JP2004157354A

JP2004157354A - Toner for electrostatic charge image development, method and apparatus for evaluating its fluidity

Info

Publication number: JP2004157354A
Application number: JP2002323396A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Tanaka; 元治田中; Toyoshi Sawada; 豊志澤田; Keiko Shiraishi; 桂子白石; Masashi Nagayama; 将志長山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner having no problem with conveyability and having high fluidity capable of forming high image quality with excellent dot reproducibility, and to provide a method for evaluating its fluidity with high accuracy and without personal difference. <P>SOLUTION: A toner for electrostatic charge image development is composed of at least a resin, a pigment and a profoemas agent, and made by adhering or fixing an additive on a surface thereof. The toner is previously put into a consolidation state to form a layer, a torque value generated when a conical rotor 1 is intruded into a toner layer of 20 mm thickness while rotating the rotor 1 is 0.1-4.4 mNm, or a value of a load generated when the rotor 1 is intruded into the toner layer of 20 mm thickness is 0.01-1N. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法における１成分現像方式または２成分現像方式に用いられる流動性の良好なトナーおよびトナー流動性の評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法に基づいた複写機、プリンタあるいはファクシミリなどについては、高画質化が進んでおり、最近では細かいドットの再現性が非常に重要になっている。
本発明におけるトナーとは、１成分現像方式に用いられるトナーと２成分現像方式でキャリアと混合して現像剤として用いられるトナーの双方を意味する。
ドットの再現性は、トナーの帯電量などの特性の他に、特に流動性に非常に影響されるものである。すなわち、高いドット再現性を得るには、電子写真感光体に担持された細かい潜像部にトナーが安定に供給されて均一なトナー層が形成されることが必要であり、そのためにトナーの流動性の良し悪しが重要な因子となる。
また、高画質化のためには、トナーが小粒径化し、かつ高機能化することが必要であり、そのためにトナーの構造が複雑になり、それに伴って製造時に従来より細かい制御が必要となってきている。
トナーの製造法は、従来粉砕方式が主流であったが、高画質化に応じて近年検討されている重合法等の他の方式によって高い流動特性を得るには、粉砕方式の場合に比較して、製造条件の制御と得られるトナーの流動性の品質評価が特に重要である。
トナーの流動性は、ドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
このように、トナーの流動性が問題としてクローズアップされるようになったのは、トナーの低温定着化や定着のオイルレス化が進み始めたことも起因しており、この低温定着化や定着のオイルレス化のために複雑になったトナーの母体組成や構造が、トナーの流動性にも影響を及ぼすようになり、そのためには従来よりも精度の高い構造制御が必要になってきており、そのためにも感度の高い流動性評価法の出現が望まれている。
【０００３】
トナーの低温定着化に関して従来なされている提案としては、バインダー中にガラス転移温度でシャープメルト性を有する特定の非オレフィン系結晶性重合体を添加する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
さらにシャープメルト性を有する結晶性ポリエステルを用いる技術がある（例えば、特許文献２、３、４参照。）。
しかし、ガラス転移温度でシャープメルト性を有する結晶性ポリエステルは、混練時の品温がガラス転移温度以上であると、混練剪断力を小さくし、ワックスの分散性や結晶性ポリエステル樹脂自身の分散性を悪化させやすく、特に、弾性成分の少ない樹脂を使用するフルカラートナーでは、分散性の悪化が顕著となる。そのために、ワックス分散性の悪化による流動性の低下や結晶性ポリエステル樹脂の分散性の悪化による透明性の低下という問題を生じやすくなる。
また、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性を有しないポリエステル樹脂以上に粉砕性が悪く、粉砕法では小粒径化に対して課題がある。
【０００４】
トナーの流動性の評価方法に関して従来なされている提案としては、磁場が印加されたロートの狭部を通過して落下するのに要する時間を測定する方法がある（例えば、特許文献５参照。）。
また、傾斜可能な板の上にトナーを載せて、板を徐々に傾けていき、流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定してトナーの流動性を評価する方法がある（例えば、特許文献６参照。）。
さらに、篩を何段かに重ねて、その上にトナーを投入して、篩部分に水平方向と垂直方向の振動を与え、一定時間後の各篩部に残ったトナー量に予め設定された係数を乗算して算出してトナーの流動性を評価する方法がある（例えば、特許文献７参照。）。
しかしながらこれらの方法によると、得られるデータのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することは困難であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−６３９４０号公報
【特許文献２】
特許第２９３１８９９号公報
【特許文献３】
特開平１１−２４９３３９号公報
【特許文献４】
特開２００１−２２２１３８号公報
【特許文献５】
特開平１−２０３９４１号公報
【特許文献６】
特開平４−１１６４４９号公報
【特許文献７】
特開２０００−２９２９６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、搬送性に問題がなく、ドット再現性の良い高画質を形成できるような高い流動性を有するトナーを提供することであり、かつ精度の高い、個人差のないトナーの流動性を評価する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明の（１）「少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなり表面に添加剤を付着または固着してなる静電荷像現像用トナーであって、該トナーを予め圧密状態にして層を形成し、円錐ロータを回転させながら厚さ２０ｍｍトナー層中に侵入させたときに発生するトルクの値が０．１〜４．４ｍＮｍ、または２０ｍｍトナー層中を侵入させたときに発生する荷重の値が０．０１〜１Ｎであることを特徴とする静電荷像現像用トナー」、（２）「樹脂として少なくとも下記一般式（１）で表わされる結晶性ポリエステルが用いられることを特徴とする前記第（１）項に記載の静電荷像現像用トナー；
【０００８】
【化２】
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ_１＝ＣＲ_２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−］_ｍ …（１）
（ｎ，ｍは繰り返し単位の数、Ｒ_１，Ｒ_２は炭化水素基を表わす。）」、（３）「電荷制御剤を含んでいることを特徴とする前記第（１）項又は第（２）項に記載の静電荷像現像用トナー」、（４）「粉体の平均円形度が０．９〜０．９９であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（５）「粉体が重合法によって作製されたものであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（６）「粉体の表面に付着または固着した添加剤が平均粒径２０〜２００ｎｍの無機微粉体であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（７）「粉体の表面に付着または固着した添加剤が平均粒径２０〜２００ｎｍの電荷制御剤からなることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（８）「粉体の中に離型剤の分散剤を含んでいることを特徴とする前記第（１）項乃至第（７）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（９）「粉体の中に粉砕助剤を含んでいることを特徴とする前記第（１）項乃至第（８）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（１０）「樹脂及び顔料を予め混練させた組成物を用いて作製したことを特徴とする前記第（１）項乃至第（９）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」、（１１）「体積平均粒径が４〜１０μｍであることを特徴とする前記第（１）項乃至第（１０）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナー」によって解決される。
【０００９】
また、上記課題は、本発明の（１２）「圧密状態のトナー層が形成された容器中のトナー層中に、円錐ロータを回転させながら侵入させて、円錐ロータにかかるトルクと容器にかかる荷重を測定することによって、その測定値からトナーの流動性を評価する方法であって、該トナーが少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなり、表面に添加剤が付着または固着されたものであることを特徴とする評価方法」、（１３）「トナー層の空隙率が０．５〜０．６５であるような圧密状態であることを特徴とする前記第（１２）項に記載の評価方法」、（１４）「円錐ロータの回転数が０．１〜１００ｒｐｍであることを特徴とする前記第（１２）項又は第（１３）項に記載の評価方法」、（１５）「円錐ロータの侵入速度が０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎであることを特徴する前記第（１２）項乃至第（１４）項の何れか１に記載の評価方法」によって解決される。
【００１０】
また、上記課題は、本発明の（１６）「前記第（１２）項乃至第（１５）項の何れか１に記載の評価法を用いて、トナーを製造することを特徴とする静電荷像現像用トナー製造方法」によって解決される。
【００１１】
また、上記課題は、本発明の（１７）「圧密状態のトナー層が形成された容器中のトナー層中に、円錐ロータを回転させながら侵入させて、円錐ロータにかかるトルクと容器にかかる荷重を測定してトナーの流動性を評価するのに用いる装置であって、トナー層中に回転しながら侵入する円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって容器にかかる荷重を検出するロードセルおよび円錐ロータを上下移動させる昇降機を少なくとも具備することを特徴とするトナー流動性の評価装置」、（１８）「円錐ロータの頂角が２０〜１５０°であることを特徴とする前記第（１７）項に記載の評価装置」、（１９）「円錐ロータの表面に溝が切ってあることを特徴とする前記第（１７）項又は第（１８）項に記載の評価装置」によって解決される。
【００１２】
また、上記課題は、本発明の（２０）「前記第（１７）項乃至第（１９）項の何れか１に記載の評価装置が組み込まれていることを特徴とするトナー製造装置」によって解決される。
【００１３】
また、上記課題は、本発明の（２１）「前記第（１）項乃至第（１１）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナーを用いて、接触または非接触現像を行なうことを特徴とする１成分現像方法」、（２２）「ドクターローラを用いることを特徴とする前記第（２１）項に記載の１成分現像方法」、（２３）「前記第（１）項乃至第（１１）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナーと粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする２成分現像方法」、（２４）「ＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする前記第（２１）項乃至第（２３）項の何れか１に記載の現像方法」によって解決される。
【００１４】
また、上記課題は、本発明の（２５）「前記第（１）項乃至第（１１）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナーが充填されたことを特徴とするトナーカートリッジ」、（２６）「少なくとも電子写真感光体と現像手段を具備し、該現像手段のトナー収容部に前記第（１）項乃至第（１１）項の何れか１に記載の静電荷像現像用トナーが充填されたことを特徴とするプロセスカートリッジ」によって解決される。
【００１５】
また、上記課題は、本発明の（２７）「前記第（２５）項又は第（２６）項に記載のトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジが装着されたことを特徴とする電子写真画像形成装置」によって解決される。
【００１６】
すなわち、本発明のトナーは、少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなり表面に添加剤を付着または固着しているものであって、しかもトナー粉体を予め圧密状態にした後、粉体層中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体層中を２０ｍｍ侵入したときに発生するトルクを０．１〜４．４ｍＮｍ、または２０ｍｍ侵入したときに発生する荷重を０．０１〜１Ｎになるような流動性を持たせることによって、搬送性が良く、ドット再現性の良い高画質を形成できるものである。
【００１７】
本発明のトナーは、少なくとも樹脂、顔料および離型剤からなるトナー母体粒子表面に添加剤が付着しあるいは固着し、すなわちトナー母体粒子表面が添加剤で覆われた構造をしたものである。
特に、樹脂、顔料、離型剤等が海島状の層分離構造をしていることが好ましい。また、離型剤等が含有されると、トナーの流動性は圧密状態により大きく流動性が変化するので、圧密状態での流動性を評価し、最適なトナー構造条件を選択した。
【００１８】
本発明のトナーに用いる樹脂としては、後述するような公知のものが適用できるが、結晶性ポリエステルが好ましく、特に、結晶性を有し分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルを好ましく用いることができる。
この脂肪族系ポリエステルは、ガラス転移温度（Ｔｇ）で結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現し、従って樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成でき、Ｔｇ低下に伴なう保存性の低下がなく、また、低分子量化に伴なう高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もないので、この結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００１９】
本発明のトナーおいて、結晶性ポリエステルを用いかつ離型剤を含有させる場合、低温定着性を発現し、耐ホットオフセット性を確保するためには、トナー中の樹脂および離型剤の合計量に対して、結晶性ポリエステルの含有量は１〜５０重量％であり、離型剤の含有量は２〜１５重量％であることが好ましい。結晶性ポリエステルの含有量が少な過ぎると、低温定着性に効果がなく、多すぎると、ホットオフセット性が悪化する傾向がある。
また、離型剤含有量が少な過ぎると、耐オフセット性に効果がない場合があり、多すぎると、トナー流動性の低下が生じる。
【００２０】
本発明のトナーに用いる樹脂として、従来からカラートナーに用いられているポリエステル樹脂または／およびポリオール樹脂等がある。
ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、従来多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂よりも低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良いため適している。
しかし、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂に比べると、離型剤の分散性が悪い。
分散性が悪いと、粉砕時に樹脂とワックスの界面に粉砕応力が集中し易いため、樹脂と離型剤の界面で粉砕され易く、粉砕されたトナーの表面には添加した離型剤の割合以上に離型剤が露出して、トナーの流動性を悪くしていた。
そこで本発明のトナーは、本発明の評価法により、圧密時のトナー粉体層のトルク特性をトナー流動性に問題のない最適な条件に入るように、添加剤の種類と量、混合方法と条件等を最適化し規定することによって、海状の樹脂中に島状に他の樹脂や離型剤を均一に分散させ、かつ外添剤処理による最適化を実現できた。
また、構造的には離型剤を他の樹脂で内包し、離型剤分散性を上げるようにしても良い。
【００２１】
本発明のトナーの流動性の評価方法について説明する。
トナーの流動性は、容器内に形成されたトナー粉体層に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータがトナー粉体層中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定するようにして、定量的に、精度良く、個人差がなく評価できるようにし、細かいトナー間の流動性の違いを正確に評価できるようにした。
また、本発明の評価方法によると、トナーの圧密状態を変化して、トルクまたは荷重を測定するため、トナー間の違いを正確に評価でき、さらに短時間でトナー層をそのまま測定できるので、製造ラインの中にも導入でき、高画質が得られるトナーを安定して生産できる。
【００２２】
本発明の評価方法は、トナーの粉体層中に円錐ロータを回転させながら、侵入（下降）させたり、引抜（アップ）いたりさせ、そのときに円錐ロータやトナー粉体層が入っている容器にかかるトルクや荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により流動性を評価するものである。
【００２３】
本発明の評価方法に用いる評価装置について、その一例の概略図である図１に基づいて説明する。
円錐ロータ（１）をシャフトの先端に取付け、トルクメータ（２）に固定し、円錐ロータ（１）とトルクメータ（２）を昇降機（３）によって上下できるよう構成にする。さらに、ステージの中央部に、ロードセル（６）を設けた試料台（５）を配置し、トナーを入れた容器（４）がロードセル（６）上に置けるようにする。また、円錐ロータ（１）の移動量については、位置検出器（７）によって検出する。
昇降機（３）によって円錐ロータ（１）を下げて、容器（４）の中央に円錐ロータ（１）を回転しながら侵入させて、円錐ロータ（１）にかかるトルクを、上部にあるトルクメータ（２）によって検出し、トナーの入った容器（４）にかかる荷重を、容器の下にあるロードセル（６）によって検出する。
図１に示される構成は一例であり、トナーの入った容器（４）を昇降機（３）によって上下させたりするなど他の構成でも良い。
【００２４】
トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータ（１）の回転数や侵入速度によって変化するものである。
本発明の評価方法においては、トナー粒子同士の微妙な接触状態を検知し、測定精度を上げるために、円錐ロータ（１）の回転数や侵入速度を下げて測定することが好ましく、特に次のような条件で行なうことが好ましいことを確認した。
・円錐ロータの回転数：０．１〜１００ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ
円錐ロータの回転数を、０．１ｒｐｍ未満の条件で行なうと、トナー粉体層の微妙な状態の影響を受けやすいため、トルク測定バラツキの問題が生じる傾向がある。また、１００ｒｐｍより大きい場合には、トナーの飛び散り等が生じて、安定に測定できない場合が出てくる。
一方、円錐ロータ（１）の侵入速度が０．５ｍｍ／ｍｉｎ未満の場合には、トナー粉体層の微妙な状態の影響を受けやすく、測定バラツキの問題が生じる傾向がある。また、１５０ｍｍ／ｍｉｎより速い場合は、トナー粉体層が圧密状態になりやすく、トナー変形等の影響が出てくるので、流動性評価には適当でない。
【００２５】
円錐ロータ（１）の形状は、特に限定されないが、円錐の頂角が２０〜１５０°であるものが特に適している。
円錐の頂角が２０°未満の場合にはトナー粉体層との抵抗が小さくなって、トルクや荷重が小さく、細かい流動性の違いを評価することが難しくなり、また頂角が１５０°より大きい場合には、トナー粉体層を押さえつける方向の力が大きくなって、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。
【００２６】
円錐ロータ（１）の長さは、円錐ロータ部分がトナー層の内部まで充分に入り込み、トナー粉体層の中に円錐ロータ表面が連続的に存在するような、充分な長さが必要である。
【００２７】
円錐ロータ（１）の材質としては、特に限定的でなく、加工しやすくて、表面が固く、変質しないものが好ましく、さらに帯電性を帯びない材質が適している。具体例として、ＳＵＳ，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，黄銅等を挙げることができる。
【００２８】
さらに、円錐ロータ（１）は、表面（錐面）に溝が切ってあるものが好ましい。その理由は、円錐ロータの材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定できるようにした方が好ましく、そのためには、円錐ロータが回転しながらトナー粉体層の中に侵入していく際に、円錐ロータ表面に切ってある溝の中にトナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー粒子との摩擦状態を測定できるからである。
この溝の形状は問わないが、円錐ロータの材質面とトナー粒子との接触が小さくなるように工夫する必要がある。
図２は、円錐ロータであって、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は断面図であり、溝の形状の例を示すものである。
これは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。この場合、円錐ロータ材質面とトナー粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなり、ほとんどが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。
また、円錐ロータの表面に設ける溝は、特に円錐ロータを交換してもトルクや荷重の値が再現するような形状であることが必要である。そのために、円錐ロータの溝形状は単純で、同じ形状のロータが容易に再現し造れるものであることが好ましい。
図３は、円錐ロータの溝形状を単純にした例を示すものであり、図３（ａ）（ｂ）は断面図、図３（ｃ）は側面図であり、図２に示す円錐ロータに対して断面形状および円錐頂角を変化させたものである。
【００２９】
トルクメータ（２）は、高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセル（６）は荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器（７）はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。昇降機（３）は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものが良い。
【００３０】
容器（４）の材質については問わないが、粉体との帯電による影響が出ないように導電性の材質が適している。また、粉体を入れ替えながら測定するため、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものが良い。
容器（４）のサイズは重要であり、円錐ロータ（１）が回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータ（１）の直径に対して大きめの（直径）サイズを選択する必要がある。
【００３１】
測定は、容器（４）にトナーを一定量投入し、本装置にセットする。その後、円錐ロータ（１）を回転させながらトナー粉体層の中に侵入させる。
しかし、実際の測定に入る前に、トナー粉体層を加圧して、圧密状態を作り出し、その圧密状態のトナー層に円錐ロータ（１）を下降させ測定を行なうようにした方が良い。
トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行なう。
円錐ロータ（１）の回転方向は任意である。
円錐ロータ（１）の侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く円錐ロータ（１）を侵入させた方が良い。
本発明者等の実験結果によると、５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能になった。測定モードは、どのような条件でも可能であるが、例として以下のような測定モードがある。
▲１▼容器にトナーを充填する。
▲２▼トナー粉体層を加圧して、圧密状態作り出す。
▲３▼円錐ロータを回転させながら侵入させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
▲４▼円錐ロータがトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入動作を止める。
▲５▼円錐ロータを引抜く動作を開始する。
▲６▼円錐ロータの先端がトナー粉体層表面から抜け、完全にフリーになった時点（最初のホームポジション）で円錐ロータの引抜き動作を停止し、回転も止める。
以上の▲１▼〜▲６▼の操作を繰返して測定を行なう。連続的に行なっても良い。
【００３２】
また、別の測定法としては、トナー粉体層を測定前に加振器により振動を与えて安定化させ、その安定化したトナー粉体層を加圧し圧密状態にし、圧密状態のトナー粉体層に回転させながら円錐ロータを侵入させ、そのときのトルクや荷重を測定し、予め設定した深さ迄到達したら侵入動作を止め、その後円錐ロータを最初の位置（ホームポジション）迄アップさせる。
【００３３】
また、別な方法としては圧密状態のトナー粉体層に、円錐ロータを侵入させて、予め設定したトルク値になるまでの深さを調べる方法等がある。
【００３４】
本発明のトナー流動性測定法では、トナー粉体層の圧密状態を空隙率で表現するが、本発明者等の実験結果によると、特に空隙率が０．５〜０．６５であると、安定な測定が可能となり、好ましい。
０．５未満ではその圧密状態を形成するのに時間がかかり、連続的な測定を行なうのに不都合であり、また０．６５より大きい場合には装置等での実使用条件との対応ができず、測定には適していない。
本発明のトナー流動性の測定法に必要なトナー粉体層の圧密状態、すなわち空間率は、トナー粉体層に荷重を加えるなどして加圧し作りだす。荷重は、オモリのようなもので変化させて圧密状態にして、空間率を変化させる。
【００３５】
本発明の流動性評価方法の対象とするトナーについては、その粒径を問わないが、高画質画像を実現するための本発明のトナーとしては、その重量平均粒径が４〜１０μｍであることが好ましく、さらに５〜７μｍがより好ましい。
重量平均粒径４μｍ未満のトナーは、軽量であるため飛散しやすくなって長期間使用を繰り返すと画像形成装置の内側ばかりでなく画像形成装置の外側周囲を汚し、さらに人体への影響も懸念され、また低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすくなる。
また重量平均粒径が１０μｍを超えるトナーの場合には、１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
【００３６】
本発明のトナーは、キャリアと組み合わせて二成分現像方式に用いる現像剤とすることができるが、そのキャリアの高画質画像を実現するための条件としては、平均粒径が２０〜１００μｍであることが好ましく、現像機内部のトナー濃度を２〜１０重量％の範囲内にする場合において、特にトナーの帯電量をより均一にすることができる。
キャリアの平均粒径が２０μｍより小さくなると、キャリア粒子の感光体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなり、トナーの均一な帯電量が得られにくくなる。
また、キャリアの平均粒径が１００μｍを超える場合には、細かい画像再現性が悪くなる傾向がでてきて、高画質を得るのに好ましくない。。
【００３７】
トナーを構成する材料についての説明する。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【００３８】
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
【００３９】
ポリエステル樹脂としては、以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン−（２，２）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン−（２，０）−２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２’−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。
【００４０】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００４１】
顔料としては、例えば以下のようなものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、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等が挙げられる。
また、橙色顔料としては、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、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ等が挙げられる。
【００４２】
また、赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、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、ウォッチングレッドカルシウム塩、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等が挙げられる。
紫色顔料としては、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
【００４３】
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、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、インダンスレンブルーＢＣ等が挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等が挙げられる。
【００４４】
これらの顔料は、１種または２種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。
この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されるが、環境等の問題があるため、水を使用して分散させることが好ましい。
水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００４５】
本発明のトナーにおいては、電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）することが好ましい。しかし、トナー粒子と混合（外添）して用いても良い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００４６】
また、本発明のトナーには、定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。
これら離型剤の融点は、６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４７】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的のために、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合して用いることができる。
【００４８】
結晶性ポリエステル樹脂の分子構造については、限定的でないが、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、炭素数２〜６のジオール化合物、特に１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を含有するアルコール成分と、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、およびこれらの誘導体を含有する酸成分とを用いて合成される下記一般式（１）で表わされる脂肪族系ポリエステルを含有することが好ましい。
【００４９】
【化３】
［−Ｏ−ＣＯ−ＣＲ_１＝ＣＲ_２−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−］_ｍ …（１）
（ここでｎ，ｍは繰り返し単位の数である。Ｒ_１，Ｒ_２は炭化水素基である。）また、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、非線状のポリエステルを合成するために、アルコール成分にグリセリン等の３価以上の多価アルコールを追加し、酸成分に無水トリメリット酸などの３価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行なっても良い。
【００５０】
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、耐熱保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましく、８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。
ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃未満の場合は耐熱保存性が悪化し、現像装置内部の温度でブロッキングが発生しやすくなり、１３０℃より高い場合には定着下限温度が高くなるため低温定着性が得られなくなる。
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣによる２ｎｄ昇温時の吸熱ピーク温度である。
【００５１】
また、本発明のトナーに粉砕性を向上させるために、粉砕助剤を含ませても良い。
粉砕助剤用の材料としては、ビニルトルエン、α−メチルスチレンおよびイソプロペニルトルエンからなる群から選ばれる少なくとも１種のモノマーの重合体を含む樹脂等である。
この重合体としては、ビニルトルエン、α−メチルスチレンまたはイソプロペニルトルエンの単独重合体であってもよいし、これらのモノマー同志の共重合体であってもよい。
これらの重合体には、スチレン以外の他のモノマーが共重合されていないのが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲でスチレン以外の他のモノマーが共重合されていてもよい。
スチレンの含有量は、共重合体を構成する全モノマーに占めるスチレンの割合として５０モル％以下、好ましくは４０〜２０モル％であることが望ましい。
これらの樹脂は脆いために、結晶性ポリエステルと組み合わせて使用すると、結晶性ポリエステルの結晶性に起因する不充分な粉砕性を向上させることができる。
【００５２】
本発明のトナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法（懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等）等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００５３】
粉砕法の一例について述べる。
先ず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサーの如き混合機によって充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、連続式の１軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。
切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機によって、微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。
その後、混合機により無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。
【００５４】
この混合工程によって、添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させた後のトナー粒子の流動性を、本発明の評価法を用いて評価する。
この場合、抜き取り検査で、試料を試料容器に入れ、加圧等によって圧密状態にし、その試料容器を直接図１に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。円錐ロータの回転数は０．１〜１００ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は０．５〜１００ｍｍ／ｍｉｎとした。測定は、円錐ロータを回転させながら侵入させ、５ｍｍ以上の予め設定した侵入距離を経た後は侵入を止め、その後円錐ロータを引抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータのトナー粉体層への侵入時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。
【００５５】
本発明の評価法によってトナー流動性を評価した場合には、測定値（トルク、荷重）とトナー流動性が以下のような関係になる。
１）・トルクの値が小さければ小さい程、流動性は良くなる。
・トルクの値が大きければ大きい程、流動性は悪くなる。
２）・荷重の値が小さければ小さい程、流動性は良くなる。
・荷重の値が大きければ大きい程、流動性は悪くなる。
【００５６】
円錐ロータを用いた本発明の評価法は、次のような特徴を持つものであり、抜取り試料をそのまま迅速に、簡単に測定できるため、個人差のない、精度の高い測定ができることにある。
▲１▼非破壊検査である。
▲２▼試料をそのまま測定できる。
▲３▼短時間で測定できる。
▲４▼誰にでも簡単に測定できる。
そのため、製造ラインでの計測も可能であり、製造工程の中での各工程間に設置して、工程途中での品質評価ができる。
例えば、混合工程を経た後、次工程へ粉体試料を搬送する途中に、試料抜取り・測定ゾーンを設けておき、あるタイミングでシャッターを開閉して、一定量の試料を測定部へ搬送する。その測定部の先端部はＳＵＳ等でできた容器になっており、そのまま本評価方法にて測定する。
または、その容器を近くの別の場所に配置した本発明の評価装置へ持っていき、試料ステージへのせて測定する。
評価の結果、その数値が予め定めた設定範囲を外れていた場合、試料を充填工程へは回さず、トナーの再処理工程へ回す。
これらの仕組みは、混合工程前の工程である粉砕・分級工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。
図６は、本発明の流動性評価装置と組み合わせたトナー製造装置の概略図である。トナー製造装置あるいはラインの中に、本発明の評価装置を組み込んで、トナーの製造の効率化を図ることができる。
また、これらの機能をもったトナー評価装置を単独に開発段階の評価装置として使うことも可能である。
【００５７】
前述のように、本発明の評価法によるトルクおよび荷重の測定値は、トナーの流動性を示しており、定量的な評価が可能となる。今までの従来の評価法では、トナー間の違いは評価できるが、トナーの種類が違うと同じやり方では評価できないという問題があった。しかし、本評価法で測定した値は、粉体特性としてのトルク値、荷重値であり、トナーの種類が変わっても粒径が変わっても同じやり方で評価できる値であり、非常に汎用的な評価値になる。
【００５８】
トナー粉体層中に侵入させた円錐ロータの回転によって得られるトルクと荷重の各特性は、粉体の流動性と密接な関係がある。
すなわち、粉体の流動性が良い場合には１個１個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その粉体層内で円錐ロータを動かしてもトルクは小さく、荷重変化も小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、１個１個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体層内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力（荷重）も大きくなる。
特に、この現象はトナー中に離型剤等を入れた場合に微妙な変化として現れ、１個１個の粉体粒子間の付着力は圧密状態でより顕著に現れる。そのため、圧密状態でのトナー流動性を評価する必要がある。
よって、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価できる。
流動性が良い場合→圧密状態の粉体層内を移動したときのトルク、荷重が小さい。
流動性が悪い場合→圧密状態の粉体層内を移動したときのトルク、荷重が大きい。
トナーの流動性は、トナー作製工程の中の混合工程によりほとんど決まる。つまり、無機粒子などからなる添加剤をトナー粒子表面に付着もしくは固着させる状態によって、トナー粒子の流動性は大きく変化する。
トナーの混合状態は、混合工程での混合条件（仕込み量、回転数、混合時間等）によって変化する。そのため、流動性には、混合条件が重要な役割を果たし、混合工程後の流動性の評価が重要となる。
【００５９】
プリンタや複写機において、高画質化を実現するためには、非常に微小なドット再現性を高める必要がある。
それを実現するためには、非常に微小な潜像に対して忠実なトナー現像が必要となる。
この忠実な現像を可能にするためには、現像域に均一なトナーブラシを搬送、供給する必要がある。そのためには、トナー帯電量が適度な条件であることが必要であるが、常に安定して現像域に均一なトナーブラシが供給できるようなトナーの動き易さ、搬送のし易さが非常に重要となる。
つまり、微小なドット再現性を上げるためには、トナーの流動性を上げることが必要になる。特に、離型剤を入れたトナーにおいては、圧密状態での流動性を上げる必要がある。
そこで、圧密状態のトナーの流動性を円錐ロータを用いた本方式により評価し、ドット再現性との関係を調べた結果、非常に強い層関関係が存在し、トルクや荷重が小さいときドット再現性は良くなった。
【００６０】
その結果から、ドット再現性が良いトナーは、以下のようなトルク、荷重特性を示すことが分かった。
▲１▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）のトルクの値が０．１〜４．４ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ侵入時（２０ｍｍ侵入時）の荷重の値が０．０１〜１Ｎである。
【００６１】
なお、評価モードに関しては、他の方法を用いても問題ない。
また、評価項目もトルクや荷重以外で、ある荷重になるまでの侵入距離、あるトルクになるまでの侵入距離等であっても良いし、トルクや荷重の積分値を評価しても良い。また、他の評価項目であっても良い。
混合工程後、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し、本発明のトナーを得る。
【００６２】
本発明のトナーを重合法によって作製する方法について説明する。
重合法の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を、水系の媒体中で懸濁し重合させることによってトナー粒子を得る方法が挙げられる。造粒法は特に限定されない。
例えば本発明のトナーは、有機溶媒中に少なくとも、イソシアネート基を含有するポリエステル系プレポリマーが溶解し、顔料系着色剤が分散し、離型剤が溶解ないし分散している油性分散液を水系媒体中に無機微粒子及び／又はポリマー微粒子の存在下で分散させるとともに、この分散液中で該プレポリマーをポリアミン及び／又は活性水素含有基を有するモノアミンと反応させてウレア基を有するウレア変性ポリエステル系樹脂を形成させ、このウレア変性ポリエステル系樹脂を含む分散液からそれに含まれる液状媒体を除去することによって得られる。
【００６３】
ウレア変性ポリエステル系樹脂において、そのＴｇは４０〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。その数平均分子量Ｍｎは２５００〜５００００、好ましくは２５００〜３００００である。その重量平均分子量Ｍｗは１万〜５０万、好ましくは３万〜１０万である。
このトナーは、該プレポリマーと該アミンとの反応によって高分子量化されたウレア結合を有するウレア変性ポリエステル系樹脂をバインダー樹脂として含む。そして、そのバインダー樹脂中には着色剤が高分散している。
【００６４】
得られた乾燥後のトナーの粉体を風力分級し、上記最適な混合条件により混合機により無機微粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。また、電荷制御剤を乾燥後のトナー粉体表面に打込んで、固着注入させても良い。
さらにその後、無機微粒子などからかる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させても良い。電荷制御剤を表面に打込むと、トナーの帯電量の制御がしやすくなる。
混合したり、固着注入したりする具体的手段としては、高速で回転する羽根によって粉体混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に粉体混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。
装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）及び自動乳鉢などが挙げられる。
これらの方式の場合にも、造粒後の検査、電荷制御剤の処理後の検査、添加剤の混合工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。
また、流動性はトナー形状によって影響されるが、トナーの平均円形度が０．９〜０．９９である非常に球形に近いトナーの場合には流動性に優れ、ドット再現性に優れた高画質化を実現できる。
【００６５】
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
本発明のトナーは、接触または非接触現像方式に使用する１成分現像剤として用いる。
接触または非接触現像方式は種々の公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
また、本発明のトナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
１成分現像方式において、トナー供給部の出口にトナー層を均一にするためのローラー状のブレードを設けた現像方式に、本発明のトナーを用いることを特徴とする。
このような方式の場合には、感光体へのフィルミングだけではなく、ドクターローラへのフィルミングが発生する。このため、トナー層が均一に形成できないばかりかトナー帯電が不均一になり、トナー電荷量も小さくなる。このため現像不良が生じる。
しかし本発明のトナーを用いると、ドクターローラへのフィルミングは発生せず、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。図７は、そのような、現像方式を用いた装置の概略図である。
【００６６】
本発明のトナーは流動性に優れているため、カートリッジ容器に入れて保管することが充分可能であり、カートリッジ容器から現像部へトナー搬送するような構成の装置にも適している。
カートリッジ容器としては、トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも電子写真感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部にトナーを充填するプロセスカートリッジとを挙げることができ、通常これらのトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置に装着して、画像を形成する。
【００６７】
また、磁性トナーとする場合には、トナー粒子の中に磁性体の微粒子を内添すれば良い。磁性体としては、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金などの強磁性体等が考えられる。磁性体の平均粒径は０．１〜１μｍが好ましい。磁性体の含有量はトナー１００重量部に対して、１０〜７０重量部であることが好ましい。
【００６８】
二成分現像剤に使用されるキャリアとしては、公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。
これら磁性キャリアの平均粒径は２０〜１００μｍが良い。好ましくは２０〜７０μｍが良い。
【００６９】
また、前述したように本発明のトナーは流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。
この無機微粉体の平均粒径は２０〜２００ｎｍが適している。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
本発明のトナーに用いる無機微粉体としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。
これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。
さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【００７０】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径としては、２０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。２０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
電荷制御剤としては、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等があり、２種類以上組み合わせたりしても良い。
【００７１】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００７２】
また、本評価法は混練り工程や粉砕工程を用いないで作製する重合法やスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用できる。
【００７３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
実施例の記載順序を説明すると、先ずトナー組成、トナー作製法および混合条件を変化したトナーを作製し、作製したトナーの流動性を本発明の評価法を用いて評価し、また作製したトナーを用いて得られる画像について、ドット再現性を画像のザラツキ感として５段階評価（ランク１：悪い→ランク５：良い）した。また、２万枚のランニング耐久試験を行ない、現像部でのブロッキング等のトナー搬送性の不具合点を評価した。
不具合点のなかった場合を○、不具合点のあった場合を×として評価した。
トナーの流動性は、トナー粉を径が６０ｍｍで高さが５０ｍｍの容器に入れ、円錐ロータが侵入時のトナー粉体層表面から２０ｍｍ侵入したときのトルクと荷重の値を測定した。トナーは予め圧密状態にし、空隙率を測定しトルク、荷重を評価した。円錐ロータの評価条件は以下のようにした。
・円錐ロータの頂角：５０°
・円錐ロータの回転数：２ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
【００７４】
実施例１
樹脂：ポリエステル樹脂８０部
結晶性ポリエステル樹脂（Ｔｇ＝１１０℃）２０部
顔料：カーボンブラック１０部
帯電制御剤：サルチル酸亜鉛塩５部
離型剤：低分子量ポリエチレン５部
上記原材料をミキサーで充分に混合した後、２軸押出し機によってバレル温度１００℃、混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：８００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
このようにして、本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法によって該トナーの流動性を測定し、その結果を表１に示す。
また、得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク４であった。
【００７５】
実施例２
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：９００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク４であった。
【００７６】
実施例３
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１０００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００７７】
実施例４
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１１００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００７８】
実施例５
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１２００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００７９】
実施例６
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．９部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１０００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００８０】
実施例７
＜トナーバインダーの合成＞
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２７６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧、２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行ない、イソシアネート含有プレポリマーＩを得た。
次いでプレポリマーＩを２６７部とイソホロンジアミン１４部を５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルＩを得た。上記と同様にビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルＡを得た。
ウレア変性ポリエステルＩ２００部と変性されていないポリエステルＡ８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダーＩを単離した。分析の結果Ｔｇは６２℃であった。
【００８１】
＜トナーの作製＞
トナーバインダーＩの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液２４０部
ペンタエリスリトールテトラベヘネート
（溶融粘度２５ｃｐｓ）２０部
銅フタロシアニンブルー顔料
（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）４部
カルナウバワックス４０部
上記原材料をビーカー内で、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させてトナー材料溶液を作製した。
【００８２】
イオン交換水７０６部
ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液
（日本化学工業（株）製スーパタイト１０）２９４部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部
ビーカー内に上記原材料を入れ均一に溶解した。
その後６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。ついで、この混合液を攪拌棒および温度計付のフラスコに移し、３０℃まで昇温して減圧下で溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、トナー粒子を得た。体積平均粒径は６．８μｍであった。このトナー粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを得た。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１２００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【００８３】
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００８４】
実施例８
実施例７と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．９部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１２００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００８５】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【００８６】
実施例９
実施例７と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：サルチル酸亜鉛塩１部
混合回転数：１２００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：Ｑミキサー
【００８７】
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク４であった。
【００８８】
比較例１
実施例７と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．３部
混合回転数：７００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：スーパーミキサー
【００８９】
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
また、画像のドット再現性は５段階評価でランク１であった。
【００９０】
比較例２
樹脂：ポリエステル樹脂８０部
結晶性ポリエステル樹脂（Ｔｇ＝１０５℃）２０部
顔料：カーボンブラック１０部
帯電制御剤：サルチル酸亜鉛塩２部
離型剤：ライスワックス５部
添加剤：スチレンアクリル樹脂３部
上記原材料をミキサーで充分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃、回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。
混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．５部
混合回転数：７００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：スーパーミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９１】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク２であった。
【００９２】
比較例３
比較例２と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
混合回転数：７００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：スーパーミキサー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９３】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク３であった。
【００９４】
実施例１０
比較例２と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１２００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９５】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク４であった。
【００９６】
実施例１１
比較例２と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．８μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１３００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９７】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク４であった。
【００９８】
実施例１２
実施例１０と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．７μｍの粒度分布に分級した。
さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
添加剤：シリカ微粉末０．７部
酸化チタン微粉末０．３部
混合回転数：１４００ｒｐｍ
混合時間：１２０ｓｅｃ
混合機：θコンポーザー
本発明のトナーを作製した後、本発明の評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。
【００９９】
得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。
その結果、画像のドット再現性は５段階評価でランク５であった。
【０１００】
以上の実施例１〜１２、比較例１〜３の測定結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】

【０１０２】
以上の結果から分かるように、トナー粉体層の本発明の評価法による流動性評価値とドット再現性との間には強い相関関係が存在し、本発明の評価法によりドット再現性を評価できることが分かる。
実施例１〜１２及び比較例１〜３について、円錐ロータ侵入時のトルクとドット再現性との関係を図４に、円錐ロータ侵入時の荷重とドット再現性との関係を図５にそれぞれ示す。
この結果から、ドット再現性の良い高画質を得るために必要な、流動性の良いトナーを得るためには、以下の条件を満足することが必要であることが明かである。
▲１▼円錐ロータ侵入時のトルクの値が０．１〜４．４ｍＮｍである。
▲２▼円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．０１〜１Ｎである。
すなわち、円錐ロータ侵入時のトルク値が０．１ｍＮｍ未満では、トナーの流動性以外の帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、４．４ｍＮｍより大きくなれば流動性が低下し、ドット再現性が悪くなる。
また、円錐ロータ侵入時の荷重値が０．０１Ｎ未満では、トナーの帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、１Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下しドット再現性が悪くなる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上、詳細且つ具体的な説明より明らかなように、本発明によって、搬送性に問題がなく、ドット再現性の良い高画質を形成できるような高い流動性を有するトナーを提供することができ、かつ精度の高い、個人差のないトナーの流動性を評価する方法を提供できる。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー流動性評価装置の概要図である。
【図２】本発明の流動性評価装置に設ける円錐ロータの側面図と断面図である。
【図３】本発明の流動性評価装置に設ける他の円錐ロータの側面図と断面図である。
【図４】実施例１〜１２及び比較例１〜３の円錐ロータ侵入時のトルクとドット再現性との関係を示す図である。
【図５】実施例１〜１２及び比較例１〜３の円錐ロータ侵入時の荷重とドット再現性との関係を示す図である。
【図６】本発明の流動性評価装置と組み合わせたトナー製造装置の概略図である。
【図７】本発明の流動性評価法で評価したトナーを使った現像装置の概略図である。
【符号の説明】
１円錐ロータ
２トルクメータ
３昇降機
４容器
５試料台
６ロードセル
７位置検出器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner having good fluidity used in a one-component developing system or a two-component developing system in electrophotography and a method for evaluating toner fluidity.
[0002]
[Prior art]
With respect to copiers, printers, facsimile machines, and the like based on electrophotography, higher image quality has been developed, and recently, reproducibility of fine dots has become very important.
The toner in the present invention means both a toner used in a one-component developing system and a toner used as a developer by mixing with a carrier in a two-component developing system.
The dot reproducibility is greatly affected by the fluidity, in addition to the characteristics such as the charge amount of the toner. That is, in order to obtain high dot reproducibility, it is necessary that the toner is stably supplied to the fine latent image portion carried on the electrophotographic photoreceptor and a uniform toner layer is formed. Good or bad sex is an important factor.
Further, in order to achieve high image quality, it is necessary that the toner has a small particle size and high functionality, which complicates the structure of the toner, and accordingly requires finer control during manufacturing. It has become to.
Conventionally, the pulverization method has been the mainstream in the toner production method.However, in order to obtain high flow characteristics by another method such as a polymerization method which has been studied recently in accordance with high image quality, a pulverization method is required. Therefore, it is particularly important to control the manufacturing conditions and evaluate the quality of the fluidity of the obtained toner.
Since the fluidity of the toner affects various image qualities in addition to the dot reproducibility, there is a need for a highly accurate evaluation method having no individual difference in terms of evaluation.
The reason why the fluidity of toner has come to the fore as a problem is that the low temperature fixing of toner and the oil-less fixing have begun to progress. The mother composition and structure of the toner, which has become complicated due to the oil-less use of the toner, has also affected the fluidity of the toner, and for that purpose, a more precise structure control than before is required. Therefore, the appearance of a highly sensitive fluidity evaluation method has been desired.
[0003]
As a conventional proposal for fixing a toner at a low temperature, there is a technique of adding a specific non-olefinic crystalline polymer having a sharp melt property at a glass transition temperature to a binder (for example, see Patent Document 1). .
Further, there is a technique using a crystalline polyester having a sharp melt property (for example, see

Patent Documents

2, 3, and 4).
However, crystalline polyesters having a sharp melt property at the glass transition temperature, when the product temperature during kneading is higher than the glass transition temperature, reduce the kneading shear force, dispersibility of the wax and dispersibility of the crystalline polyester resin itself. In particular, in a full-color toner using a resin having a small elastic component, the dispersibility is significantly deteriorated. Therefore, problems such as a decrease in fluidity due to a decrease in wax dispersibility and a decrease in transparency due to a decrease in dispersibility of the crystalline polyester resin are likely to occur.
In addition, the crystalline polyester resin has a lower pulverizability than a polyester resin having no crystallinity, and there is a problem in reducing the particle size by the pulverization method.
[0004]
As a conventional proposal regarding a method of evaluating the fluidity of toner, there is a method of measuring a time required for the toner to fall through a narrow portion of a funnel to which a magnetic field is applied (for example, see Patent Document 5). .
Further, there is a method in which toner is placed on a tiltable plate, the plate is gradually tilted, and an angle between a time when the flow starts and a time when the flow ends is measured to evaluate the fluidity of the toner. Reference 6).
Further, the sieves are stacked in several stages, and the toner is put thereon, and horizontal and vertical vibrations are applied to the sieve portion, and the amount of toner remaining in each sieve portion after a predetermined time is set in advance. There is a method of evaluating the fluidity of toner by calculating by multiplying by a coefficient (for example, see Patent Document 7).
However, according to these methods, the obtained data has large variations, and there is a difference depending on a measurer, and it is difficult to evaluate a small difference in fluidity between toners.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-62-63940
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2931899
[Patent Document 3]
JP-A-11-249339
[Patent Document 4]
JP 2001-222138 A
[Patent Document 5]
JP-A-1-203394
[Patent Document 6]
JP-A-4-116449
[Patent Document 7]
JP 2000-292967 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a toner having a high fluidity capable of forming a high-quality image with good dot reproducibility without a problem in transportability, and a highly accurate toner flow without an individual difference. The purpose is to provide a method for assessing gender.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide (1) an electrostatic image developing toner comprising at least a resin, a pigment, and a release agent and having an additive adhered or fixed to the surface thereof, wherein the toner is previously compacted. The torque generated when a layer is formed and the conical rotor is rotated to penetrate the toner layer with a thickness of 20 mm is 0.1 to 4.4 mNm, or when the torque penetrates the toner layer with a thickness of 20 mm. (2) The toner is characterized in that at least a crystalline polyester represented by the following general formula (1) is used as the resin. The toner for developing an electrostatic image according to the above item (1);
[0008]
Embedded image
[-O-CO-CR ₁ = CR ₂ -CO-O- (CH ₂ ) _n −] _m … (1)
(N and m are the number of repeating units, R ₁ , R ₂ Represents a hydrocarbon group. )), (3) “the toner for developing an electrostatic image according to the above item (1) or (2), comprising a charge control agent”, and (4) “average of powder”. The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (3), wherein the circularity is from 0.9 to 0.99. Is a toner produced by a polymerization method, wherein the toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (4), and (6) The electrostatic image developing toner according to any one of the above items (1) to (5), wherein the additive adhered or fixed to the toner is an inorganic fine powder having an average particle diameter of 20 to 200 nm. (7) wherein the additive adhering or adhering to the surface of the powder comprises a charge control agent having an average particle diameter of 20 to 200 nm. (1) The toner for developing an electrostatic image according to any one of the items (1) to (5) ", (8)" the powder contains a dispersant of a release agent in the powder. (1) The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (7) ", (9)" the powder containing a pulverizing auxiliary agent in the powder (1). (10) The toner according to any one of (8) to (8), and (10) wherein the toner is prepared using a composition in which a resin and a pigment are kneaded in advance. (1) The toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (9) ", (11)" the volume average particle diameter is 4 to 10 [mu] m. (10) The electrostatic image developing toner according to any one of the above (10).
[0009]
In addition, the above-mentioned problem is solved by (12) the present invention, in which the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container are caused to penetrate into the toner layer in the container in which the toner layer in the compacted state is formed while rotating the conical rotor. Is a method for evaluating the fluidity of the toner from the measured value, wherein the toner is at least composed of a resin, a pigment and a release agent, and the additive is adhered or fixed on the surface. (13) “Evaluation method according to the above (12), characterized in that the toner layer is in a compacted state such that the porosity of the toner layer is 0.5 to 0.65”. (14) “Evaluation method according to the above (12) or (13), wherein the rotation speed of the conical rotor is 0.1 to 100 rpm”, (15) “penetration of conical rotor Speed is 0.5-150mm / Is solved by the second (12) section to the (14) Evaluation method according to any one of claim "as being a in.
[0010]
Further, an object of the present invention is to provide a toner according to (16) of the present invention, wherein a toner is manufactured by using the evaluation method described in any one of the above items (12) to (15). "Development toner production method".
[0011]
In addition, the above-mentioned problem is solved by (17) of the present invention, in which the conical rotor is caused to penetrate into the toner layer in the container in which the toner layer in the compacted state is formed while rotating, so that the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container are increased. Is a device used to evaluate the fluidity of the toner by measuring the conical rotor rotating into the toner layer, a torque meter for detecting the torque applied to the rotating conical rotor, and a container by rotating the conical rotor. (18) A toner fluidity evaluation device comprising at least a load cell for detecting a load applied to a conical rotor and an elevator for moving the conical rotor up and down, and (18) that the apex angle of the conical rotor is 20 to 150 °. (19) The evaluation device according to (17) or (17), wherein a groove is formed in a surface of the conical rotor. 18) is solved by the evaluation device "described in claims.
[0012]
Further, the above-mentioned object is achieved by (20) a "toner manufacturing apparatus characterized in that the evaluation apparatus according to any one of the above items (17) to (19) is incorporated therein" of the present invention. Is done.
[0013]
Further, an object of the present invention is to perform contact or non-contact development using the electrostatic image developing toner according to any one of the above items (1) to (11). (22) "The one-component developing method as described in the above item (21), wherein a doctor roller is used", and (23) "The one (1) to (1) above. (2) A two-component developing method characterized by performing development using the electrostatic image developing toner according to any one of the above (11) and a carrier having a particle diameter of 20 to 100 μm ”, (24)“ AC bias voltage component The development method according to any one of the above items (21) to (23), wherein the development is performed by applying the voltage.
[0014]
Further, an object of the present invention is to provide a toner cartridge characterized in that the toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (11) is filled. (26) "A toner for developing an electrostatic image according to any one of the above items (1) to (11), comprising at least an electrophotographic photosensitive member and a developing means, and in a toner container of the developing means. The process cartridge is characterized in that the process cartridge is filled.
[0015]
Further, the above-mentioned object is achieved by (27) an electrophotographic image forming apparatus characterized in that the toner cartridge or the process cartridge according to the above (25) or (26) is mounted. Is done.
[0016]
That is, the toner of the present invention comprises at least a resin, a pigment, and a release agent, and has an additive adhered or fixed on the surface thereof. The torque generated when the conical rotor penetrates into the powder layer by 20 mm is 0.1 to 4.4 mNm, or the load generated when the conical rotor penetrates by 20 mm is 0.01 to 1 N. By providing such fluidity as described above, it is possible to form a high quality image with good transportability and dot reproducibility.
[0017]
The toner of the present invention has a structure in which an additive adheres or adheres to the surface of toner base particles composed of at least a resin, a pigment, and a release agent, that is, the surface of the toner base particles is covered with the additive.
In particular, it is preferable that the resin, the pigment, the release agent and the like have a sea-island-like layer separation structure. Further, when a release agent or the like is contained, the fluidity of the toner greatly changes depending on the compacted state. Therefore, the fluidity in the compacted state was evaluated, and the optimal toner structure condition was selected.
[0018]
As the resin used in the toner of the present invention, known resins as described below can be applied, and crystalline polyester is preferable, and in particular, it has crystallinity, a sharp molecular weight distribution, and an absolute amount of the low molecular weight is possible. As much aliphatic polyester as possible can be preferably used.
This aliphatic polyester undergoes crystal transition at the glass transition temperature (Tg), and at the same time, the melt viscosity sharply decreases from the solid state, thereby exhibiting a fixing function to paper, and therefore, the Tg and molecular weight of the resin are excessively lowered. Low-temperature fixation without lowering the storage stability due to the lowering of Tg, and the deterioration of the high gloss and offset resistance due to the lowering of the molecular weight. The introduction is very effective in improving the low-temperature fixability of the toner.
[0019]
In the toner of the present invention, when a crystalline polyester is used and a release agent is contained, in order to develop low-temperature fixability and ensure hot offset resistance, the total amount of the resin and the release agent in the toner is required. On the other hand, the content of the crystalline polyester is preferably 1 to 50% by weight, and the content of the release agent is preferably 2 to 15% by weight. If the content of the crystalline polyester is too small, there is no effect on the low-temperature fixing property, and if it is too large, the hot offset property tends to deteriorate.
On the other hand, if the release agent content is too small, there may be no effect on the anti-offset property, and if it is too large, the toner fluidity is reduced.
[0020]
Examples of the resin used for the toner of the present invention include polyester resins and / or polyol resins conventionally used for color toners.
Polyester resins and polyol resins are suitable because they have better low-temperature fixability and relatively good heat-resistant storage properties than styrene-acrylic resins that have been frequently used in the past.
However, polyester resins and polyol resins have poor dispersibility of the release agent as compared with styrene-acrylic resins.
If the dispersibility is poor, the pulverizing stress tends to concentrate on the interface between the resin and the wax at the time of pulverization, so that it is easy to be pulverized at the interface between the resin and the release agent, and the ratio of the added release agent to the surface of the pulverized toner is higher than that. The release agent was exposed to the toner, and the fluidity of the toner was deteriorated.
Therefore, the toner of the present invention, by the evaluation method of the present invention, the type and amount of the additive, the mixing method, and the like so that the torque characteristics of the toner powder layer at the time of consolidation fall within the optimal conditions without a problem with the toner fluidity. By optimizing and defining the conditions and the like, it was possible to uniformly disperse another resin or a release agent in an island shape in a sea-like resin, and to achieve optimization by external additive treatment.
Further, structurally, the release agent may be included in another resin to increase the dispersibility of the release agent.
[0021]
The method for evaluating the fluidity of the toner of the present invention will be described.
The fluidity of the toner is determined by measuring the torque or load generated when the conical rotor moves through the toner powder layer while rotating the conical rotor into the toner powder layer formed in the container. In addition, it is possible to evaluate quantitatively, accurately and without individual differences, and to accurately evaluate fine differences in fluidity between toners.
Further, according to the evaluation method of the present invention, since the toner compaction state is changed and the torque or the load is measured, the difference between the toners can be accurately evaluated, and the toner layer can be measured as it is in a short time. It can be introduced into the production line, and can stably produce toner with high image quality.
[0022]
In the evaluation method of the present invention, a container containing a conical rotor and a toner powder layer at that time is caused to enter (down) or pull out (up) while rotating the conical rotor in the toner powder layer. Is to measure the torque and load applied to the sample, and to evaluate the fluidity based on the value of the torque and load.
[0023]
An evaluation device used in the evaluation method of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic diagram of an example.
The conical rotor (1) is attached to the tip of the shaft and fixed to the torque meter (2) so that the conical rotor (1) and the torque meter (2) can be moved up and down by the elevator (3). Further, a sample stage (5) provided with a load cell (6) is arranged at the center of the stage so that a container (4) containing toner can be placed on the load cell (6). Further, the movement amount of the conical rotor (1) is detected by the position detector (7).
The conical rotor (1) is lowered by the elevator (3), and the conical rotor (1) is rotated and penetrated into the center of the container (4), and the torque applied to the conical rotor (1) is reduced by a torque meter ( The load applied to the container (4) containing the toner is detected by the load cell (6) below the container.
The configuration shown in FIG. 1 is an example, and other configurations such as raising and lowering a container (4) containing toner by an elevator (3) may be used.
[0024]
The torque and the load of the toner powder change depending on the rotation speed and the penetration speed of the conical rotor (1).
In the evaluation method of the present invention, in order to detect a delicate contact state between toner particles and to increase the measurement accuracy, it is preferable to perform measurement by lowering the number of revolutions or the penetration speed of the conical rotor (1). It has been confirmed that it is preferable to perform the reaction under such conditions.
・ Number of rotations of conical rotor: 0.1 to 100 rpm
-Penetration speed of conical rotor: 0.5 to 150 mm / min
If the rotation speed of the conical rotor is less than 0.1 rpm, the toner powder layer is liable to be affected by the delicate state of the toner powder layer. On the other hand, if the rotation speed is higher than 100 rpm, the toner may be scattered and the measurement may not be performed stably.
On the other hand, when the penetration speed of the conical rotor (1) is less than 0.5 mm / min, the toner powder layer is liable to be affected by the delicate state of the toner powder layer, which tends to cause measurement variation. On the other hand, when the speed is higher than 150 mm / min, the toner powder layer tends to be in a compacted state, and the influence of toner deformation and the like appears, which is not suitable for fluidity evaluation.
[0025]
The shape of the conical rotor (1) is not particularly limited, but a conical rotor having an apex angle of 20 to 150 ° is particularly suitable.
If the apex angle of the cone is less than 20 °, the resistance to the toner powder layer becomes small, the torque and load are small, it is difficult to evaluate the difference in fine fluidity, and the apex angle is more than 150 °. If it is large, the force in the direction of pressing the toner powder layer becomes large, and the toner particles are likely to be deformed, which is not suitable for evaluation of toner fluidity.
[0026]
The length of the conical rotor (1) needs to be long enough so that the conical rotor portion penetrates sufficiently into the toner layer and the conical rotor surface is continuously present in the toner powder layer. .
[0027]
The material of the conical rotor (1) is not particularly limited, and is preferably a material which is easy to process, has a hard surface and does not deteriorate, and furthermore, a material which does not have a charging property is suitable. Specific examples include SUS, Al, Cu, Au, Ag, and brass.
[0028]
Further, the conical rotor (1) preferably has a groove on the surface (cone). The reason is that it is preferable to measure the friction component between the toner particles and the toner particles, instead of measuring the friction component between the material surface of the conical rotor and the toner particles. As the toner particles enter the toner powder layer, toner particles enter the grooves cut on the surface of the conical rotor, and the frictional state between the entered toner particles and the surrounding toner particles is measured. Because you can.
Although the shape of the groove is not limited, it is necessary to devise such a way that the contact between the material surface of the conical rotor and the toner particles is reduced.
2A and 2B show a conical rotor, FIG. 2A is a side view, and FIG. 2B is a cross-sectional view, showing an example of the shape of a groove.
In this method, a groove is cut straight from the vertex of the cone to the bottom side, and the cross section of the groove has a saw-tooth shape composed of triangular irregularities. In this case, the contact between the material surface of the conical rotor and the toner particles is only at the tip of the crest of the triangular groove, and most of the contact is between the toner particles entering the groove and the toner particles in the vicinity thereof.
In addition, the groove provided on the surface of the conical rotor needs to have a shape such that the values of torque and load can be reproduced even when the conical rotor is replaced. Therefore, it is preferable that the groove shape of the conical rotor is simple, and that the rotor having the same shape can be easily reproduced and manufactured.
FIG. 3 shows an example in which the groove shape of the conical rotor is simplified. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are sectional views, and FIG. 3 (c) is a side view. On the other hand, the sectional shape and the cone apex angle are changed.
[0029]
The torque meter (2) is preferably a high-sensitivity type, and a non-contact type is suitable. The load cell (6) having a wide load range and a high resolution is suitable. The position detector (7) includes a linear scale, a displacement sensor using light, and the like, but a specification of 0.1 mm or less is suitable for accuracy. The elevator (3) is preferably one that can be driven with high accuracy using a servomotor or a stepping motor.
[0030]
The material of the container (4) is not limited, but a conductive material is suitable so as not to be affected by charging with the powder. In addition, since the measurement is performed while replacing the powder, it is preferable that the surface is close to a mirror surface to reduce dirt.
The size of the container (4) is important, and a larger (diameter) size relative to the diameter of the conical rotor (1) is used so that the wall of the container is not affected when the conical rotor (1) enters while rotating. You have to choose.
[0031]
For the measurement, a certain amount of toner is charged into the container (4) and set in the present apparatus. Thereafter, the conical rotor (1) is made to penetrate into the toner powder layer while rotating.
However, before starting the actual measurement, it is better to pressurize the toner powder layer to create a consolidation state, and to lower the conical rotor (1) to the condensed toner layer for measurement.
When the torque or load measurement is started, the measurement is performed at the determined number of revolutions and penetration speed.
The direction of rotation of the conical rotor (1) is arbitrary.
If the penetration distance of the conical rotor (1) is small, the values of torque and load will be small, and problems will occur in the reproducibility of data. Is good.
According to the experimental results of the present inventors, it is possible to perform almost stable measurement if the depth is made 5 mm or more. The measurement mode can be set under any conditions. For example, the following measurement modes are available.
(1) Fill the container with the toner.
(2) The toner powder layer is pressurized to create a compact state.
{Circle around (3)} The conical rotor is caused to enter while rotating, and the torque and load at that time are measured.
{Circle around (4)} When the conical rotor has penetrated to a predetermined depth from the toner surface layer, the penetrating operation is stopped.
(5) The operation of pulling out the conical rotor is started.
{Circle around (6)} When the tip of the conical rotor comes off the toner powder layer surface and becomes completely free (the first home position), the operation of pulling out the conical rotor is stopped, and the rotation is also stopped.
The measurement is performed by repeating the above operations (1) to (6). It may be performed continuously.
[0032]
As another measurement method, the toner powder layer is stabilized by applying vibration to the toner powder layer before measurement, and the stabilized toner powder layer is pressurized to a compacted state. The conical rotor is made to penetrate while rotating in the layer, and the torque and load at that time are measured. When the conical rotor reaches a predetermined depth, the penetrating operation is stopped, and then the conical rotor is raised to the initial position (home position).
[0033]
Further, as another method, there is a method in which a conical rotor is made to penetrate into a toner powder layer in a compacted state, and a depth until a predetermined torque value is obtained is examined.
[0034]
In the toner fluidity measurement method of the present invention, the compaction state of the toner powder layer is expressed by porosity. According to the experimental results of the present inventors, especially when the porosity is 0.5 to 0.65, This is preferable because stable measurement is possible.
If it is less than 0.5, it takes time to form the consolidation state, and it is inconvenient to perform continuous measurement. If it is more than 0.65, it is possible to cope with the actual use conditions of the apparatus. Not suitable for measurement.
The consolidation state of the toner powder layer, that is, the porosity required for the method for measuring the fluidity of the toner of the present invention is created by applying pressure to the toner powder layer. The load is changed by a weight or the like to make it compact, and the porosity is changed.
[0035]
The toner to be subjected to the fluidity evaluation method of the present invention may have any particle diameter, but the toner of the present invention for realizing a high-quality image has a weight average particle diameter of 4 to 10 μm. Is more preferable, and 5 to 7 μm is more preferable.
A toner having a weight-average particle size of less than 4 μm is light in weight and easily scatters. If the toner is used repeatedly for a long period of time, not only the inside of the image forming apparatus but also the outer periphery of the image forming apparatus is soiled, and further, there is a concern that the toner may have an effect on the human body. In addition, problems such as a decrease in image density in a low-humidity environment and defective cleaning of a photosensitive member are likely to occur.
In the case of a toner having a weight average particle diameter of more than 10 μm, the resolution of fine spots of 100 μm or less is not sufficient, and the toner tends to scatter to non-image areas, resulting in poor image quality.
[0036]
The toner of the present invention can be used as a developer for a two-component developing method in combination with a carrier. The condition for realizing a high-quality image of the carrier is that the average particle diameter is 20 to 100 μm. In the case where the toner concentration inside the developing machine is in the range of 2 to 10% by weight, the charge amount of the toner can be made more uniform.
When the average particle size of the carrier is smaller than 20 μm, the carrier particles are liable to adhere to the photoreceptor, the stirring efficiency with the toner is deteriorated, and it is difficult to obtain a uniform charge amount of the toner.
If the average particle size of the carrier exceeds 100 μm, fine image reproducibility tends to deteriorate, which is not preferable for obtaining high image quality. .
[0037]
The material constituting the toner will be described.
Examples of the resin include polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, polyethylene resin, silicone resin, butyral resin, and terpene. Resins and polyol resins.
[0038]
Examples of the vinyl resin include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene, and homopolymers of substituted styrenes: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, and styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacryl Methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate Copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene-based copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
[0039]
Examples of the polyester resin include a dihydric alcohol as shown in Group A below and a dibasic acid salt as shown in Group B, and a trivalent or higher alcohol as shown in Group C. Alternatively, a carboxylic acid may be added as a third component.
Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl ) Cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene- (2,2) -2,2'-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (3,3 ) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (2,0) -2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2, 2′-bis- (4-hydroxyphenyl) propane and the like. Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linoleic acid, or Esters of these acid anhydrides or lower alcohols.
Group C: trihydric or higher alcohol such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like, and trivalent or higher carboxylic acid such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
[0040]
As the polyol resin, an epoxy resin and an alkylene oxide adduct of a dihydric phenol, or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are compounds obtained by reacting two or more compounds.
[0041]
As the pigment, for example, the following are used.
Examples of the black pigment include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
Examples of the yellow pigment include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navels yellow, naphthol yellow S, Hanza yellow G, Hanza yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, tartrazine lake and the like. Can be
Examples of orange pigments include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0042]
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Risor Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, and Brilliant Carmine 3B. No.
Examples of purple pigments include Fast Violet B and Methyl Violet Lake.
[0043]
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria Blue Lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, partially chlorinated phthalocyanine blue, fast sky blue, and indanthrene blue BC.
Examples of the green pigment include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
[0044]
One or more of these pigments can be used.
Particularly in the case of color toners, it is essential to disperse good pigments uniformly.Instead of directly charging pigments into a large amount of resin, a masterbatch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. Is used.
In this case, a solvent is generally used to help dispersibility. However, since there is a problem of the environment and the like, it is preferable to disperse using water.
When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not matter.
[0045]
In the toner of the present invention, it is preferable that the charge control agent is blended (internally added) inside the toner particles. However, they may be mixed (externally added) with the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the charge amount optimally according to the development system. In particular, in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized.
Nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts can be used alone or in combination of two or more to control the toner to have a positive charge.
Further, a metal salicylate complex, salts, organic boron salts, calixarene-based compounds, and the like are used to control the toner to have a negative charge.
[0046]
Further, a release agent can be internally added to the toner of the present invention to prevent offset during fixing.
Release agents include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, and rice wax, montan wax and its derivatives, paraffin wax and its derivatives, polyolefin wax and its derivatives, sasol wax, low molecular weight polyethylene, and low molecular weight polypropylene. And alkyl phosphate esters.
The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 ° C. If the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur. If the temperature is higher than this range, offset may easily occur in a region where the temperature of the fixing roller is low.
[0047]
An additive may be added for the purpose of improving the dispersibility of the release agent and the like. As additives, styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There are polyol resins and the like, and each resin can be used as a mixture of two or more kinds.
[0048]
The molecular structure of the crystalline polyester resin is not limited, but from the viewpoint of the crystallinity and softening point of the polyester resin, diol compounds having 2 to 6 carbon atoms, particularly 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol And an aliphatic polyester represented by the following general formula (1) synthesized using an alcohol component containing these derivatives and an acid component containing maleic acid, fumaric acid, succinic acid, and these derivatives. It is preferred to contain.
[0049]
Embedded image
[-O-CO-CR ₁ = CR ₂ -CO-O- (CH ₂ ) _n −] _m … (1)
(Where n and m are the number of repeating units. R ₁ , R ₂ Is a hydrocarbon group. Also, from the viewpoint of the crystallinity and softening point of the polyester resin, in order to synthesize a non-linear polyester, a trihydric or higher polyhydric alcohol such as glycerin is added to the alcohol component, and trimellitic anhydride is added to the acid component. Condensation polymerization may be performed by adding a trivalent or higher polycarboxylic acid such as
[0050]
The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is desirably low as long as the heat-resistant storage stability does not deteriorate, and is preferably in the range of 80 to 130 ° C.
When the glass transition temperature (Tg) is lower than 80 ° C., the heat-resistant storage stability is deteriorated, and blocking tends to occur at the temperature inside the developing device. Can not be obtained.
The glass transition temperature (Tg) of the crystalline polyester resin is an endothermic peak temperature at the time of 2nd temperature rise by DSC.
[0051]
Further, a pulverization aid may be included in the toner of the present invention in order to improve the pulverizability.
Examples of the material for the grinding aid include a resin containing a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of vinyl toluene, α-methylstyrene, and isopropenyl toluene.
The polymer may be a homopolymer of vinyl toluene, α-methylstyrene or isopropenyl toluene, or a copolymer of these monomers.
In these polymers, it is preferable that other monomers other than styrene are not copolymerized, but other monomers other than styrene may be copolymerized as long as the object of the present invention is not impaired.
The content of styrene is desirably 50 mol% or less, preferably 40 to 20 mol%, as a ratio of styrene to all monomers constituting the copolymer.
Since these resins are brittle, when used in combination with a crystalline polyester, insufficient pulverizability due to the crystallinity of the crystalline polyester can be improved.
[0052]
Examples of the method for producing the toner of the present invention include a pulverization method and a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization / dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, and the like), but are not limited to these production methods.
[0053]
An example of the pulverization method will be described.
First, the resin, the pigment or dye as a colorant, the charge control agent, the release agent, and other additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer. The constituent materials are kneaded well using a hot kneader such as a mixer, a continuous twin screw extruder, or a continuous single screw kneader, and after rolling and cooling, cutting is performed.
The cut toner kneaded material is crushed, coarsely crushed using a hammer mill or the like, further finely crushed by a fine crusher or a mechanical crusher using a jet stream, and a classifier or a Coanda using a whirl stream. The particles are classified to a predetermined particle size by a classifier using the effect.
Thereafter, an additive composed of inorganic particles or the like is attached or fixed to the particle surface by a mixer.
[0054]
Through this mixing step, the fluidity of the toner particles after the additive is attached or fixed to the particle surface is evaluated using the evaluation method of the present invention.
In this case, in the sampling inspection, a sample is put into a sample container, and the sample is brought into a compacted state by pressurization or the like, and the sample container is directly placed on a sample table of the evaluation apparatus shown in FIG. 1 for measurement. The rotation speed of the conical rotor was 0.1 to 100 rpm, and the penetration speed of the conical rotor was 0.5 to 100 mm / min. In the measurement, the conical rotor is rotated to penetrate, and after a predetermined penetration distance of 5 mm or more, the penetration is stopped, and then the conical rotor is pulled out and returned to the original initial position. The torque and load when the conical rotor enters the toner powder layer are measured to evaluate the fluidity of the toner.
[0055]
When the toner fluidity is evaluated by the evaluation method of the present invention, the measured value (torque, load) and the toner fluidity have the following relationship.
1) The smaller the torque value, the better the fluidity.
-The larger the torque value, the worse the fluidity.
2) The smaller the value of the load, the better the fluidity.
-The greater the value of the load, the worse the fluidity.
[0056]
The evaluation method of the present invention using a conical rotor has the following characteristics, and since a sample can be measured quickly and easily as it is, it is possible to perform highly accurate measurement without individual differences.
(1) Non-destructive inspection.
(2) The sample can be measured as it is.
(3) Measurement can be performed in a short time.
(4) Anyone can easily measure.
Therefore, measurement on a production line is also possible, and it can be installed between each process in a production process, and quality evaluation can be performed in the middle of the process.
For example, after the mixing step, a sample extraction / measurement zone is provided in the course of transporting the powder sample to the next step, and a shutter is opened and closed at a certain timing to transport a fixed amount of the sample to the measurement unit. The tip of the measuring part is a container made of SUS or the like, and the measurement is directly performed by the present evaluation method.
Alternatively, the container is taken to the evaluation device of the present invention placed in another nearby place, and placed on the sample stage for measurement.
As a result of the evaluation, if the numerical value is out of the predetermined setting range, the sample is not sent to the filling process but is sent to the toner reprocessing process.
These mechanisms can be applied to inspection after the pulverizing / classifying step, which is a step before the mixing step, inspection after the air sieving step after the mixing step, inspection before filling, and the like.
FIG. 6 is a schematic diagram of a toner manufacturing apparatus combined with the fluidity evaluation apparatus of the present invention. By incorporating the evaluation device of the present invention into a toner manufacturing device or line, the efficiency of toner production can be increased.
Further, the toner evaluation device having these functions can be used alone as an evaluation device in the development stage.
[0057]
As described above, the measured values of the torque and the load according to the evaluation method of the present invention indicate the fluidity of the toner, and can be quantitatively evaluated. In the conventional evaluation method up to now, the difference between toners can be evaluated, but there is a problem that the evaluation cannot be performed in the same manner when the type of toner is different. However, the values measured by this evaluation method are torque values and load values as powder characteristics, and values that can be evaluated in the same manner regardless of the type of toner or particle size. Evaluation value.
[0058]
The characteristics of the torque and the load obtained by the rotation of the conical rotor penetrated into the toner powder layer are closely related to the fluidity of the powder.
That is, when the fluidity of the powder is good, it is easy to move because the adhesive force between the individual powder particles is small. Even if the conical rotor is moved in the powder layer, the torque is small and the load change is small. small. On the other hand, when the fluidity of the powder is poor, it is difficult to move due to the large adhesive force between the individual powder particles, and when the conical rotor is moved within the powder layer, the conical rotor is moved. And the force (load) acting in the downward direction also increases.
In particular, this phenomenon appears as a subtle change when a release agent or the like is put into the toner, and the adhesive force between the individual powder particles appears more remarkably in a compacted state. Therefore, it is necessary to evaluate the fluidity of the toner in the compacted state.
Therefore, according to the evaluation method of the present invention, the fluidity can be evaluated based on the following relationship.
When the fluidity is good → The torque and load when moving in the compacted powder layer are small.
When the fluidity is poor → The torque and load when moving in the powder layer in the compacted state are large.
The fluidity of the toner is largely determined by the mixing process in the toner production process. That is, the fluidity of the toner particles greatly changes depending on the state in which the additive composed of the inorganic particles or the like is attached or fixed to the surface of the toner particles.
The mixing state of the toner varies depending on the mixing conditions (feed amount, rotation speed, mixing time, etc.) in the mixing step. Therefore, the mixing conditions play an important role in the fluidity, and the evaluation of the fluidity after the mixing step is important.
[0059]
In a printer or a copying machine, in order to realize high image quality, it is necessary to enhance the reproducibility of very minute dots.
To achieve this, toner development that is faithful to very small latent images is required.
In order to enable this faithful development, it is necessary to transport and supply a uniform toner brush to the development area. For this purpose, it is necessary that the toner charge amount is in an appropriate condition, but the ease of movement of the toner and the ease of transport so that a stable and uniform toner brush can be supplied to the development area are extremely high. It becomes important.
That is, in order to increase the reproducibility of minute dots, it is necessary to increase the fluidity of the toner. In particular, in the case of a toner containing a release agent, it is necessary to increase the fluidity in a compacted state.
Therefore, the fluidity of the toner in the compacted state was evaluated by this method using a conical rotor, and the relationship with the dot reproducibility was examined. Sex has improved.
[0060]
From the results, it was found that the toner having good dot reproducibility exhibited the following torque and load characteristics.
{Circle around (1)} The value of the torque when the conical rotor enters (at the time of entry of 20 mm) is 0.1 to 4.4 mNm.
{Circle around (2)} The value of the load when the conical rotor enters (at the time of entry of 20 mm) is 0.01 to 1N.
[0061]
Note that other methods can be used for the evaluation mode without any problem.
The evaluation item may be an intrusion distance to a certain load, an intrusion distance to a certain torque, or the like other than the torque and the load, or an integrated value of the torque and the load. Further, other evaluation items may be used.
After the mixing step, the mixture is passed through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles, thereby obtaining the toner of the present invention.
[0062]
A method for producing the toner of the present invention by a polymerization method will be described.
As an example of the polymerization method, there is a method of obtaining toner particles by suspending and polymerizing a monomer composition obtained by adding a colorant, a charge control agent, and the like to a monomer in an aqueous medium. The granulation method is not particularly limited.
For example, the toner of the present invention is obtained by dissolving at least an isocyanate group-containing polyester prepolymer in an organic solvent, dispersing a pigment colorant, and dissolving or dispersing a release agent in an aqueous medium. Urea-modified polyester resin having a urea group by dispersing in the presence of inorganic fine particles and / or polymer fine particles therein, and reacting the prepolymer with a polyamine and / or a monoamine having an active hydrogen-containing group in the dispersion. Is formed, and the liquid medium contained therein is removed from the dispersion containing the urea-modified polyester resin.
[0063]
The urea-modified polyester resin has a Tg of 40 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. Its number average molecular weight Mn is 2,500 to 50,000, preferably 2,500 to 30,000. Its weight average molecular weight Mw is 10,000 to 500,000, preferably 30,000 to 100,000.
This toner contains, as a binder resin, a urea-modified polyester-based resin having a urea bond and having a high molecular weight by a reaction between the prepolymer and the amine. The coloring agent is highly dispersed in the binder resin.
[0064]
The obtained dried toner powder is subjected to air classification, and an additive composed of inorganic fine particles or the like is attached or fixed to the particle surface by a mixer under the above-described optimum mixing conditions. Alternatively, the charge control agent may be injected into the dried toner powder surface and fixedly injected.
After that, an additive such as inorganic fine particles may be attached or fixed to the particle surface. When the charge control agent is applied to the surface, the charge amount of the toner can be easily controlled.
Specific means for mixing and sticking injection include applying a shock to the powder mixture with high-speed rotating blades, throwing the powder mixture into a high-speed air stream, accelerating it, and forming particles or composite particles. There is a method of causing the crushed particles to collide with an appropriate collision plate.
As the equipment, Angmill (manufactured by Hosokawa Micron), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic) was modified to reduce the pulverizing air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), Kryptron system (Made by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) and an automatic mortar.
In the case of these methods also, inspection after granulation, inspection after treatment of charge control agent, inspection after mixing process of additives, inspection after air sieving process after mixing process, inspection before filling etc. Applicable.
Although the fluidity is affected by the shape of the toner, a very spherical toner having an average circularity of 0.9 to 0.99 has excellent fluidity and high dot reproducibility. Image quality can be improved.
[0065]
Further, when used as a two-component developer, a two-component developer is obtained by mixing with a magnetic carrier described later at a predetermined mixing ratio.
The toner of the present invention is used as a one-component developer used in a contact or non-contact developing system.
Various known contact or non-contact developing systems are used. For example, there are a contact developing method using an aluminum sleeve, a contact developing method using a conductive rubber belt, and a non-contact developing method using a developing sleeve in which a conductive resin layer containing carbon black or the like is formed on the surface of an aluminum tube. .
When an AC bias voltage component is applied during development using the toner of the present invention, development efficiency is improved, and image characteristics are improved.
In the one-component developing method, the toner of the present invention is used in a developing method in which a roller-shaped blade for uniforming a toner layer is provided at an outlet of a toner supply unit.
In such a system, not only filming on the photosensitive member but also filming on the doctor roller occurs. For this reason, not only can the toner layer not be formed uniformly, but also the toner charging becomes non-uniform, and the toner charge becomes small. For this reason, defective development occurs.
However, when the toner of the present invention is used, filming to the doctor roller does not occur, stable development is performed, and a system having excellent durability characteristics is obtained. FIG. 7 is a schematic view of such an apparatus using the developing method.
[0066]
Since the toner of the present invention has excellent fluidity, it can be sufficiently stored in a cartridge container, and is also suitable for an apparatus configured to transport toner from the cartridge container to the developing unit.
Examples of the cartridge container include a toner cartridge filled with toner, and a process cartridge provided with at least an electrophotographic photosensitive member and a developing unit, and filled with toner in a toner container of the developing unit. Alternatively, an image is formed by mounting a process cartridge in an electrophotographic image forming apparatus.
[0067]
When a magnetic toner is used, fine particles of a magnetic substance may be internally added to the toner particles. As the magnetic material, a ferromagnetic material such as ferrite, magnetite, iron, nickel, cobalt, or an alloy thereof can be considered. The average particle size of the magnetic material is preferably 0.1 to 1 μm. The content of the magnetic substance is preferably 10 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the toner.
[0068]
As the carrier used in the two-component developer, known carriers can be used. For example, magnetic particles such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, and magnetite powder, or the surface of these magnetic particles is coated with a fluororesin or vinyl resin Examples thereof include those treated with a resin, a silicone resin, and the like, and magnetic particle-dispersed resin particles in which magnetic particles are dispersed in a resin.
The average particle size of these magnetic carriers is preferably 20 to 100 μm. Preferably, it is 20 to 70 μm.
[0069]
Further, as described above, the toner of the present invention adheres or fixes an inorganic fine powder on the toner surface as a fluidity improver.
The average particle size of the inorganic fine powder is suitably from 20 to 200 nm. If the particle size is less than 20 nm, it is difficult to create an uneven surface that is effective for fluidity. If the particle size is more than 200 nm, the powder shape becomes rough, causing a problem of toner shape.
The inorganic fine powder used for the toner of the present invention includes Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, Oxides such as V and Zr and composite oxides are exemplified.
Among them, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used.
Further, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. The following are typical examples of the hydrophobizing agent.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane and the like.
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor. If it exceeds 2% by weight, problems such as scattering of toner between fine lines, contamination inside the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
[0070]
Further, a charge control agent may be attached or fixed to the surface of a powder composed of at least a resin and a pigment so that the powder surface has a small cycle and a large cycle. The average particle size is optimally as small as 20 to 200 nm. If the particle size is less than 20 nm, it is difficult to create an uneven surface that is effective for fluidity. If the particle size is more than 200 nm, the powder shape becomes rough, causing a problem of toner shape.
Examples of charge control agents include nigrosine and quaternary ammonium salts, triphenylmethane dyes, imidazole metal complexes and salts, salicylic acid metal complexes and salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like. Is also good.
[0071]
The developer of the present invention may further contain other additives within a range that does not substantially adversely affect the lubricant, for example, a lubricant powder such as a polytetrafluoroethylene-based fluororesin powder, a zinc stearate powder, and a polyvinylidene fluoride powder; Alternatively, an abrasive such as cerium oxide powder, silicon carbide powder, or strontium titanate powder; or a small amount of a conductivity-imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder, or tin oxide powder may be used as a developing property improver.
[0072]
In addition, this evaluation method can be used for toners and capsule toners produced by a polymerization method or a spray drying method produced without using a kneading step or a pulverizing step.
[0073]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
All parts in the following formulations are parts by weight.
The order of description of the examples will be described. First, a toner in which the toner composition, the toner preparation method and the mixing conditions are changed is prepared, and the fluidity of the prepared toner is evaluated using the evaluation method of the present invention. With respect to the image obtained using the method, the dot reproducibility was evaluated as a rough feeling of the image on a five-point scale (rank 1: bad → rank 5: good). In addition, a running durability test was performed on 20,000 sheets, and defects in toner transportability such as blocking in the developing section were evaluated.
The case where there was no defect was evaluated as ○, and the case where there was a defect was evaluated as x.
The fluidity of the toner was measured by measuring the torque and load values when the toner powder was placed in a container having a diameter of 60 mm and a height of 50 mm, and the conical rotor penetrated 20 mm from the surface of the toner powder layer at the time of penetration. The toner was brought into a compacted state in advance, the porosity was measured, and the torque and load were evaluated. The evaluation conditions for the conical rotor were as follows.
・ Vertical angle of conical rotor: 50 °
・ Number of revolutions of conical rotor: 2 rpm
-Penetration speed of conical rotor: 10 mm / min
[0074]
Example 1
Resin: polyester resin 80 parts
20 parts of crystalline polyester resin (Tg = 110 ° C)
Pigment: carbon black 10 parts
Charge control agent: zinc salicylate 5 parts
Release agent: 5 parts of low molecular weight polyethylene
After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded by a twin-screw extruder at a barrel temperature of 100 ° C. and a kneader rotation speed of 120 rpm. The kneaded material was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.8 μm by using a swirling type air classifier.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 800 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention in this way, the fluidity of the toner was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0075]
Example 2
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 900 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0076]
Example 3
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1000 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0077]
Example 4
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1100 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0078]
Example 5
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1200 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0079]
Example 6
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 1, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.9 part
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1000 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0080]
Example 7
<Synthesis of toner binder>
724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 276 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were put into a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introducing pipe, and reacted at 230 ° C. and normal pressure for 8 hours. After further reacting at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, the mixture was cooled to 160 ° C., and 32 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Then, the mixture was cooled to 80 ° C. and reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours to obtain an isocyanate-containing prepolymer I.
Next, 267 parts of Prepolymer I and 14 parts of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain a urea-modified polyester I having a weight average molecular weight of 64,000. In the same manner as above, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct and 276 parts of terephthalic acid are polycondensed at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and then reacted under reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours to modify the peak molecular weight to 5,000. Untreated polyester A was obtained.
200 parts of urea-modified polyester I and 800 parts of unmodified polyester A were dissolved and mixed in 2000 parts of a mixed solvent of ethyl acetate / MEK (1/1) to obtain a solution of toner binder I in ethyl acetate / MEK. A part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder I. As a result of analysis, Tg was 62 ° C.
[0081]
<Preparation of toner>
240 parts of an ethyl acetate / MEK solution of toner binder I
Pentaerythritol tetrabehenate
(Melt viscosity 25cps) 20 parts
Copper phthalocyanine blue pigment
(CI Pigment Blue 15: 3) 4 parts
Carnauba wax 40 parts
The above raw materials were stirred in a beaker at 60 ° C. with a TK homomixer at 12,000 rpm, and were uniformly dissolved and dispersed to prepare a toner material solution.
[0082]
706 parts of ion exchange water
Hydroxyapatite 10% suspension
(Superite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) 294 parts
Sodium dodecylbenzenesulfonate 0.2 parts
The above raw materials were put into a beaker and uniformly dissolved.
Thereafter, the temperature was raised to 60 ° C., and the above-mentioned toner material solution was charged and stirred for 10 minutes while stirring at 12,000 rpm with a TK homomixer. Then, the mixed solution was transferred to a flask equipped with a stir bar and a thermometer, heated to 30 ° C. to remove the solvent under reduced pressure, separated by filtration, washed and dried, and then subjected to air classification to obtain toner particles. . The volume average particle size was 6.8 μm. An additive was mixed with 100 parts of the toner particles under the following mixing conditions to obtain a toner.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1200 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
[0083]
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0084]
Example 8
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.9 part
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1200 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0085]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0086]
Example 9
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: zinc salicylate 1 part
Mixing speed: 1200 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixer: Q mixer
[0087]
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0088]
Comparative Example 1
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 7, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.3 part
Mixing speed: 700 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: Super mixer
[0089]
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
Further, the dot reproducibility of the image was ranked 1 on a five-point scale.
[0090]
Comparative Example 2
Resin: polyester resin 80 parts
20 parts of crystalline polyester resin (Tg = 105 ° C)
Pigment: carbon black 10 parts
Charge control agent: 2 parts of zinc salicylate
Release agent: Rice wax 5 parts
Additive: Styrene acrylic resin 3 parts
After sufficiently mixing the above raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded by a twin-screw extruder at a barrel temperature of 100 ° C. and a rotation speed of 120 rpm.
The kneaded product was roll-cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6 μm by using a revolving air classifier.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.5 part
Mixing speed: 700 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: Super mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0091]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 2 on a five-point scale.
[0092]
Comparative Example 3
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Comparative Example 2, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
Mixing speed: 700 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: Super mixer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0093]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 3 on a five-point scale.
[0094]
Example 10
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Comparative Example 2, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1200 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: θ composer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0095]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0096]
Example 11
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Comparative Example 2, and the particles were classified into a particle size distribution with an average particle size of 6.8 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1300 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: θ composer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0097]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 4 on a 5-point scale.
[0098]
Example 12
Kneading, pulverization, and classification were performed using the same raw materials and production method as in Example 10, and the particles were classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.7 μm.
Further, an additive was mixed with 100 parts of the base colored particles under the following mixing conditions to prepare a toner.
Additive: silica fine powder 0.7 parts
0.3 parts of titanium oxide fine powder
Mixing speed: 1400 rpm
Mixing time: 120 sec
Mixing machine: θ composer
After preparing the toner of the present invention, the fluidity was measured by the evaluation method of the present invention, and the results are as shown in Table 1.
[0099]
The obtained toner was set in a copying machine in which the latent image carrier was an OPC drum photosensitive member and the cleaning method was blade cleaning, and an image evaluation experiment and a running experiment were performed.
As a result, the dot reproducibility of the image was ranked 5 on a five-point scale.
[0100]
Table 1 shows the measurement results of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 described above.
[0101]
[Table 1]

[0102]
As can be seen from the above results, there is a strong correlation between the fluidity evaluation value of the toner powder layer according to the evaluation method of the present invention and the dot reproducibility, and the dot reproducibility was evaluated by the evaluation method of the present invention. You can see what you can do.
FIG. 4 shows the relationship between the torque and the dot reproducibility when the conical rotor enters, and FIG. 5 shows the relationship between the load and the dot reproducibility when the conical rotor enters, for Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3. .
From these results, it is clear that the following conditions must be satisfied in order to obtain a toner having good fluidity, which is necessary for obtaining high image quality with good dot reproducibility.
{Circle around (1)} The value of the torque when entering the conical rotor is 0.1 to 4.4 mNm.
{Circle around (2)} The value of the load when the conical rotor enters is 0.01 to 1N.
That is, if the torque value at the time of penetration of the conical rotor is less than 0.1 mNm, the charging characteristics other than the fluidity of the toner are deteriorated, and the image quality is deteriorated. Become.
On the other hand, if the load value at the time of entering the conical rotor is less than 0.01 N, the charging characteristics of the toner deteriorate and the image quality deteriorates. If the load value exceeds 1 N, the fluidity of the toner decreases and the dot reproducibility deteriorates.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, as is clear from the detailed and specific description, according to the present invention, it is possible to provide a toner having a high fluidity capable of forming high quality images with good dot reproducibility without any problem in transportability. It is also possible to provide a highly accurate method for evaluating the fluidity of toner without individual differences.
[0104]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a toner fluidity evaluation device of the present invention.
FIG. 2 is a side view and a sectional view of a conical rotor provided in the fluidity evaluation device of the present invention.
FIG. 3 is a side view and a sectional view of another conical rotor provided in the fluidity evaluation device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between torque and dot reproducibility when a conical rotor enters in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a load at the time of entering a conical rotor and dot reproducibility in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3.
FIG. 6 is a schematic diagram of a toner manufacturing apparatus combined with the fluidity evaluation apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of a developing device using a toner evaluated by the fluidity evaluation method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Conical rotor
2 Torque meter
3 Elevator
4 containers
5 Sample table
6 load cell
7 Position detector

Claims

An electrostatic image developing toner comprising at least a resin, a pigment, and a release agent and having an additive adhered or fixed to the surface thereof, wherein the toner is preliminarily compacted to form a layer, and the conical rotor is rotated. The value of the torque generated when penetrating the toner layer with a thickness of 20 mm is 0.1 to 4.4 mNm, or the value of the load generated when penetrating the toner layer with a thickness of 20 mm is 0.01 to 1 N. A toner for developing an electrostatic charge image, characterized in that:

The toner for developing an electrostatic image according to claim 1, wherein at least a crystalline polyester represented by the following general formula (1) is used as the resin.

(N and m represent the number of repeating units, and R ₁ and R ₂ represent a hydrocarbon group.)

The electrostatic image developing toner according to claim 1, further comprising a charge controlling agent.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 3, wherein the average circularity of the powder is 0.9 to 0.99.

The toner according to any one of claims 1 to 4, wherein the powder is produced by a polymerization method.

6. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the additive attached or fixed to the surface of the powder is an inorganic fine powder having an average particle diameter of 20 to 200 nm.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 5, wherein the additive adhered or fixed to the surface of the powder comprises a charge control agent having an average particle diameter of 20 to 200 nm.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 7, wherein a dispersant of a release agent is contained in the powder.

9. The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the powder contains a grinding aid.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 9, wherein the toner is prepared using a composition in which a resin and a pigment are kneaded in advance.

The electrostatic image developing toner according to any one of claims 1 to 10, wherein the volume average particle diameter is 4 to 10 m.

The torque is applied to the conical rotor and the load applied to the container by measuring the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container by rotating the conical rotor into the toner layer in the container where the compacted toner layer is formed. A method for evaluating the property, wherein the toner comprises at least a resin, a pigment, and a release agent, and an additive is adhered or fixed on a surface of the toner.

13. The evaluation method according to claim 12, wherein the toner layer is in a compacted state in which the porosity is 0.5 to 0.65.

14. The evaluation method according to claim 12, wherein the rotation speed of the conical rotor is 0.1 to 100 rpm.

The evaluation method according to any one of claims 12 to 14, wherein an intruding speed of the conical rotor is 0.5 to 150 mm / min.

A method for producing a toner for developing an electrostatic charge image, comprising: producing a toner by using the evaluation method according to claim 12.

To evaluate the fluidity of the toner by measuring the torque applied to the conical rotor and the load applied to the container by rotating the conical rotor into the toner layer in the container with the compacted toner layer formed, while rotating the conical rotor. An apparatus to be used, wherein a conical rotor that enters while rotating into a toner layer, a torque meter that detects a torque applied to the rotating conical rotor, a load cell that detects a load applied to a container by rotation of the conical rotor, and a conical rotor that moves up and down. An evaluation device comprising at least an elevator for causing the toner to flow.

The evaluation device according to claim 17, wherein the apex angle of the conical rotor is 20 to 150 °.

19. The evaluation device according to claim 17, wherein a groove is formed in a surface of the conical rotor.

20. A toner manufacturing apparatus, wherein the evaluation apparatus according to claim 17 is incorporated.

A one-component developing method comprising performing contact or non-contact development using the toner for developing an electrostatic image according to claim 1.

The one-component developing method according to claim 21, wherein a doctor roller is used.

A two-component developing method, comprising developing using the toner for developing an electrostatic image according to any one of claims 1 to 11 and a carrier having a particle diameter of 20 to 100 µm.

24. The developing method according to claim 21, wherein the developing is performed by applying an AC bias voltage component.

A toner cartridge filled with the toner for developing an electrostatic image according to claim 1.

A process cartridge comprising at least an electrophotographic photosensitive member and a developing unit, wherein the toner container of the developing unit is filled with the toner for developing an electrostatic image according to any one of claims 1 to 11.

An electrophotographic image forming apparatus comprising the toner cartridge or the process cartridge according to claim 25.