、得られた粗粉砕物を微粉砕し分級してトナー母粒子を得る冷却粉砕、分級工程S3、得られたトナー母粒子と外添剤とを混合してトナーを得る外添工程S4により製造することができる。
湿式法と比較して工程数が少なく、設備コストが掛からないなどの点で乾式法が好ましく、中でも粉砕法が特に好ましい。
各工程における条件は、対象とする材料および所望の物性により適宜設定すればよい。
[Toner manufacturing method]
The toner used in the present invention can be produced by a known method using known devices commonly used in the technical field, for example, a pre-mixing step S1 in which a binder resin, a colorant, a release agent, etc. are mixed to obtain a mixture, a melting and kneading step S2 in which the obtained mixture is melted and kneaded to obtain a molten and kneaded product, a cooling and crushing and classification step S3 in which the obtained molten and kneaded product is cooled and solidified and coarsely crushed to obtain a coarsely crushed product, and the obtained coarsely crushed product is finely crushed and classified to obtain toner base particles, and an external addition step S4 in which the obtained toner base particles are mixed with an external additive to obtain a toner.
Dry methods are preferred in that they require fewer steps and require less equipment cost than wet methods, and among these, pulverization is particularly preferred.
The conditions for each step may be appropriately set depending on the target material and the desired physical properties.
混合には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社(現 日本コークス工業株式会社)製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)などの混合装置を使用できる。
溶融混練には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、二軸押出機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機が挙げられる。具体的には、例えば、TEM-100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM-65/87、PCM-30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機を使用できる。
For mixing, a known device commonly used in the technical field can be used, for example, a Henschel-type mixer such as Henschel Mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. (now Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.)), Super Mixer (trade name, manufactured by Kawata Corporation), or Mechano Mill (trade name, manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.), or a mixer such as Ang Mill (trade name, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), Hybridization System (trade name, manufactured by Nara Machinery Works, Ltd.), or Cosmo System (trade name, manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.).
The melt-kneading may be performed using known devices commonly used in the technical field, such as general kneaders such as a twin-screw extruder, a three-roll mill, a lab blast mill, etc. Specifically, for example, a single-screw or twin-screw extruder such as TEM-100B (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM-65/87, or PCM-30 (all of which are trade names, manufactured by Ikegai Corporation), or an open-roll type kneader such as Kneadex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) may be used.
冷却には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、冷却ベルトを使用できる。
粗粉砕には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、スクリーンを有するスピードミルを使用できる。
微粉砕には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、高速で回転する回転子(ロータ)と固定子(ライナ)との間に形成される空間に固化物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機を使用できる。
分級には、当該技術分野で常用される公知の装置、例えば、旋回式風力分級機(ロータリー式風力分級機)のような遠心力および風力により過粉砕トナー粒子を除去できる分級機を使用できる。
For cooling, a known device commonly used in the art, such as a cooling belt, can be used.
For the coarse grinding, a known device commonly used in the art, such as a speed mill with a screen, can be used.
For the fine pulverization, known devices commonly used in the art can be used, such as a jet pulverizer that uses a supersonic jet stream to pulverize, or an impact pulverizer that introduces a solidified material into the space formed between a rotor and a stator (liner) that rotate at high speed, and pulverizes the solidified material.
For classification, a known device commonly used in the art, for example, a classifier capable of removing over-pulverized toner particles by centrifugal force and wind force, such as a rotary wind classifier (rotary wind classifier), can be used.
[電子写真用現像剤]
本発明の電子写真用現像剤は、本発明のトナーとキャリアとを含むことを特徴とする。
[キャリア]
キャリアとしては、当該技術分野で常用されるキャリアを用いることができ、例えば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライト粒子表面を被覆物質で被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。
[Electrophotographic Developer]
The electrophotographic developer of the present invention is characterized by containing the toner of the present invention and a carrier.
[Career]
As the carrier, a carrier commonly used in the relevant technical field can be used, and examples thereof include a resin-coated carrier in which the surface of a single or composite ferrite particle made of iron, copper, zinc, nickel, cobalt, manganese, chromium, etc. is coated with a coating substance, and a resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin.
被覆物質としては、当該技術分野で常用される物質を用いることができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。
また、樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は特に限定されないが、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。
上記の被覆物質および樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂は、それぞれ1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができ、トナー成分に応じて選択するのが好ましい。
As the coating material, materials commonly used in the art can be used, such as polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer, polyvinylidene fluoride, silicone resin, polyester resin, metal compound of di-tert-butyl salicylic acid, styrene resin, acrylic resin, polyamide, polyvinyl butyral, nigrosine, aminoacrylate resin, basic dye, lake of basic dye, silica fine powder, alumina fine powder, etc.
The resin used in the resin dispersion type carrier is not particularly limited, but examples thereof include styrene acrylic resin, polyester resin, fluorine-based resin, and phenol resin.
The above-mentioned coating materials and resins used in the resin dispersion type carrier can be used either alone or in combination of two or more, and are preferably selected according to the toner components.
キャリアの形状は特に限定されないが、球形および扁平形状が好ましい。
また、キャリアの粒子径は特に限定されないが、高画質化を考慮すると、好ましくは10~100μmであり、さらに好ましくは20~50μmである。
The shape of the carrier is not particularly limited, but spherical and flat shapes are preferred.
The particle size of the carrier is not particularly limited, but in consideration of achieving high image quality, it is preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm.
キャリアの体積抵抗率は、キャリア粒子を断面積0.50cm2の容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に1kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値から得られる値である。体積抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアが帯電し、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。好ましいキャリアの体積抵抗率は、1.0×109~1.0×1013(Ω・cm)である。 The volume resistivity of the carrier is a value obtained from the current value when carrier particles are placed in a container with a cross-sectional area of 0.50 cm2 and tapped, a load of 1 kg/ cm2 is applied to the particles packed in the container, and a voltage is applied that generates an electric field of 1000 V/cm between the load and the bottom electrode. If the volume resistivity is low, the carrier becomes charged when a bias voltage is applied to the developing sleeve, making it easier for the carrier particles to adhere to the photoreceptor. Also, breakdown of the bias voltage is more likely to occur. A preferred volume resistivity of the carrier is 1.0 x 109 to 1.0 x 1013 (Ω·cm).
キャリアの磁化強さ(最大磁化)は、好ましくは10~60emu/g、より好ましくは15~40emu/gである。一般的な現像ローラの磁束密度条件下では、10emu/g未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また、磁化強さが60emu/gを超えると、非接触現像ではキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、像担持体とトナーの非接触状態を保つことが困難になり、接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。 The carrier's magnetization strength (maximum magnetization) is preferably 10 to 60 emu/g, and more preferably 15 to 40 emu/g. Under typical magnetic flux density conditions of developing rollers, if the magnetization strength is less than 10 emu/g, the magnetic binding force will not work, which may result in carrier scattering. Furthermore, if the magnetization strength exceeds 60 emu/g, in non-contact development, the carrier will become too stiff, making it difficult to maintain a non-contact state between the image carrier and toner, and in contact development, sweeping marks may easily appear in the toner image.
2成分現像剤におけるトナーとキャリアとの配合割合は特に限定されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。例えば、樹脂被覆キャリア(密度5~8g/cm2)と混合する場合、トナーが全現像剤量の2~30質量%、好ましくは2~20質量%含まれるようにすればよい。また、トナーによるキャリアの被覆率は、40~80質量%であることが好ましい。 The blending ratio of toner and carrier in a two-component developer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of toner and carrier. For example, when mixed with a resin-coated carrier (density 5 to 8 g/cm 2 ), the toner content should be 2 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, of the total amount of developer. Furthermore, the coverage of the carrier by the toner is preferably 40 to 80% by mass.
[画像形成装置]
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体の表面に静電潜像を形成させ、該静電潜像に現像されたトナーを被転写材に転写して画像を形成する画像形成装置において、該電子写真感光体が高硬度ドラムであり、かつ該トナーが本発明のトナーであることを特徴とする。
本発明のトナーは、外添剤としてシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子との併用により、平均一次粒子径が40nm以上のチタン酸ストロンチウム微粒子を用いることができるので、その研磨性によりキャリアコート剥がれが生じ、帯電低下によるかぶりやトナー飛散などの画像不良が発生することなしに、電子写真感光体(ドラム)表面の適度な研磨効果、ひいてはフィルミング抑制効果を得ることができ、電子写真感光体のライフ性が良好になる。このような効果は、高硬度ドラム(シリカフィラードラム)において顕著に得られる。
[Image forming apparatus]
The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus that forms an image by forming an electrostatic latent image on the surface of an electrophotographic photosensitive member and transferring the toner developed on the electrostatic latent image to a transfer material, characterized in that the electrophotographic photosensitive member is a high-hardness drum and the toner is the toner of the present invention.
The toner of the present invention can use strontium titanate fine particles having an average primary particle diameter of 40 nm or more in combination with silicone oil-treated silica fine particles as an external additive, and therefore can obtain an appropriate polishing effect on the surface of an electrophotographic photosensitive member (drum) and, in turn, an inhibitory effect on filming, without causing carrier coat peeling due to abrasive properties and image defects such as fogging and toner scattering due to reduced charge, thereby improving the life of the electrophotographic photosensitive member. Such effects are particularly noticeable in high-hardness drums (silica filler drums).
本発明の画像形成装置は、上記の構成要件を備えたものであれば特に限定されないが、例えば、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着手段と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング手段と、前記電子写真感光体に残留する表面電荷を除電する除電手段を少なくとも備えた画像形成装置が挙げられる。
以下、図面に基づいて、画像形成装置の一例およびその動作について説明するが、本発明は、これらにより限定されるものではない。
The image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-mentioned constituent elements, and examples thereof include an image forming apparatus equipped with at least an electrophotographic photosensitive member, a charging means for charging the electrophotographic photosensitive member, an exposure means for exposing the charged electrophotographic photosensitive member to light to form an electrostatic latent image, a developing means for developing the electrostatic latent image formed by exposure to form a toner image, a transfer means for transferring the toner image formed by development onto a recording medium, a fixing means for fixing the transferred toner image on the recording medium to form an image, a cleaning means for removing and recovering toner remaining on the electrophotographic photosensitive member, and a discharging means for discharging surface charges remaining on the electrophotographic photosensitive member.
An example of an image forming apparatus and its operation will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this.
図1は、本発明の画像形成装置100の要部の構成を示す模式側面図である。
図1の画像形成装置(レーザプリンタ)100は、本発明の感光体1と、露光手段(半導体レーザ)31と、帯電手段(帯電器)32と、現像手段(現像器)33と、転写手段(転写帯電器)34と、搬送ベルト(図示せず)と、定着手段(定着器)35と、クリーニング手段(クリーナ)36とを含んで構成される。符号51は記録媒体(記録紙または転写紙)を示す。
FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of the main part of an image forming apparatus 100 of the present invention.
1 includes the photoreceptor 1 of the present invention, an exposure means (semiconductor laser) 31, a charging means (charger) 32, a developing means (developer) 33, a transfer means (transfer charger) 34, a conveyor belt (not shown), a fixing means (fixer) 35, and a cleaning means (cleaner) 36. Reference numeral 51 denotes a recording medium (recording paper or transfer paper).
感光体1は、当該技術分野において画像形成装置の電子写真感光体として用いられるものであれば特に限定されず、例えば、基体上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とがこの順で積層された積層型感光層、または電荷発生物質および電荷輸送物質を含有する単層型感光層を少なくとも備えた感光体が挙げられる。 Photoreceptor 1 is not particularly limited as long as it is one used in the art as an electrophotographic photoreceptor for an image-forming device. Examples include a multilayer photoreceptor in which a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material are stacked in that order on a substrate, or a photoreceptor having at least a single-layer photoreceptor containing a charge generation material and a charge transport material.
感光体1は、画像形成装置100本体に回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって回転軸線44回りに矢符41方向に回転駆動される。駆動手段は、例えば電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体1の芯体を構成する導電性支持体に伝えることによって、感光体1を所定の周速度で回転駆動させる。帯電手段(帯電器)32、露光手段31、現像手段(現像器)33、転写手段(転写帯電器)34およびクリーニング手段(クリーナ)36は、この順序で、感光体1の外周面に沿って、矢符41で示される感光体1の回転方向上流側から下流側に向って設けられる。 Photoreceptor 1 is rotatably supported on the main body of image forming apparatus 100 and is driven to rotate around rotation axis 44 in the direction of arrow 41 by a drive means (not shown). The drive means, which may include, for example, an electric motor and a reduction gear, transmits its driving force to the conductive support that forms the core of photoreceptor 1, thereby driving photoreceptor 1 to rotate at a predetermined peripheral speed. Charging means (charger) 32, exposure means 31, developing means (developer) 33, transfer means (transfer charger) 34, and cleaning means (cleaner) 36 are arranged in this order along the outer surface of photoreceptor 1, from upstream to downstream in the direction of rotation of photoreceptor 1, as indicated by arrow 41.
帯電器32は、感光体1の外周面(図2の感光体F01に相当)を均一に所定の電位に帯電させる帯電手段である。帯電手段としては、例えば、帯電チャージャーによるコロナ帯電方式のような非接触帯電方式、および例えば、帯電ローラもしくは帯電ブラシによる接触帯電方式が挙げられる。
露光手段31は、半導体レーザを光源として備え、光源から出力されるレーザビーム光を、帯電器32と現像器33との間の感光体1の表面に照射することによって、帯電された感光体1の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光は、主走査方向である感光体1の回転軸線44の延びる方向に繰返し走査され、これらが結像して感光体1の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電器32により均一に帯電された感光体1の帯電量がレーザビームの照射および非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。
The charger 32 is a charging means for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoreceptor 1 (corresponding to the photoreceptor F01 in FIG. 2) to a predetermined potential. Examples of the charging means include a non-contact charging method such as a corona charging method using a charger, and a contact charging method using a charging roller or a charging brush.
The exposure unit 31 has a semiconductor laser as a light source, and irradiates the surface of the photoreceptor 1 between the charger 32 and the developer 33 with a laser beam light output from the light source, thereby exposing the charged outer peripheral surface of the photoreceptor 1 in accordance with image information. The light is repeatedly scanned in the main scanning direction, that is, the direction of extension of the rotation axis 44 of the photoreceptor 1, and these are focused to sequentially form electrostatic latent images on the surface of the photoreceptor 1. In other words, the amount of charge on the photoreceptor 1, which has been uniformly charged by the charger 32, differs depending on whether it is irradiated with the laser beam or not, thereby forming an electrostatic latent image.
現像器33は、露光によって感光体1の表面に形成される静電潜像を、現像剤(トナー)によって現像する現像手段であり、感光体1を臨んで設けられ、感光体1の外周面にトナーを供給する現像ローラ33aと、現像ローラ33aを感光体1の回転軸線44と平行な回転軸線まわりに回転可能に支持すると共にその内部空間にトナーを含む現像剤を収容するケーシング33bとを備える。 The developing unit 33 is a developing means that uses developer (toner) to develop the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 1 by exposure. It is provided facing the photoreceptor 1 and includes a developing roller 33a that supplies toner to the outer peripheral surface of the photoreceptor 1, and a casing 33b that rotatably supports the developing roller 33a about an axis of rotation parallel to the axis of rotation 44 of the photoreceptor 1 and contains developer containing toner in its internal space.
転写帯電器34は、現像によって感光体1の外周面に形成される可視像であるトナー像を、図示しない搬送手段によって矢符42方向から感光体1と転写帯電器34との間に供給される記録媒体である転写紙51上に転写させる転写手段である。転写帯電器34は、例えば、帯電手段を備え、転写紙51にトナーと逆極性の電荷を与えることによってトナー像を転写紙51上に転写させる接触式の転写手段である。 Transfer charger 34 is a transfer device that transfers the toner image, which is a visible image formed on the outer surface of photoreceptor 1 by development, onto transfer paper 51, a recording medium that is supplied between photoreceptor 1 and transfer charger 34 from the direction of arrow 42 by a transport device (not shown). Transfer charger 34 is, for example, a contact-type transfer device that includes a charging device and transfers the toner image onto transfer paper 51 by applying a charge of the opposite polarity to the toner to transfer the toner image onto transfer paper 51.
クリーナ36は、転写帯電器34による転写動作後に感光体1の外周面に残留するトナーを除去し回収する清掃手段であり、感光体1の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード36aと、クリーニングブレード36aによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング36bとを備える。また、このクリーナ36は、図示しない除電ランプと共に設けられる。 The cleaner 36 is a cleaning device that removes and collects toner remaining on the outer surface of the photoreceptor 1 after the transfer operation by the transfer charger 34. It is equipped with a cleaning blade 36a that removes toner remaining on the outer surface of the photoreceptor 1, and a collection casing 36b that contains the toner removed by the cleaning blade 36a. The cleaner 36 is also provided with a static elimination lamp (not shown).
また、画像形成装置100には、感光体1と転写帯電器34との間を通過した転写紙51が搬送される下流側に、転写された画像を定着させる定着手段である定着器35が設けられる。定着器35は、図示しない加熱手段を有する加熱ローラ35aと、加熱ローラ35aに対向して設けられ、加熱ローラ35aに押圧されて当接部を形成する加圧ローラ35bとを備える。
符号37は、転写紙と感光体を分離する分離手段、符号38は、画像形成装置の前記の各手段を収容するハウジングを示す。
The image forming apparatus 100 is also provided with a fixing device 35, which is a fixing means for fixing the transferred image, downstream of the transport of the transfer paper 51 that has passed between the photoreceptor 1 and the transfer charger 34. The fixing device 35 is provided with a heating roller 35a having a heating means (not shown), and a pressure roller 35b that is provided opposite the heating roller 35a and is pressed against the heating roller 35a to form a contact portion.
Reference numeral 37 denotes a separating means for separating the transfer paper from the photosensitive member, and reference numeral 38 denotes a housing for accommodating the above-mentioned means of the image forming apparatus.
この画像形成装置100による画像形成動作は、次のようにして行われる。
まず、感光体1が駆動手段によって矢符41方向に回転駆動されると、露光手段31による光の結像点よりも感光体1の回転方向上流側に設けられる帯電器32によって、感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
The image forming operation by this image forming apparatus 100 is performed as follows.
First, when the photosensitive member 1 is driven to rotate in the direction of arrow 41 by the driving means, the surface of the photosensitive member 1 is uniformly charged to a predetermined positive potential by the charger 32, which is located upstream of the image-forming point of the light by the exposure means 31 in the direction of rotation of the photosensitive member 1.
次いで、露光手段32から、感光体1の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体1は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。
露光手段33による光の結像点よりも感光体1の回転方向下流側に設けられる現像器33から、静電潜像の形成された感光体1の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
Next, light corresponding to image information is irradiated from the exposure means 32 onto the surface of the photoreceptor 1. This exposure removes surface charge from the areas of the photoreceptor 1 that have been irradiated with light, creating a difference in surface potential between the areas that have been irradiated with light and the areas that have not been irradiated with light, forming an electrostatic latent image.
Toner is supplied from a developing device 33, which is located downstream in the rotational direction of the photosensitive member 1 from the point where light is focused by the exposure means 33, to the surface of the photosensitive member 1 on which the electrostatic latent image is formed, thereby developing the electrostatic latent image and forming a toner image.
感光体1に対する露光と同期して、感光体1と転写帯電器34との間に、転写紙51が供給される。転写帯電器34によって、供給された転写紙51にトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体1の表面に形成されたトナー像が、転写紙51上に転写される。
トナー像の転写された転写紙51は、搬送手段によって定着器35に搬送され、定着器35の加熱ローラ35aと加圧ローラ35bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が転写紙51に定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された転写紙51は、搬送手段によって画像形成装置100の外部へ排紙される。
In synchronization with the exposure of the photosensitive member 1, a transfer paper 51 is supplied between the photosensitive member 1 and the transfer charger 34. The transfer charger 34 imparts a charge of the opposite polarity to that of the toner to the supplied transfer paper 51, and the toner image formed on the surface of the photosensitive member 1 is transferred onto the transfer paper 51.
The transfer paper 51 onto which the toner image has been transferred is transported by the transport means to the fixing device 35, and is heated and pressed as it passes through the contact area between the heating roller 35a and the pressure roller 35b of the fixing device 35, and the toner image is fixed onto the transfer paper 51 to form a solid image. The transfer paper 51 on which the image has been formed in this way is then ejected to the outside of the image forming apparatus 100 by the transport means.
一方、転写帯電器34によるトナー像の転写後も感光体1の表面上に残留するトナーは、クリーナ36によって感光体1の表面から剥離されて回収される。このようにしてトナーが除去された感光体1の表面の電荷は、除電ランプからの光によって除去され、感光体1の表面上の静電潜像が消失する。その後、感光体1はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰返されて連続的に画像が形成される。 Meanwhile, any toner remaining on the surface of photoreceptor 1 after the toner image has been transferred by transfer charger 34 is removed from the surface of photoreceptor 1 and collected by cleaner 36. The charge on the surface of photoreceptor 1 from which the toner has been removed in this way is removed by light from the discharging lamp, and the electrostatic latent image on the surface of photoreceptor 1 disappears. Photoreceptor 1 is then rotated again, and the series of operations starting with charging are repeated again, forming images continuously.
上記の画像形成装置100は、モノクロの画像形成装置(プリンタ)であるが、例えば、カラー画像を形成できる中間転写方式のカラー画像形成装置であってもよい。具体的には、トナー像がそれぞれ形成される複数の電子写真感光体を所定方向(例えば水平方向Hまたは略水平方向H)に並設した構成、所謂タンデム式のフルカラー画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置100は、他のカラー画像形成装置、複写機、複合機またはファクシミリ装置であってもよい。 The image forming apparatus 100 described above is a monochrome image forming apparatus (printer), but it may also be, for example, an intermediate transfer type color image forming apparatus capable of forming color images. Specifically, it may be a so-called tandem type full-color image forming apparatus configured such that multiple electrophotographic photosensitive elements, on which toner images are respectively formed, are arranged side by side in a predetermined direction (for example, the horizontal direction H or approximately the horizontal direction H). The image forming apparatus 100 may also be another color image forming apparatus, a copier, a multifunction machine, or a facsimile machine.
以下に、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
構成成分の外添剤および得られたトナーの物性を下記の方法により測定した。
The present invention will be specifically explained below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as it does not depart from the gist of the invention.
The external additives constituting the toner and the physical properties of the toner obtained were measured by the following methods.
[トナー母粒子のガラス転移点Tg]
示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、型式:DSC220)を用い、日本工業規格(JIS)K7121-1987に準じ、試料1gを昇温速度毎分10℃で加熱してDSC(Differential Scanning Calorimetry:示差走査熱量測定)曲線を測定する。
得られたDSC曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点からガラス転移点Tg(℃)を求める。
[Glass transition temperature Tg of toner base particles]
A differential scanning calorimetry (DSC220, manufactured by Seiko Instruments Inc.) is used to measure a DSC (Differential Scanning Calorimetry) curve by heating 1 g of a sample at a temperature increase rate of 10° C. per minute in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS) K7121-1987.
The glass transition point Tg (°C) is determined from the intersection of a straight line extending from the high-temperature side baseline of the endothermic peak corresponding to the glass transition of the obtained DSC curve to the low-temperature side and a tangent line drawn from the rising part of the peak to the apex of the curve at the point where the gradient is maximum.
[トナー母粒子の体積平均粒子径]
電解液(ベックマン・コールター株式会社製、商品名:ISOTON-II)50mLに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mLを加え、超音波分散器(アズワン株式会社製、型式:卓上型2周波超音波洗浄器VS-D100)を用いて周波数20kHzで3分間分散処理し、測定用試料とする。
得られた測定用試料について、粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製、型式:Multisizer3)を用い、アパーチャ径:100μm、測定粒子数:50000カウントの条件下で測定を行い、試料粒子の体積粒度分布から体積平均粒子径(μm)を求める。
[Volume average particle diameter of toner base particles]
20 mg of the sample and 1 mL of sodium alkyl ether sulfate were added to 50 mL of an electrolyte (manufactured by Beckman Coulter, Inc., product name: ISOTON-II), and the mixture was dispersed for 3 minutes at a frequency of 20 kHz using an ultrasonic disperser (manufactured by AS ONE Corporation, model: tabletop dual-frequency ultrasonic cleaner VS-D100) to prepare a measurement sample.
The obtained measurement sample is measured using a particle size distribution measuring device (manufactured by Beckman Coulter, Inc., model: Multisizer 3) under conditions of aperture diameter: 100 μm and number of particles measured: 50,000 counts, and the volume average particle diameter (μm) is determined from the volume particle size distribution of the sample particles.
[チタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径]
走査型電子顕微鏡(SEM)(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式:S-4800)を用いて、チタン酸ストロンチウム微粒子を撮影し、得られた画像から任意に微粒子100個の粒径(長径)を測定し、100個の粒径の平均値を算出し、これをチタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径(nm)とする。
[Average primary particle diameter of strontium titanate microparticles]
Strontium titanate microparticles are photographed using a scanning electron microscope (SEM) (Hitachi High-Technologies Corporation, model: S-4800), and the particle sizes (long diameters) of 100 microparticles are randomly selected from the image obtained and the average value of the particle sizes of the 100 microparticles is calculated, which is the average primary particle size (nm) of the strontium titanate microparticles.
[チタン酸ストロンチウム微粒子の被覆率CT]
トナー母粒子の全表面が最密状態の外添剤で被覆されたときを100%として、外添剤のチタン酸ストロンチウム微粒子がその平均一次粒子径の同一粒子径であると仮定して、その平均一次粒子径とトナー母粒子の表面積とから、チタン酸ストロンチウム微粒子の被覆率CT(%)を算出する。
具体的には、以下のようにして求めた外添剤総投影面積をトナー総表面積で除した値を外添剤の被覆率とする。
まず、円の面積の公式により、外添剤の粒径から一粒当たりの投影面積を算出する。次いで、球の体積の公式により、外添剤の体積を求め、これに比重を乗じて外添剤の重量を求め、さらにトナー一粒当たりの外添剤個数を算出する。トナー重量から添加重量部数と一粒分の外添剤重量を使用して求める。外添剤個数から一粒子当たりの投影面積の総和を算出する。トナー総表面積は、球の表面積の公式により、トナー一粒子分の表面積から求める。
[Coverage rate CT of strontium titanate nanoparticles]
The coverage CT (%) of the strontium titanate microparticles is calculated from the average primary particle diameter and the surface area of the toner mother particle, assuming that the coverage CT (%) is 100% when the entire surface of the toner mother particle is covered with the external additive in a most dense state, and assuming that the strontium titanate microparticles of the external additive have the same average primary particle diameter.
Specifically, the total projected area of the external additives, determined as follows, is divided by the total surface area of the toner, and the resulting value is taken as the coverage rate of the external additives.
First, the projected area per particle is calculated from the particle size of the external additive using the formula for the area of a circle. Next, the volume of the external additive is calculated using the formula for the volume of a sphere, and this is multiplied by the specific gravity to calculate the weight of the external additive, and then the number of external additives per toner particle is calculated. This is calculated using the number of parts added by weight from the toner weight and the weight of the external additive per particle. The sum of the projected area per particle is calculated from the number of external additives. The total surface area of the toner is calculated from the surface area of one toner particle using the formula for the surface area of a sphere.
[シリカ微粒子の平均一次粒子径]
動的光散乱法粒度分布測定装置(日機装株式会社製、型式:ナノトラックNanotrac waveシリーズ)を用いて、シリカ微粒子の平均一次粒子径を2回測定し、その平均値をシリカ微粒子の平均一次粒子径(μm)とする。
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とした。測定用試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を樹脂微粒子の平均一次粒子径(μm)として算出する。
[Average primary particle diameter of silica fine particles]
The average primary particle diameter of the silica microparticles is measured twice using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., model: Nanotrac wave series), and the average value is used as the average primary particle diameter (μm) of the silica microparticles.
The measurement conditions were a measurement time of 30 seconds, a sample particle refractive index of 1.49, and water as the dispersion medium, with a dispersion medium refractive index of 1.33. The volume particle size distribution of the measurement sample was measured, and the particle diameter at which the cumulative volume from the small particle diameter side in the cumulative volume distribution became 50% was calculated from the measurement results as the average primary particle diameter (μm) of the resin microparticles.
[シリカ微粒子の被覆率CS]
トナー母粒子の全表面が最密状態の外添剤で被覆されたときを100%として、外添剤のシリカ微粒子がその平均一次粒子径の同一粒子径であると仮定して、その平均一次粒子径とトナー母粒子の表面積とから、シリカ微粒子の被覆率CS(%)を算出する。
具体的には、以下のようにして求めた外添剤総投影面積をトナー総表面積で除した値を外添剤の被覆率とする。
まず、円の面積の公式により、外添剤の粒径から一粒当たりの投影面積を算出する。次いで、球の体積の公式により、外添剤の体積を求め、これに比重を乗じて外添剤の重量を求め、さらにトナー一粒当たりの外添剤個数を算出する。トナー重量から添加重量部数と一粒分の外添剤重量を使用して求める。外添剤個数から一粒子当たりの投影面積の総和を算出する。トナー総表面積は、球の表面積の公式により、トナー一粒子分の表面積から求める。
[Coverage of Silica Fine Particles CS]
The coverage CS (%) of the silica fine particles is calculated from the average primary particle diameter and the surface area of the toner base particle, assuming that the coverage CS is 100% when the entire surface of the toner base particle is covered with the external additive in a most dense state, and assuming that the silica fine particles of the external additive have the same particle diameter as the average primary particle diameter.
Specifically, the total projected area of the external additives, determined as follows, is divided by the total surface area of the toner, and the resulting value is taken as the coverage rate of the external additives.
First, the projected area per particle is calculated from the particle size of the external additive using the formula for the area of a circle. Next, the volume of the external additive is calculated using the formula for the volume of a sphere, and this is multiplied by the specific gravity to calculate the weight of the external additive, and then the number of external additives per toner particle is calculated. This is calculated using the number of parts added by weight from the toner weight and the weight of the external additive per particle. The sum of the projected area per particle is calculated from the number of external additives. The total surface area of the toner is calculated from the surface area of one toner particle using the formula for the surface area of a sphere.
[シリカ微粒子の遊離炭素量]
シリカ微粒子0.7gを直径28mmの円筒濾紙に入れ、ソックスレー抽出装置(BUCHI社製、型式:B-811)および抽出溶媒にヘキサンを用いて、抽出時間60分、リンス時間30分の条件で、シリカ微粒子上の遊離シリコーンオイルを抽出して遊離炭素量を測定する。抽出前のシリカ微粒子の炭素量に対する抽出後のシリカ微粒子の炭素量の百分率を算出し、抽出処理で失われた炭素量を遊離炭素量(%)とする。シリカ微粒子の炭素量を、元素分析装置(株式会社住化分析センター製、型式:SUMIGRAPH NX-22F)を用いて測定する。
[Free carbon content of silica fine particles]
0.7 g of silica microparticles are placed in a cylindrical filter paper with a diameter of 28 mm, and the free silicone oil on the silica microparticles is extracted using a Soxhlet extraction apparatus (manufactured by Buchi, model: B-811) and hexane as the extraction solvent under conditions of an extraction time of 60 minutes and a rinse time of 30 minutes, and the amount of free carbon is measured. The percentage of the carbon amount of the silica microparticles after extraction relative to the carbon amount of the silica microparticles before extraction is calculated, and the amount of carbon lost in the extraction process is taken as the free carbon amount (%). The carbon amount of the silica microparticles is measured using an elemental analyzer ( manufactured by Sumika Chemical Analysis Center, Ltd., model: SUMIGRAPH NX-22F).
[シリカ微粒子の付着強度]
容量100mLのビーカーにトナー3gを秤量し、ポリオキシエチルフェニルエーテルの0.2%水溶液60mlに濡れさせ、よく撹拌する。その後、超音波式ホモジナイザー(日本精機製作所製、型式:US-150E)にて、プローブを液面70mlの位置となるように挿入する。超音波エネルギーが150Wになるように調整し、3分間超音波を印加する。数時間放置した後、上澄み液を取り除き、沈殿物に純水を50ml加え、5分間攪拌する。次いで、充分に洗浄した沈殿物(トナー)に対して、孔径1μmのメンブレンフィルターを用いて、吸引ろ過した後、一晩、真空乾燥を行い、充分に水分を取り除く。
蛍光X線分析装置(株式会社リガク製、型式:ZSX Primus II)を用いて、超音波処理前後のトナー1gの外添剤中のSi元素の強度を分析し、下記式により外添剤の付着強度を算出する。
外添剤の付着強度(%)=[(超音波処理後のSi元素の蛍光X線強度)/(超音波処理前のSi元素の蛍光X線強度)]×100
[Adhesion strength of silica fine particles]
3 g of toner was weighed into a 100 mL beaker, wetted with 60 mL of a 0.2% aqueous solution of polyoxyethyl phenyl ether, and thoroughly stirred. Then, an ultrasonic homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, Model: US-150E) was used, with the probe inserted so that the liquid level was 70 mL. The ultrasonic energy was adjusted to 150 W, and ultrasonic waves were applied for 3 minutes. After leaving the mixture for several hours, the supernatant was removed, and 50 mL of pure water was added to the precipitate, followed by stirring for 5 minutes. The thoroughly washed precipitate (toner) was then subjected to suction filtration using a membrane filter with a pore size of 1 μm, followed by vacuum drying overnight to thoroughly remove moisture.
Using a fluorescent X-ray analyzer (manufactured by Rigaku Corporation, model: ZSX Primus II), the intensity of the Si element in the external additive of 1 g of toner is analyzed before and after the ultrasonic treatment, and the adhesion strength of the external additive is calculated using the following formula.
Adhesion strength of external additive (%) = [(fluorescent X-ray intensity of Si element after ultrasonic treatment) / (fluorescent X-ray intensity of Si element before ultrasonic treatment)] × 100
(実施例1)
[前混合工程]
容量20Lの気流混合機(ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社(現 日本コークス工業株式会社)製、型式:FM20C)に下記のトナー母粒子原料を導入し、回転数1500rpmで3分間、前混合し、混合物を得た。
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(H体、ガラス転移点60℃前後)2500g
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(L体、ガラス転移点55℃前後)2000g
着色剤:カーボンブラック(三菱ケミカル株式会社製、製品名:MA-77)
500g(結着樹脂100質量部に対して11.1質量部)
離型剤:ポリプロピレン系ワックス(融点150℃、三洋化成工業株式会社製、製品名:ビスコール550P) 150g(結着樹脂100質量部に対して3.3質量部)
帯電制御剤:イオン導電材(ビス[ベンジラト(2-)-κ(2)O,O]ホウ酸(1-)カリウム、日本カーリット株式会社製、製品名:LR-147)
50g(結着樹脂100質量部に対して1.1質量部)
Example 1
[Pre-mixing process]
The following toner base particle raw materials were introduced into a 20 L capacity air flow mixer (Henschel mixer, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. (now Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.), model: FM20C) and pre-mixed at a rotation speed of 1500 rpm for 3 minutes to obtain a mixture.
Binder resin: 2500g of amorphous polyester resin (H body, glass transition point around 60°C)
Binder resin: 2000g of amorphous polyester resin (L-form, glass transition point around 55°C)
Colorant: Carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: MA-77)
500 g (11.1 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin)
Release agent: Polypropylene wax (melting point 150°C, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., product name: Viscol 550P) 150 g (3.3 parts by mass per 100 parts by mass of binder resin)
Charge control agent: Ion conductive material (bis[benzilate(2-)-κ(2)O,O]borate(1-) potassium, manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., product name: LR-147)
50 g (1.1 parts by weight per 100 parts by weight of binder resin)
[溶融混錬工程]
得られた混合物を、二軸押出機(株式会社池貝製、型式:PCM-30)を用いて、シリンダ設定温度100℃、バレル回転数250rpm、原料供給速度10kg/時間の条件で溶融混練して溶融混錬物を得た。
[Melting and kneading process]
The obtained mixture was melt-kneaded using a twin-screw extruder (manufactured by Ikegai Corporation, model: PCM-30) under conditions of a cylinder set temperature of 100°C, a barrel rotation speed of 250 rpm, and a raw material supply rate of 10 kg/hour to obtain a melt-kneaded product.
[冷却粉砕、分級工程]
得られた溶融混練物を冷却ベルトにて冷却固化させた後、φ1mmのスクリーンを有するスピードミルを用いて粗粉砕して粒子径1mmの粗砕品を得た。
得られた粗砕物を流動層式対向型ジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製、型式:カウンタージェットミルAFG)を用いて微粉砕し、さらにロータリー(遠心力型気流)式分級機(ホソカワミクロン株式会社製、型式:TSPセパレータ)を用いて分級することにより、未外添のトナー母粒子(C-1)3900gを得た。
[Cooling grinding, classification process]
The resulting molten kneaded product was cooled and solidified on a cooling belt, and then coarsely pulverized using a speed mill equipped with a φ1 mm screen to obtain a coarsely pulverized product having a particle size of 1 mm.
The obtained coarsely crushed product was finely pulverized using a fluidized bed opposed jet mill (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, model: Counter Jet Mill AFG), and further classified using a rotary (centrifugal airflow) classifier (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, model: TSP Separator), thereby obtaining 3,900 g of toner base particles (C-1) to which no external additives had been added.
[外添工程]
容量20Lの気流混合機(ヘンシェルミキサ、三井鉱山株式会社(現 日本コークス工業株式会社)製、型式:FM20C)に下記のトナー原料を導入し、回転数3000rpmで3分間、混合し、トナー1000gを得た。
未外添のトナー母粒子(C-1) 100質量部
シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子(平均一次粒子径40μm:TS-1) 0.2質量部
シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製、製品名:RY50:OS-1) 0.5質量部
[External addition process]
The following toner raw materials were introduced into a 20 L air flow mixer (Henschel mixer, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. (now Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.), model: FM20C) and mixed at 3000 rpm for 3 minutes to obtain 1000 g of toner.
Toner base particles (C-1) without external additives: 100 parts by mass Strontium titanate fine particles having silica particles on the surface (average primary particle diameter 40 μm: TS-1): 0.2 parts by mass Silicone oil-treated silica fine particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., product name: RY50:OS-1): 0.5 parts by mass
[電子写真用現像剤の調製]
得られた外添トナーとコートキャリア(シャープ社製、名称:MX-5111FN用純正キャリア)をトナー濃度が7質量%となるように、V型混合機(株式会社徳寿工作所製、商品名:V-5)に投入し、20分間混合して電子写真用現像剤を約5000g得た。
[Preparation of Electrophotographic Developer]
The obtained externally added toner and a coated carrier (manufactured by Sharp Corporation, name: genuine carrier for MX-5111FN) were charged into a V-type mixer (manufactured by Tokuju Kosakusho Co., Ltd., product name: V-5) so that the toner concentration was 7% by mass, and mixed for 20 minutes to obtain approximately 5,000 g of an electrophotographic developer.
(実施例2)
トナー母粒子C-1の代わりに、下記のように調製したトナー母粒子C-2を用いること以外は、実施例1と同様にして、トナーおよび電子写真用現像剤を得た。
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(H体、ガラス転移点65℃前後)2500g
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(L体、ガラス転移点60℃前後)2000g
を使用すること以外は、実施例1のC-1と同様にしてC-2を調製した。
Example 2
A toner and an electrophotographic developer were obtained in the same manner as in Example 1, except that the toner base particles C-2 prepared as follows were used instead of the toner base particles C-1.
Binder resin: 2500g of amorphous polyester resin (H body, glass transition point around 65°C)
Binder resin: 2000g of amorphous polyester resin (L-form, glass transition point around 60°C)
C-2 was prepared in the same manner as in Example 1 C-1, except that the following was used.
(実施例3)
トナー母粒子C-1の代わりに、下記のように調製したトナー母粒子C-3を用いること以外は、実施例1と同様にして、トナーおよび電子写真用現像剤を得た。
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(H体、ガラス転移点65℃前後)2500g
結着樹脂:非結晶性ポリエステル系樹脂(L体、ガラス転移点55℃前後)2000g
を使用すること以外は、実施例1のC-1と同様にしてC-3を調製した。
Example 3
A toner and an electrophotographic developer were obtained in the same manner as in Example 1, except that toner base particles C-3 prepared as follows were used instead of toner base particles C-1.
Binder resin: 2500g of amorphous polyester resin (H body, glass transition point around 65°C)
Binder resin: 2000g of amorphous polyester resin (L-form, glass transition point around 55°C)
C-3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that C-1 was used.
(実施例2~25)
外添剤として、シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子TS-1および下記のTS-2~TS-7、ならびにシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子OS-1および下記のOS-2~OS-11をそれぞれ表1に示す配合量で用いること以外は、実施例1と同様にして、トナーおよび電子写真用現像剤を得た。
Examples 2 to 25
Toners and electrophotographic developers were obtained in the same manner as in Example 1, except that strontium titanate microparticles TS-1 having silica particles on their surfaces and the following TS-2 to TS-7, and silicone oil-treated silica microparticles OS-1 and the following OS-2 to OS-11 were used as external additives in the amounts shown in Table 1.
以下の実施例および比較例には、シリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子TS-1以外に、基材となるチタン酸ストロンチウム微粒子の平均一次粒子径を変化させて調製した、異なる平均一次粒子径を有する、下記のシリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子TS-2~TS-7、およびシリカ粒子を用いないで調製したシリカ粒子を表面に有さないチタン酸ストロンチウム微粒子TS-0も用いた。
括弧内は、平均一次粒子径を示す。
TS-2( 30μm)
TS-3( 20μm)
TS-4( 70μm)
TS-5(100μm)
TS-6(110μm)
TS-7( 50μm)
TS-0( 40μm、シリカドープなし)
In the following Examples and Comparative Examples, in addition to strontium titanate microparticles TS-1 having silica particles on their surfaces, the following strontium titanate microparticles TS-2 to TS-7 having silica particles on their surfaces and different average primary particle diameters, which were prepared by varying the average primary particle diameter of the strontium titanate microparticles serving as the base material, and strontium titanate microparticles TS-0 not having silica particles on their surfaces, which were prepared without using silica particles, were also used.
The numbers in parentheses indicate the average primary particle size.
TS-2 (30μm)
TS-3 (20μm)
TS-4 (70μm)
TS-5 (100μm)
TS-6 (110μm)
TS-7 (50μm)
TS-0 (40 μm, no silica doping)
以下の実施例および比較例には、シリコーンオイル処理されたシリカ微粒子OS-1以外に、基材となるシリカ微粒子の平均一次粒子径およびシリコーンオイルの使用量を変化させて調製した、異なる平均一次粒子径および遊離炭素量を有する、下記のシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子OS-2~OS-11も用いた。
括弧内は、平均一次粒子径/遊離炭素量を示す。
OS-2 ( 30μm、2%)
OS-3 ( 20μm、2%)
OS-4 ( 60μm、2%)
OS-5 ( 80μm、2%)
OS-6 (100μm、2%)
OS-7 (110μm、2%)
OS-8 ( 40μm、1%)
OS-9 ( 40μm、0.5%)
OS-10( 40μm、5%)
OS-11( 40μm、7.5%)
In the following examples and comparative examples, in addition to the silicone oil-treated silica fine particles OS-1, the following silicone oil-treated silica fine particles OS-2 to OS-11 were also used, which were prepared by changing the average primary particle diameter of the silica fine particles serving as the base material and the amount of silicone oil used, and had different average primary particle diameters and free carbon amounts.
The values in parentheses indicate the average primary particle size/free carbon content.
OS-2 (30μm, 2%)
OS-3 (20μm, 2%)
OS-4 (60μm, 2%)
OS-5 (80μm, 2%)
OS-6 (100μm, 2%)
OS-7 (110μm, 2%)
OS-8 (40μm, 1%)
OS-9 (40μm, 0.5%)
OS-10 (40μm, 5%)
OS-11 (40μm, 7.5%)
(比較例1)
外添剤としてのシリコーンオイル処理されたシリカ微粒子OS-1を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、トナーおよび電子写真用現像剤を得た。
(比較例2)
外添剤としてのシリカ粒子を表面に有するチタン酸ストロンチウム微粒子TS-1の代わりに、上記のように調製したシリカ粒子を表面に有さない(シリカドープ「無」の)チタン酸ストロンチウム微粒子TS-0を用いること以外は、実施例1と同様にして、トナーおよび電子写真用現像剤を得た。
(Comparative Example 1)
A toner and an electrophotographic developer were obtained in the same manner as in Example 1, except that the silicone oil-treated silica fine particles OS-1 were not used as an external additive.
(Comparative Example 2)
A toner and an electrophotographic developer were obtained in the same manner as in Example 1, except that the strontium titanate fine particles TS-0 prepared as above, which did not have silica particles on their surfaces (no silica doping), were used instead of the strontium titanate fine particles TS-1 having silica particles on their surfaces as an external additive.
[評価]
デジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX-M6071)を改造した試験用複写機を用い、実施例1~25および比較例1~2で作製したトナーおよび電子写真用現像剤について、低温定着性(オフセット)、キャリアスペント(かぶり)、ドラムフィルミング(白筋)および耐熱性(がさつき)を評価した。
[evaluation]
Using a test copier obtained by modifying a digital copier (manufactured by Sharp Corporation, model: MX-M6071), the toners and electrophotographic developers prepared in Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for low-temperature fixability (offset), carrier spent (fogging), drum filming (white streaks), and heat resistance (roughness).
[低温定着性(オフセット)]
電子写真用現像剤を、上記の市販複写機の現像ユニットに充填し、記録用紙(商品名:PPC用紙SF-4AM3、シャープ株式会社製)上に、縦20mm、横50mmの長方形のべた画像を含むサンプル画像を、未定着画像として作製した。この際、ベタ画像部のトナーの付着量を0.5mg/cm2として調整した。
次に、複写機の定着部を利用した外部定着器を用いて、定着画像を作成した。定着プロセス速度は250mm/secとして、定着ベルトの温度を150℃および160℃に設定して低温オフセットの有無を確認し、その温度を非オフセット温度とした。低温オフセットとは、定着時に、トナーが記録用紙に定着せず、定着ベルトに付着したまま定着ベルトが一周した後に記録用紙にトナーが再付着することである。
[Low temperature fixability (offset)]
The electrophotographic developer was filled into the developing unit of the above-mentioned commercially available copier, and a sample image including a rectangular solid image measuring 20 mm in length and 50 mm in width was prepared as an unfixed image on recording paper (product name: PPC Paper SF-4AM3, manufactured by Sharp Corporation). At this time, the amount of toner adhesion in the solid image area was adjusted to 0.5 mg/ cm2 .
Next, a fixed image was created using an external fixing device that utilized the fixing section of a copier. The fixing process speed was set to 250 mm/sec, and the temperature of the fixing belt was set to 150°C and 160°C to check for low-temperature offset, which was defined as the non-offset temperature. Low-temperature offset refers to the phenomenon in which toner does not fuse to the recording paper during fixing, and the toner re-adheres to the recording paper after the fixing belt has made one revolution while remaining attached to the fixing belt.
低温定着性(オフセット)の評価では、低温オフセットの発生温度が基準のトナー<*実施例1のトナーを基準とする>と同じ場合に、強度試験も行った。強度試験では、印字後の記録用紙を折り曲げた後に広げ、1kgの重しを乗せた紙で折り目の付いた印字部を擦った際の削られた線幅が、基準のトナーと比較して広がっていない場合は強度が変わらないものと評価し、広がっている場合には強度が悪化したものと評価した。
◎:基準のトナーと比較して、低温オフセットの発生温度が同じで、強度も変わらない。
〇:基準のトナーと比較して、低温オフセットの発生温度は同じだが、強度が悪化。
△:基準のトナーと比較して、低温オフセットの発生温度が5℃高い。
×:基準のトナーと比較して、低温オフセットの発生温度が10℃以上高い。
In the evaluation of low-temperature fixability (offset), a strength test was also conducted when the temperature at which low-temperature offset occurred was the same as that of a reference toner (*based on the toner of Example 1). In the strength test, a printed recording paper was folded and then unfolded, and the folded printed portion was rubbed with the paper on which a 1 kg weight was placed. If the width of the scraped line did not increase compared to that of the reference toner, the strength was evaluated as unchanged, and if it did increase, the strength was evaluated as decreased.
⊚: Compared with the reference toner, the temperature at which low-temperature offset occurs is the same, and the intensity is also the same.
◯: Compared to the reference toner, the temperature at which low-temperature offset occurs is the same, but the strength is worse.
Δ: The temperature at which low-temperature offset occurs is 5° C. higher than that of the reference toner.
x: The temperature at which low-temperature offset occurs is 10° C. or more higher than that of the reference toner.
定着非オフセット温度および定着強度の結果より、定着性を下記の基準で評価した。
◎:150℃の画像サンプル上に低温オフセットなしで、かつ定着強度60%以上
〇:150℃の画像サンプル上に低温オフセットなしで、かつ定着強度60%未満
△:160℃の画像サンプル上に低温オフセットなしで、かつ定着強度60%未満
×:160℃の画像サンプル上に低温オフセット発生
Based on the results of the fixing non-offset temperature and fixing strength, the fixing property was evaluated according to the following criteria.
◎: No low-temperature offset on the image sample at 150°C, and fixing strength of 60% or more. ○: No low-temperature offset on the image sample at 150°C, and fixing strength of less than 60%. △: No low-temperature offset on the image sample at 160°C, and fixing strength of less than 60%. ×: Low-temperature offset occurs on the image sample at 160°C.
[キャリアスペント(かぶり)]
電子写真用現像剤を、上記の市販複写機(モノクロ機)の現像ユニットに充填し、A4判の記録用紙上に、印字率25%の原稿を100k枚毎に1000k枚まで印字し、非印字部における画像濃度(ID値)を、分光濃度計(エックスライト社製、型式:X-Rite504)を用いて測定して、画像の推移を評価した。
なお、「k枚」は「×1000枚」を意味する。
◎:1000k枚までID値=2.5以下で、ライフを通してカブリが低い
〇:600k枚までID値=2.5以下で、かつ600k~1000k枚でID値=2.5以上
△:400k枚までID値=2.5以下で
×:200k枚でID値=2.5以上
[Career Spent (Fog)]
The electrophotographic developer was filled into the developing unit of the above-mentioned commercially available copier (monochrome machine), and an original with a printing rate of 25% was printed on A4 size recording paper in 100k sheets at a time up to 1000k sheets. The image density (ID value) in the non-printed areas was measured using a spectrodensitometer (manufactured by X-Rite, model: X-Rite 504) to evaluate the progress of the image.
It should be noted that "k sheets" means "×1000 sheets."
◎: ID value = 2.5 or less up to 1000k sheets, low fogging throughout life ○: ID value = 2.5 or less up to 600k sheets, and ID value = 2.5 or more from 600k to 1000k sheets △: ID value = 2.5 or less up to 400k sheets ×: ID value = 2.5 or more at 200k sheets
[ドラムフィルミング(白筋)]
電子写真用現像剤を、上記の市販複写機(モノクロ機)の現像ユニットに充填し、A4判の記録用紙上に、印字率25%の原稿を100k枚毎に1000k枚まで印字し、電子写真感光体(ドラム)周期での白筋や白抜けの発生を目視確認して、画像の推移を評価した。
◎:1000k枚まで白筋や白抜けの発生なし
〇:600k枚まで白筋や白抜けの発生なし
△:400k枚まで白筋や白抜けの発生なし
×:200k枚で白筋や白抜けの発生あり
[Drum filming (white streaks)]
The electrophotographic developer was filled into the developing unit of the above-mentioned commercially available copier (monochrome machine), and an original with a print rate of 25% was printed on A4-sized recording paper in 100k-sheet increments up to 1000k sheets. The occurrence of white streaks or white spots in the electrophotographic photosensitive member (drum) cycle was visually confirmed to evaluate the progress of the image.
◎: No white streaks or white spots occurred up to 1000k sheets. ◯: No white streaks or white spots occurred up to 600k sheets. △: No white streaks or white spots occurred up to 400k sheets. ×: White streaks or white spots occurred after 200k sheets.
[耐熱性(がさつき)]
電子写真用現像剤を、上記の市販複写機(モノクロ機)の現像ユニットに充填し、A4判の記録用紙上に、評価用チャート(ベタの評価が可能なチャート)を両面印字モードで10000枚(連続50枚を200セット)印字した。モノクロ機は加熱された記録用紙が機内に戻るため、現像槽に熱が伝わり易いため、加速試験となる。
ベタ部分のがさつき発生の有無を確認し、耐熱性を下記の基準で評価した。がさつきとは、ブロッキングを起因とする搬送不良により生じる画像のムラである。
◎:10000枚まで、がさつきなし
〇:6000枚まで、がさつきなし
△:4000枚まで、がさつきなし
×:2000枚までで、がさつき発生
[Heat resistance (roughness)]
The electrophotographic developer was filled into the developing unit of the above-mentioned commercially available copier (monochrome machine), and an evaluation chart (a chart that allows evaluation of solid images) was printed on 10,000 sheets (200 sets of 50 consecutive sheets) of A4-sized recording paper in double-sided printing mode. In the monochrome machine, the heated recording paper is returned to the machine, so heat is easily transferred to the developing tank, making this an accelerated test.
The occurrence of roughness in the solid area was checked, and the heat resistance was evaluated according to the following criteria: Roughness is image unevenness caused by poor transport due to blocking.
◎: No roughness up to 10,000 sheets ○: No roughness up to 6,000 sheets △: No roughness up to 4,000 sheets ×: Roughness occurs up to 2,000 sheets
[総合評価]
上記の評価結果を下記の基準で総合評価した。
◎:すべての評価において◎(非常に良好)
〇:いずれかの評価で、×および△はないが、○を1つ以上含む(良好)
△:いずれかの評価で、×はないが、△を1つ以上含む(実使用可)
×:いずれかの評価で、少なくとも1つ以上の×を含む(実使用不可)
トナーの主要構成材料および物性ならびに測定および評価結果を表1および表2に示す。
[comprehensive evaluation]
The above evaluation results were comprehensively evaluated according to the following criteria.
◎: ◎ (very good) in all evaluations
〇: No × or △ in any evaluation, but one or more ○ (good)
△: No × in any evaluation, but one or more △ (suitable for actual use)
×: Any evaluation includes at least one × (unusable)
The main constituent materials and physical properties of the toner, as well as the measurement and evaluation results, are shown in Tables 1 and 2.
表1および表2から次のことがわかる。
(1)本発明のトナー(実施例1~25)は、従来のトナー(比較例1~2)と比較して、キャリアスペントおよびスペント時の帯電低下が抑制され、キャリアライフ性が良好で、カブリおよびトナー飛散が抑制され、チタン酸ストロンチウム微粒子およびシリカ微粒子の組み合わせによる前者のスペーサー効果と後者の疎水性(付着力が小さい)とにより、トナーの凝集性が低下し、耐熱保存性が向上し、デベモコ(現像剤中におけるトナー凝集の発生)および画像がさつきが抑制されること
(2)トナーが60℃以下のガラス転移温度Tgを有するトナー(実施例1および3~25)は、低温定着性と耐熱保存性との両立が可能であること
(3)シリカ微粒子がトナー母粒子に対して10~80%の被覆率を有するトナー(実施例1~4、6および8~25)は、キャリアライフ性および低温定着性が良好であること
(4)シリカ微粒子が30~100nmの平均一次粒子径を有するトナー(実施例1~17、19~20および22~25)は、キャリアスペントを抑制し、キャリアライフ性が良好であること
The following can be seen from Tables 1 and 2.
(1) The toners of the present invention (Examples 1 to 25) suppress carrier spent and the decrease in charge at the time of spent, have good carrier life, suppress fogging and toner scattering, and, compared with conventional toners (Comparative Examples 1 and 2), reduce toner cohesion due to the spacer effect of the strontium titanate fine particles and silica fine particles combined with the hydrophobicity (low adhesive force) of the latter, improve heat-resistant storage stability, and suppress development moko (the occurrence of toner cohesion in the developer) and image roughness. (2) Toner (3) Toners in which silica fine particles have a coverage of 10 to 80% of the toner base particles (Examples 1 to 4, 6, and 8 to 25) have good carrier life and low-temperature fixability. (4) Toners in which silica fine particles have an average primary particle diameter of 30 to 100 nm (Examples 1 to 17, 19 to 20, and 22 to 25) suppress carrier spent and have good carrier life.
(5)シリカ微粒子が1~5%の遊離炭素量を有するトナー(実施例1~13、15および17~25)は、キャリアライフ性および低温定着性が良好であること
(6)シリカ微粒子が40~90%の付着強度を有するトナー(実施例1~7、9~11、13~15および17~25)は、チタン酸ストロンチウム微粒子による適度な研磨効果が得られ、かつシリカ微粒子による適度なスペーサー効果が得られること
(7)チタン酸ストロンチウム微粒子が30~100nmの平均一次粒子径を有するトナー(実施例1~7、9~11および13~25)は、フィルミングが抑制され、電子写真感光体(ドラム)のライフ性が良好であること
(8)トナー母粒子に対する、シリカ微粒子の被覆率CSとチタン酸ストロンチウム微粒子の被覆率CTとの被覆率比CS/CTが1~100であるトナー(実施例1~21および24~25)は、フィルミング抑制によりドラムライフ性が良好であること
(5) Toners in which the silica particles have a free carbon content of 1 to 5% (Examples 1 to 13, 15, and 17 to 25) have good carrier life and low-temperature fixability. (6) Toners in which the silica particles have an adhesion strength of 40 to 90% (Examples 1 to 7, 9 to 11, 13 to 15, and 17 to 25) have a moderate polishing effect due to the strontium titanate particles and a moderate spacer effect due to the silica particles. (7) Toners in which the strontium titanate particles have an average primary particle diameter of 30 to 100 nm (Examples 1 to 7, 9 to 11, and 13 to 25) suppress filming and have good electrophotographic photosensitive member (drum) life. (8) Toners in which the coverage ratio CS/CT of the silica particles to the strontium titanate particles relative to the toner base particles is 1 to 100 have good drum life due to suppressed filming.
1 電子写真感光体
31 露光手段(半導体レーザ)
32 帯電手段(帯電器)
33 現像手段(現像器)
33a 現像ローラ
33b ケーシング
34 転写手段(転写帯電器)
35 定着手段(定着器)
35a 加熱ローラ
35b 加圧ローラ
36 クリーニング手段(クリーナ)
36a クリーニングブレード
36b 回収用ケーシング
37 分離手段
38 ハウジング
41、42 矢符
44 回転軸線
51 記録媒体(記録紙または転写紙)
100 画像形成装置(レーザプリンタ)
1 Electrophotographic photosensitive member 31 Exposure means (semiconductor laser)
32 Charging means (charger)
33 Developing means (developer)
33a Developing roller 33b Casing 34 Transfer means (transfer charger)
35 Fixing means (fixing device)
35a Heating roller 35b Pressure roller 36 Cleaning means (cleaner)
36a Cleaning blade 36b Collection casing 37 Separation means 38 Housing 41, 42 Arrows 44 Rotation axis 51 Recording medium (recording paper or transfer paper)
100 Image forming device (laser printer)
Claims (10)
前記シラン化合物が、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルシランおよびポリジメチルシロキサンから選択されることを特徴とするトナー。 The toner is composed of at least toner base particles, a fine powder of a core made of strontium titanate to which silica has been added and whose surface has been hydrophobized with a silane compound, and silicone oil-treated silica fine particles , which are externally added to the surface of the toner base particles,
The toner , wherein the silane compound is selected from the group consisting of hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, octylsilane, and polydimethylsiloxane .
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