JP4343807B2 - Toner for developing electrostatic image and developer for electrostatic image - Google Patents
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Description
本発明は、静電荷像現像用トナーおよび静電荷像現像剤に関する。 The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner and an electrostatic charge image developer.
現像剤を用いる画像形成方法には、カールソンプロセスの応用による電子写真方式が広く用いられている。カールソンプロセスを採用した画像形成は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程、クリーニング工程および除電工程などによってなされる。帯電工程では、感光体の表面を均一に帯電する。露光工程では、帯電した感光体を露光して感光体の表面に静電荷像を形成する。現像工程では、感光体表面に形成された静電荷像に対してトナーなどの現像剤を付着させることによりトナー像を形成する。転写工程では、トナーと逆極性の電荷を記録材に与えることによりトナー像を転写させる。定着工程では、加熱および加圧などの手段により記録材に転写されたトナー像を定着する。クリーニング工程では、記録材に転写されずに感光体の表面に残ったトナーをクリーニングブレードなどによって掻き取り回収する。除電工程では、感光体を除電する。以上の工程を含む電子写真方式によって、記録材上に所望の画像が形成される。電子写真方式における現像方式は、一成分現像方式と二成分現像方式とに大きく分類される。 As an image forming method using a developer, an electrophotographic method based on application of the Carlson process is widely used. Image formation employing the Carlson process is performed by a charging process, an exposure process, a development process, a transfer process, a fixing process, a cleaning process, a charge eliminating process, and the like. In the charging step, the surface of the photoreceptor is uniformly charged. In the exposure step, the charged photoconductor is exposed to form an electrostatic image on the surface of the photoconductor. In the development step, a toner image is formed by attaching a developer such as toner to the electrostatic charge image formed on the surface of the photoreceptor. In the transfer step, the toner image is transferred by applying a charge having a polarity opposite to that of the toner to the recording material. In the fixing step, the toner image transferred to the recording material is fixed by means such as heating and pressing. In the cleaning process, the toner remaining on the surface of the photoreceptor without being transferred to the recording material is scraped and collected by a cleaning blade or the like. In the charge removal process, the photosensitive member is discharged. A desired image is formed on the recording material by the electrophotographic method including the above steps. The development method in the electrophotographic method is roughly classified into a one-component development method and a two-component development method.
一成分現像方式は、トナーのみからなる層を現像ローラ表面に形成し、これを感光体表面に近接させて現像する方式である。 The one-component development method is a method in which a layer composed only of toner is formed on the surface of the developing roller, and this is developed close to the surface of the photoreceptor.
二成分現像方式は、磁石を内包した現像ローラ表面に、キャリアとよばれる磁性を有する粒子とトナーとを攪拌・混合して互いに摩擦帯電させたものを磁気ブラシとよばれる現像剤層として形成し、トナーを感光体に静電的に付着させて現像する方式である(たとえば、特許文献1参照)。二成分現像方式は、装置が一成分現像方式に比べて若干複雑となるが、トナーの電位の設定が容易であり高速対応性、安定性に優れるので、主に中高速プリンターに用いられる。二成分現像方式には、トナーとキャリアとから構成される二成分現像剤が用いられる。 In the two-component development method, a developer layer called a magnetic brush is formed on the surface of a developing roller containing a magnet by stirring and mixing magnetic particles called a carrier and toner and frictionally charging each other. In this method, toner is electrostatically attached to the photosensitive member for development (see, for example, Patent Document 1). The two-component development method is slightly more complicated than the one-component development method, but is easy to set the toner potential and excellent in high-speed compatibility and stability. In the two-component development method, a two-component developer composed of a toner and a carrier is used.
二成分現像剤に用いるキャリアは、現像工程において現像装置内の攪拌部材によってトナーとともに攪拌され、攪拌・混合により生じる摩擦でトナーを安定に帯電させ、トナーを現像領域に搬送させる機能を担う。 The carrier used for the two-component developer is agitated together with the toner by the agitating member in the developing device in the developing process, and has a function of stably charging the toner by friction generated by the agitation and mixing, and transporting the toner to the developing area.
トナーは、たとえば、結着樹脂と、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤としてのワックスなどとを溶融混練した後、冷却により固化させて粉砕分級する粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法などの重合法によって得られる。得られるトナーは、キャリアと混合されて二成分現像剤となる。 For example, the toner is a pulverization method, suspension polymerization method, emulsion polymerization method in which a binder resin, a colorant, a charge control agent, a wax as an offset preventive agent, and the like are melt-kneaded and then solidified by cooling and pulverized and classified. It can be obtained by a polymerization method such as The obtained toner is mixed with a carrier to become a two-component developer.
電子写真方式によって画像形成を行う場合、トナーは、長期使用しても初期使用段階と変わらない安定な帯電量を得られることが画像の安定性および信頼性の面から望ましい。トナーの帯電量は、現像工程におけるトナー同士の摩擦、トナーと攪拌部材との摩擦、トナーとキャリアとの摩擦によって決定される。現像剤は、長期使用によって、トナーの粒径分布に変化が生じることがあり、また粒径分布に変化が生じると、トナーの流動性および摩擦状態も変化する。その結果、トナーの帯電量が初期使用段階と長期使用後とで大きく変化するので、長期に渡って安定した画像を得ることが困難となる。 When image formation is performed by electrophotography, it is desirable from the viewpoint of image stability and reliability that the toner can obtain a stable charge amount that is the same as the initial use stage even when used for a long time. The charge amount of the toner is determined by the friction between the toners in the developing process, the friction between the toner and the stirring member, and the friction between the toner and the carrier. When the developer is used for a long time, the particle size distribution of the toner may change, and when the particle size distribution changes, the fluidity and friction state of the toner also change. As a result, since the charge amount of the toner changes greatly between the initial use stage and after the long-term use, it becomes difficult to obtain a stable image for a long time.
そこでトナーには、従来、流動性および帯電安定性を向上させる目的で、たとえば、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化スズなどの無機粒子が外添される。このような粒子を外添させることによって、粒径分布が変化してもトナーの流動性が変化せず、長期使用後も安定してトナーを帯電させることができる。 Therefore, for the purpose of improving the fluidity and charging stability, the toner has conventionally been made of inorganic materials such as titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, cerium oxide, iron oxide, copper oxide, and tin oxide. Particles are externally added. By externally adding such particles, the fluidity of the toner does not change even if the particle size distribution changes, and the toner can be stably charged even after long-term use.
一方、記録材に転写されずに感光体表面に残ったトナーをクリーニングブレードによって掻き取るクリーニング工程を行った後において、掻き取りきれないトナーが感光体表面に残留して次の形成画像に画像かぶりを発生させたり、感光体とクリーニングブレードとの摩擦によって残留トナーが溶融し、感光体表面にトナーの薄い膜を形成するフィルミングが発生したりするという問題がある。 On the other hand, after performing a cleaning process in which the toner remaining on the surface of the photoconductor without being transferred to the recording material is scraped off by the cleaning blade, the toner that cannot be scraped off remains on the surface of the photoconductor and the image is cast on the next formed image. Or residual film is melted by friction between the photosensitive member and the cleaning blade, and filming that forms a thin film of toner on the surface of the photosensitive member occurs.
このような問題を解決する方法として、前記無機粒子をトナーに内添するという方法が用いられる。無機粒子がトナーに内添されると、クリーニングブレードによって残留トナーを掻き取る際、無機粒子によって感光体表面を研磨することができ、残留トナーの量を低減することができるので、トナーの残留によって生じる画像かぶりおよびフィルミングを防止することができる。 As a method for solving such a problem, a method of internally adding the inorganic particles to the toner is used. When inorganic particles are internally added to the toner, when the residual toner is scraped off by the cleaning blade, the surface of the photoreceptor can be polished by the inorganic particles, and the amount of residual toner can be reduced. The resulting image fogging and filming can be prevented.
したがって最近では、無機粒子を外添および内添させて、安定した画像を形成できるトナーが提案されている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2に開示されるトナーは、平均一次粒径が0.03〜3μmの無機粒子を内添させ、平均一次粒径が0.005〜0.02μmの無機粒子を外添させることによって、スミア性向上の改善のためのポリエチレンワックスと、オフセット防止のためのポリプロピレンワックスとを併用するときに生じるフィルミングを解決できるとされている。
Therefore, recently, a toner capable of forming a stable image by externally and internally adding inorganic particles has been proposed (for example, see Patent Document 2). In the toner disclosed in
しかしながらこのようなトナーを画像形成に用いると、結着樹脂の軟化温度とトナーに内添される無機粒子の融点とが著しく異なり、加熱によりトナー像を記録材に定着させる定着工程において、無機粒子は溶融せず結着樹脂のみが溶融するという状態となる。その結果、結着樹脂が固化し定着した後の画像を形成するトナーにおいて、定着後の紙などの記録材に対して折り曲げるなどの負荷がかかると、結着樹脂と無機粒子との界面に応力が集中し、結着樹脂と無機粒子との界面剥離に起因する脆性破壊が起こり、トナーが脱落して画像欠損が生じるという問題がある。 However, when such a toner is used for image formation, the softening temperature of the binder resin and the melting point of the inorganic particles internally added to the toner are remarkably different from each other. Does not melt, and only the binder resin is melted. As a result, in the toner that forms an image after the binder resin is solidified and fixed, stress is applied to the interface between the binder resin and the inorganic particles when a load such as bending on the recording material such as paper after fixing is applied. This causes a problem that brittle fracture occurs due to interfacial peeling between the binder resin and the inorganic particles, causing toner to fall off and causing image defects.
また、現像工程において、トナーは攪拌部材、キャリアおよびトナーとの摩擦によって発熱して結着樹脂がわずかに軟化し、外添される無機粒子が軟化した結着樹脂内部に埋め込まれてしまうという問題が生じる。結着樹脂に外添される無機粒子が埋め込まれてしまうと、外添される無機粒子の性質が発揮されなくなり、帯電安定性および流動性の向上を図ることができない。 Further, in the developing process, the toner generates heat due to friction with the stirring member, the carrier, and the toner, and the binder resin is slightly softened, and the externally added inorganic particles are embedded in the softened binder resin. Occurs. If the inorganic particles to be externally added are embedded in the binder resin, the properties of the externally added inorganic particles are not exhibited, and the charging stability and fluidity cannot be improved.
本発明の目的は、画像かぶりおよびフィルミングを防止し、長時間使用しても帯電安定性および流動性が低下せず、かつ記録材に対するトナーの定着性を向上させる静電荷像現像用トナーおよび静電荷像現像剤を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electrostatic charge image developing toner which prevents image fogging and filming, does not deteriorate charging stability and fluidity even after long-term use, and improves toner fixability to a recording material. An electrostatic charge image developer is provided.
本発明は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含む静電荷像現像用トナーにおいて、
有機物素材からなる有機粒子が内添され、無機または有機の素材からなる粒子が外添され、
有機粒子は、
有機粒子芯材と、有機粒子芯材を被覆する樹脂からなる樹脂被覆材とを含み、
結着樹脂の軟化温度をT、有機粒子芯材の軟化温度をTaとするとき、下記式が満足されることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
Ta>T
The present invention relates to an electrostatic image developing toner comprising at least a binder resin and a colorant.
Organic particles made of organic materials are added internally, and particles made of inorganic or organic materials are added externally.
Organic particles
And organic particles core material and a resin coating material comprising a resin for coating the organic particles core seen including,
An electrostatic charge image developing toner characterized in that the following equation is satisfied, where T is the softening temperature of the binder resin and Ta is the softening temperature of the organic particle core .
Ta> T
また本発明は、結着樹脂の軟化温度をT、有機粒子芯材の軟化温度をTa、被覆材の軟化温度をTbとするとき、下記式が満足されることを特徴とする。
Ta>Tb>T
The present invention is characterized in that the following equation is satisfied, where T is the softening temperature of the binder resin, Ta is the softening temperature of the organic particle core material, and Tb is the softening temperature of the coating material.
Ta>Tb> T
また本発明は、有機粒子芯材は、アクリル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂であることを特徴とする。 In the present invention, the organic particle core material is an acrylic resin or a styrene-acrylic resin.
また本発明は、内添される有機粒子は、
一次粒子の個数平均粒径が50〜200nmであって、
外添される粒子は、
一次粒子の個数平均粒径が10〜500nmであることを特徴とする。
In the present invention, the internally added organic particles are
The number average particle size of the primary particles is 50 to 200 nm,
Externally added particles
The number average particle size of the primary particles is 10 to 500 nm.
また本発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤である静電荷像現像剤において、
トナーは、
前記のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする静電荷像現像剤である。
The present invention also relates to an electrostatic charge image developer which is a two-component developer containing a toner and a carrier.
Toner
An electrostatic image developer, which is the electrostatic image developing toner according to any one of the above.
本発明によれば、有機物素材からなる有機粒子が内添され、無機または有機の素材からなる粒子(以下、外添粒子と呼ぶ)が外添され、有機粒子は、有機粒子芯材と有機粒子芯材を被覆する樹脂被覆材とを含む。したがって定着工程における加熱によって、結着樹脂と同様に有機粒子が軟化もしくは溶融するので、結着樹脂と若干融和し、有機粒子と結着樹脂との界面に界面自由エネルギーよりも強い力である分子間結合エネルギーが生じる。その結果、定着トナーに応力が加えられた場合でも、有機粒子と結着樹脂との界面に対する応力集中を緩和し、界面剥離に起因する脆性破壊を防止することができ、トナーの定着性をより高くすることができる。また好ましい素材の有機粒子を内添することによって、無機粒子の研磨力に劣らない研磨を感光体に対して行うことができ、画像かぶりおよびフィルミングを防止することができる。さらに、有機粒子を内添させてトナー中に均一に分散させることで外添粒子のトナー内部への埋没を防止できる。また、現像工程の攪拌時において、固体状態の有機粒子が、わずかに軟化または溶融する結着樹脂中に分散することで、外添粒子が結着樹脂に埋没するのを抑制することができる。したがって、外添粒子の特性が発揮され、長時間使用しても帯電安定性および流動性に優れるトナーとすることができる。
According to the present invention, organic particles made of an organic material are internally added, particles made of an inorganic or organic material (hereinafter referred to as externally added particles) are externally added, and the organic particles are made up of an organic particle core material and organic particles. And a resin coating material for coating the core material. Therefore, heating in the fixing process softens or melts the organic particles in the same manner as the binder resin, so the molecules are slightly more compatible with the binder resin and stronger than the interface free energy at the interface between the organic particles and the binder resin. Bond energy is generated. As a result, even when stress is applied to the fixing toner, stress concentration on the interface between the organic particles and the binder resin can be alleviated, and brittle fracture caused by interface peeling can be prevented. Can be high. Further, by adding organic particles as a preferable material, polishing that is not inferior to the polishing power of inorganic particles can be performed on the photoreceptor, and image fogging and filming can be prevented. Furthermore, it is possible to prevent the embedded into the toner inside the external particles by uniformly dispersing in a toner by internal addition of organic particles. Further, when the developing step is stirred, the organic particles in the solid state are dispersed in the binder resin that is slightly softened or melted, so that the external additive particles can be prevented from being buried in the binder resin. Therefore , the characteristics of the externally added particles are exhibited, and the toner can be excellent in charging stability and fluidity even when used for a long time.
また本発明によれば、結着樹脂の軟化温度と有機粒子芯材の軟化温度との中間の温度で軟化する樹脂被覆材によって有機粒子芯材が被覆されるので、結着樹脂の軟化温度と有機粒子芯材の軟化温度とに差があっても、樹脂被覆材によってその差を和らげることができる。したがって、定着工程において結着樹脂が溶融し、有機粒子芯材が溶融しない場合であっても、樹脂被覆材が軟化もしくは溶融することによって結着樹脂と有機粒子との界面にはたらく分子間結合エネルギーを大きくすることができ、界面剥離による脆性破壊を防止することができるので、定着安定性をさらに向上させることができる。 According to the present invention, since the organic particle core material is coated with the resin coating material that softens at a temperature intermediate between the softening temperature of the binder resin and the softening temperature of the organic particle core material, the softening temperature of the binder resin Even if there is a difference in the softening temperature of the organic particle core material, the difference can be reduced by the resin coating material. Therefore, even when the binder resin melts in the fixing process and the organic particle core does not melt, the intermolecular bond energy that acts on the interface between the binder resin and the organic particles by softening or melting the resin coating material. Can be increased, and brittle fracture due to interfacial peeling can be prevented, so that fixing stability can be further improved.
また本発明によれば、有機粒子芯材としてアクリル系樹脂またはスチレン−アクリル系樹脂が用いられ、これらの樹脂は好適な硬度を有するので、トナーを残留させることもなく、感光体を傷つけることもなく、感光体を適度に研磨することができる。またこれらの樹脂は透明であるので、形成される画像に色変化を生じさせることがない。 Further, according to the present invention, an acrylic resin or a styrene-acrylic resin is used as the organic particle core material, and these resins have a suitable hardness, so that the toner may not be left and the photoreceptor may be damaged. The photoconductor can be properly polished. In addition, since these resins are transparent, there is no color change in the formed image.
また本発明によれば、有機粒子の一次粒子の個数平均粒径が好適に設定され、有機粒子のトナー中への分散性を向上させて内添粒子としての感光体研磨性能を充分に発揮することができるので、画像かぶりおよびフィルミングを防止することができる。また外添粒子の一次粒子の個数平均粒径についても好適に設定されることによって、トナー内部への埋没またはトナー粒子からの脱離を防止することができるので、帯電安定性および流動性に優れるトナーを得ることができる。 Further, according to the present invention, the number average particle diameter of the primary particles of the organic particles is suitably set, and the dispersibility of the organic particles in the toner is improved to sufficiently exhibit the photoconductor polishing performance as the internally added particles. Therefore, image fogging and filming can be prevented. Further, the number average particle diameter of primary particles of the external additive particles is also suitably set, so that embedding in the toner or detachment from the toner particles can be prevented, so that the charging stability and fluidity are excellent. Toner can be obtained.
また本発明によれば、二成分現像剤のトナーに前記のようなトナーを用いるので、画像かぶりおよびフィルミングを防止し、長時間使用しても帯電安定性および流動性が低下せず、かつトナーの記録材に対する定着性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, since the toner as described above is used as the toner of the two-component developer, image fogging and filming are prevented, charging stability and fluidity are not deteriorated even when used for a long time, and The fixing property of the toner to the recording material can be improved.
図1は、本発明の静電荷像現像用トナー1の構成を簡略化して示す概略断面図である。本発明の静電荷像現像用トナー1(以後、単にトナー1と略称することがある)は、少なくとも結着樹脂2と着色剤3とを含み、有機物素材からなる有機粒子4が内添される母体トナー粒子7に、無機または有機の素材からなる外添粒子5が外添されて構成される。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a simplified structure of a toner 1 for developing an electrostatic image according to the present invention. The electrostatic image developing toner 1 of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “toner 1”) includes at least a
なお本明細書中において、「内添」とは母体トナー粒子7中に存在させるべく添加することであり、具体的には原料中に添加させて母体トナー粒子7を製造することを意味する。「外添」とは母体トナー粒子7の表面に存在させるべく添加することであり、具体的には母体トナー粒子7を製造した後で添加することを意味する。
In the present specification, “internal addition” means to add to the
結着樹脂2としては、たとえば、スチレン系樹脂、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これらを単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。
Examples of the
スチレン系樹脂としては、たとえば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンまたはその誘導体の単独重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、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−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体などのスチレン−オレフィン系共重合体、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−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−アクリロニトリル共重合体などのスチレン−アクリル系共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのその他のスチレン系共重合体などが挙げられる。 Examples of the styrenic resin include homopolymers of styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene or derivatives thereof, styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene- Styrene-olefin copolymer such as butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene- Styrene-acrylic copolymers such as methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, Styrene-vinyl methyl keto Copolymer, styrene - and other styrene copolymers such as maleic acid ester copolymer.
ポリエステルとしては、アルコールとカルボン酸の重縮合反応によって得られるものであり、アルコールおよびカルボン酸を、それぞれ単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。 The polyester is obtained by a polycondensation reaction between an alcohol and a carboxylic acid, and the alcohol and the carboxylic acid can be used alone or in combination of two or more.
アルコールとしては、たとえば、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,4−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサンなどのアルキレンジオール類、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ビスフェノールA、ポリオキシプロピレンビスフェノールAなどのエーテル化ビスフェノールおよびそれらの飽和もしくは不飽和炭化水素(炭素数3〜22)誘導体、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトラオール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンなどの三価以上のポリオールなどが挙げられる。
Examples of the alcohol include polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane. Alkylene diols such as, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, etherified bisphenols such as polyoxyethylene bisphenol A, polyoxypropylene bisphenol A and their saturated or unsaturated hydrocarbon (
また、カルボン酸としては、たとえば、パルチミン酸、ステアリン酸、オレイン酸などのモノカルボン酸類、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、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、マロン酸などのジカルボン酸類、これらの飽和もしくは不飽和炭化水素(炭素数3〜22)誘導体、これらの酸無水物、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタンなどの3価以上のポリカルボン酸類、これらの酸無水物などが挙げられる。
Examples of the carboxylic acid include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, and sebacic acid. , Dicarboxylic acids such as malonic acid, their saturated or unsaturated hydrocarbon (C3-22) derivatives, their anhydrides, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-
本発明においては、これらの樹脂を単独で使用しても、あるいは2種以上を併用してもよい。上記の樹脂の中でも、スチレン−アクリル系共重合体およびポリエステルが好適であり、特にスチレン−メタクリル酸アルキル共重合体が好ましく用いられる。 In the present invention, these resins may be used alone or in combination of two or more. Among the above resins, styrene-acrylic copolymers and polyesters are suitable, and styrene-alkyl methacrylate copolymers are particularly preferably used.
また、結着樹脂2の軟化温度Tは、70〜120℃であることが好ましく、80〜110℃であるのが特に好ましい。
In addition, the softening temperature T of the
着色剤3としては、たとえば、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローG、ローダミン6G、レーキレッド、カルコオイルブルー、コロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系やジスアゾ系の染料および顔料が挙げられ、これらを単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。
Examples of the
着色剤3の配合量は、特に限定されないけれども、100重量部の結着樹脂2に対して通常1〜30重量部、好ましくは5〜20重量部である。
Although the compounding quantity of the
上記の結着樹脂2および着色剤3以外にも、オフセットを防止する目的で一般的な離型剤であるワックス6を用いることが好ましい。ワックス6としては、公知のものを使用でき、たとえば、汎用ワックスである低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリウレタン、カルナバワックス、マイクロクリスタリングワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックスなどが挙げられる。これらは単独で使用しても、あるいは2種以上を併用してもよい。ワックス6の配合量は特に限定されないけれども、100重量部の結着樹脂2に対して、通常1〜5重量部である。
In addition to the
また、トナー1には、結着樹脂2、着色剤3、ワックス6のほかに、好ましい特性を損なわない範囲で帯電制御剤などの添加剤を含有してもよい。帯電制御剤の添加によって、トナー1の摩擦帯電量を好適にすることができる。帯電制御剤としては、公知のものを使用でき、たとえば、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のコバルト、クロム、鉄などの金属錯体アミノ化合物、第4級アンモニウム化合物、有機染料などが挙げられ、これらを単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。帯電制御剤の配合量は特に限定されないけれども、100重量部の結着樹脂2に対して、通常0.05〜10重量部である。
In addition to the
また、本発明の静電荷像現像用トナー1は、有機物素材からなる有機粒子4が内添されることを特徴とする。図2は、有機粒子4の構成を簡略化して示す概略断面図である。有機粒子4は、有機粒子芯材4aと、有機粒子芯材4aを被覆する樹脂からなる被覆材4bとを含む。
The electrostatic image developing toner 1 of the present invention is characterized in that
このような有機粒子4をトナー1に内添させると、トナー像を紙などの記録材上に定着させるための加熱によって有機粒子4が結着樹脂2と同様に軟化もしくは溶融するので、有機粒子4は結着樹脂2と若干融和し、有機粒子4と結着樹脂2との界面に界面自由エネルギーよりも強い力である分子間結合エネルギーを生じさせることができる。その結果、定着トナーに応力が加えられた場合でも、有機粒子4と結着樹脂2との界面に対する応力集中を緩和し、界面剥離に起因する脆性破壊を防止することができ、記録材からトナーが脱落することなく、トナー1の定着安定性を向上させることができる。また有機粒子4として好ましい素材を選択することによって、無機粒子の研磨力に劣らない研磨を感光体に対して行うことができ、画像かぶりおよびフィルミングを防止することができる。
When such
有機粒子芯材4aに好ましく用いられる素材としては、たとえば、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂などが挙げられる。アクリル系樹脂としては、たとえば、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ−n−ブチルメタクリレート、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ含フッ素アクリレートなどが挙げられる。スチレン−アクリル系樹脂としては、たとえば、スチレン−アクリロニトリル共重合体などが挙げられる。
Examples of materials preferably used for the organic
有機粒子芯材4aとしてアクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂を用いると、好適な硬度を有するので、トナーを残留させることもなく、感光体を傷つけることもなく感光体を適度に研磨することができる。またこれらの樹脂は透明であるので、形成される画像に色変化を生じさせることがない。
When an acrylic resin or a styrene-acrylic resin is used as the organic
有機粒子芯材4aの軟化温度Taは、110〜180℃の範囲であることが好ましく、120〜170℃の範囲であることが特に好ましい。また、有機粒子芯材4aは、結着樹脂2よりも高い軟化温度を有することが好ましい。結着樹脂2よりも高い軟化温度を有すると、現像工程の攪拌時において、固体状態の有機粒子4が、わずかに軟化もしくは溶融する結着樹脂2中に分散するので、外添粒子5の埋没を抑制できる。
The softening temperature Ta of the organic
有機粒子芯材4aは、100重量部の結着樹脂2に対して、0.5〜10重量部、特に0.5〜5重量部使用されることが好ましい。有機粒子芯材4aが0.5重量部未満であると、トナー1中の有機粒子4の量が少なくなり過ぎて感光体を充分に研磨することができず、トナー1を感光体表面に残留させてしまうので、画像かぶりおよびフィルミングを発生させる原因となる。一方、有機粒子芯材4aが10重量部以上であると、トナーの負帯電能力が高くなりすぎて帯電安定性が低下し、転写効率の低下および画像かぶりの原因となる。また定着工程での加熱によって有機粒子4が凝集して結着樹脂2中での分散性が悪化するので、定着後の紙などの記録材に対して折り曲げるなどの負荷がかかると、結着樹脂2と凝集した有機粒子4との界面に応力が集中し、結着樹脂2と有機粒子4との界面剥離に起因する脆性破壊が起こり、記録材へのトナー1の定着性が悪化する。
The organic
有機粒子芯材4aを被覆する被覆材4bに好ましく用いられる素材としては、たとえば、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、変性アクリル共重合体などの樹脂、脂肪族ポリカルボン酸塩、脂肪酸アミドエステルなどが挙げられ、これらを単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。なお、アクリル系樹脂としては前述で例示したものを用いることができる。これらの素材の中でも、ポリエステル樹脂、変性アクリル共重合体が特に好適に用いられる。
Examples of the material preferably used for the
被覆材4bの軟化温度Tbとしては、80〜120℃が好ましく、80〜110℃であるのが特に好ましい。さらに、被覆材4bの軟化温度Tbは、結着樹脂2の軟化温度Tと有機粒子芯材4aの軟化温度Taとの間の温度であることが好ましい。このような温度をとることによって、結着樹脂2の軟化温度Tと有機粒子芯材4aの軟化温度Taとに差があっても、被覆材4bによってその差を和らげることができる。したがって、定着工程において結着樹脂2が溶融し、有機粒子芯材4aが溶融しない場合であっても、被覆材4bが軟化することによって結着樹脂2と有機粒子4との界面にはたらく分子間結合エネルギーを大きくしてトナー1の耐久性を向上させることができ、定着後のトナー1に応力が加えられた場合でも、有機粒子4と結着樹脂2との界面に対する応力集中を緩和し、界面剥離に起因する脆性破壊を防止することができるので、トナーの定着性をより高くすることができる。
The softening temperature Tb of the covering
また被覆材4bは、100重量部の有機粒子芯材4aに対して10〜80重量部、特に40〜70重量部被覆されるのが好ましい。被覆材4bの量が10重量部未満であると、結着樹脂2と有機粒子芯材4aとの軟化温度の差を和らげる効果が期待できず、定着安定性に欠ける。一方被覆材4bの量が80重量部を超えると、有機粒子4としての粒径が大きくなり、結着樹脂2中での分散性が悪化する。
The covering
このような被覆材4bを有機粒子芯材4aに被覆する方法としては、公知慣用の手段を用いることができ、たとえば、有機粒子4aおよび被覆材4bを酢酸エチル、トルエン、キシレンなどの溶剤に溶解または分散させて攪拌・混合して被覆し、加熱乾燥させた後に解砕する方法、水系中に分散させてスラリー状とした有機粒子芯材4aに被覆材4bを前記溶剤に溶解したコーティング溶液を混合して被覆し、加熱乾燥させた後に解砕する方法、有機粒子芯材4aに対してコーティング溶液を噴霧、被覆し乾燥させる方法などが挙げられる。
As a method of coating the
このようにして作製される有機粒子4は、一次粒子の個数平均粒径が50〜200nm、好ましくは60〜150nmであることが必要である。一次粒子の個数平均粒径が200nmを超えると、有機粒子芯材4aと被覆材4bとの接触面積および結着樹脂2と被覆材4bとの接触面積が減少するので、被覆材4bの弾性材としての役割が充分に発揮されず、定着安定性を向上することができない。一次粒子の個数平均粒径が50nm未満であると、結着樹脂2中に有機粒子4が安定して分散することができなくなり、有機粒子4が凝集してしまう。
The
なお、有機粒子芯材4aの一次粒子の個数平均粒径および有機粒子芯材4aに対する被覆材4bの被覆量を適宜選択することによって、有機粒子4の一次粒子の個数平均粒径を好適な範囲に設定することができる。
The number average particle diameter of the primary particles of the
以上のような結着樹脂2、着色剤3、有機粒子4、ワックス6、帯電制御剤などによって、母体トナー粒子7を製造する。母体トナー粒子7は、公知の方法によって得ることができ、たとえば、結着樹脂2、着色剤3、有機粒子4、ワックス6、帯電制御剤などの原料を混合機で混合した後、溶融混練して均一分散させ、冷却後、粉砕し分級するといった方法によって得ることができる。
混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、V型混合機、W型混合機などが挙げられる。溶融混練に使用する装置としては、密閉式のニーダまたは1軸、2軸の連続押出機を用いることができる。粉砕に使用する装置としてはジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機、機械式粉砕機などを用いることができ、風力などによる分級を施して所定粒度に調整する。なお、混合機の混合速度、混合時間、羽根形状などの混合条件は、材料の混合状態が均一になるように条件を適宜設定すればよい。溶融混練については材料の分散状態が均一となる条件を、また冷却については均一に分散された混練物がその状態を保持した状態で冷却される条件をそれぞれ適宜設定すればよい。 A well-known thing can be used as a mixer, for example, a V type mixer, a W type mixer, etc. are mentioned. As an apparatus used for melt-kneading, a closed kneader or a single-screw or twin-screw continuous extruder can be used. As an apparatus used for pulverization, a collision-type air pulverizer using a jet air current, a mechanical pulverizer, or the like can be used. In addition, what is necessary is just to set conditions suitably, such as the mixing speed of a mixer, mixing time, and blade | wing shape, so that the mixing state of material may become uniform. What is necessary is just to set suitably the conditions which the dispersion | distribution state of a material becomes uniform about melt-kneading, respectively, and the conditions which cool the kneaded material disperse | distributed uniformly in the state hold | maintained about the cooling.
このようにして製造された母体トナー粒子7としては、体積平均粒径が5〜20μmであるものが好ましい。母体トナー粒子7の体積平均粒径が5μm未満であると、粒径が小さくなり過ぎて感光体にトナー1が安定して供給されず、画像かぶりが発生するおそれがある。また、体積平均粒径が20μmを超えると粒径が大きいので、高画質な画像を得ることができない。
The
本発明の静電荷像現像用トナー1は、このようにして得られる母体トナー粒子7に、無機または有機の素材からなる外添粒子5が外添されることを特徴とする。
The toner 1 for developing an electrostatic image according to the present invention is characterized in that
外添粒子5としては、たとえば、チタン、アルミニウム、ケイ素、マグネシウム、バリウム、亜鉛などの金属酸化物が挙げられ、これらを単独で、もしくは2種以上を併用して使用することができる。これらの中でも、チタン、アルミニウム、ケイ素の酸化物が好適であり、特にケイ素の酸化物が好ましく用いられる。また、外添粒子5としては、前述の有機粒子芯材4aに使用する有機物素材を使用することもできる。このような外添粒子5を母体トナー粒子7に外添させることによって、トナー1の転写効率、流動性および帯電安定性を向上させることができる。
Examples of the externally added
外添粒子5の表面が親水性である場合、トナー1の調整時に外添粒子5が水分を吸着することによってトナー1中に水分が含有され、帯電安定性が低下してしまうことがある。このような外添粒子5に対しては、予め疎水化処理を行うことが好ましい。
When the surface of the externally added
疎水化処理に使用する疎水化処理剤としては、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネートカップリング剤などが使用でき、特にシランカップリング剤、シリコーンオイルが好適に用いられる。 As the hydrophobizing agent used for the hydrophobizing treatment, silane coupling agents, silicone oils, titanate coupling agents, and the like can be used, and silane coupling agents and silicone oils are particularly preferably used.
シランカップリング剤としては、たとえば、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、エトキシトリメチルシランなどのオルガノアルコキシシラン、トリクロルメチルシラン、ジクロルジメチルシラン、クロルトリメチルシラン、トリクロルエチルシラン、ジクロルジエチルシラン、クロルトリエチルシラン、トリクロルフェニルシランなどのオルガノクロルシラン、トリエチルシラザン、トリプロピルシラザン、トリフェニルシラザンなどのオルガノシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザンなどのオルガノジシラザンなどが挙げられ、これらを単独であるいは2種以上を併用して使用することができる。上記のシランカップリング剤の中でも、オルガノクロルシラン、オルガノシラザン、オルガノジシラザンが好適に使用される。 Examples of the silane coupling agent include organoalkoxysilanes such as methoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane, and ethoxytrimethylsilane, trichloromethylsilane, dichlorodimethylsilane, chlorotrimethylsilane, trichloroethylsilane, and dichloro. Organochlorosilanes such as diethylsilane, chlorotriethylsilane and trichlorophenylsilane, organosilazanes such as triethylsilazane, tripropylsilazane and triphenylsilazane, and organodisilazanes such as hexamethyldisilazane, hexaethyldisilazane and hexaphenyldisilazane These can be used, and these can be used alone or in combination of two or more. Among the above silane coupling agents, organochlorosilane, organosilazane, and organodisilazane are preferably used.
シリコーンオイルとしては、たとえば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられ、これらを単独であるいは2種以上を併用して使用することができる。また、必要に応じて、架橋剤や熱処理により、上記のシリコーンオイルを硬化させてもよい。上記のシリコーンオイルの中でも、ジメチルシリコーンオイルが好適に使用される。 Examples of the silicone oil include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, fluorosilicone oil, and modified silicone oil. These may be used alone or in combination of two or more. it can. Moreover, you may harden said silicone oil with a crosslinking agent or heat processing as needed. Among the above silicone oils, dimethyl silicone oil is preferably used.
チタネートカップリング剤としては、たとえば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリクルミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネートなどが挙げられ、これらを単独であるいは2種以上を併用して使用してもよい。上記のチタネートカップリング剤の中でも、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートが好適に使用される。 Examples of titanate coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl trickleylphenyl titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, and these may be used alone or in combination of two or more. Also good. Among the above titanate coupling agents, isopropyl triisostearoyl titanate is preferably used.
疎水化処理剤の使用量は、100重量部の外添粒子5に対して0.05〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部である。疎水化処理は、前述の被覆材4bを有機粒子芯材4aに被覆する方法と同様にして行うことができる。
The amount of the hydrophobizing agent used is 0.05 to 20 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the externally added
このように必要に応じて疎水化処理を行った外添粒子5は、一次粒子の個数平均粒径が10〜500nm、特に10〜300nmであることが好ましい。一次粒子の個数平均粒径が500nmを超えると、外添粒子5が母体トナー粒子7表面から脱離して感光体表面を傷つけるおそれがあり、10nm未満であると、母体トナー粒子7の内部に埋没され、外添粒子5の特性が発揮されない。
Thus, it is preferable that the externally added
外添粒子5は、100重量部の結着樹脂2に対して0.05〜10重量部、特に0.1〜5重量部であることが好ましい。外添粒子5が0.05重量部未満であると、トナー1に対して流動性を充分に付与することができない。外添粒子5が10重量部を超えると、トナーの帯電量が多くなりすぎて画像濃度が低下するおそれがある。また、外添粒子5が母体トナー粒子7から脱離して、逆帯電のトナーを生み出したり画像かぶりを発生させたりする。
The externally added
外添粒子5の母体トナー粒子7への外添は、分級後の母体トナー粒子7に外添粒子5を添加し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどの高速攪拌機などで攪拌、混合することによって行われる。攪拌の回転数、時間、羽根形状などの混合条件は、母体トナー粒子7の性能に合わせて適宜設定する。外添粒子5の解砕が必要であるときは予め行っておく。
External addition of the
以上のようにして外添粒子5を母体トナー粒子7に外添させ、本発明の静電荷像現像用トナー1を製造する。このようなトナー1は、キャリアを用いない一成分現像剤用の磁性トナーまたは非磁性トナーとして用いることができるけれども、高速対応性、安定性に優れる点からキャリアと混合し、二成分現像剤として使用されるのが好ましい。
As described above, the
二成分現像剤のキャリアとしては、公知のものを用いることができ、たとえば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、磁性樹脂キャリアなどの磁性を有する粉体、ガラスビーズなど、ならびにこれらの表面を樹脂などで被覆したものが挙げられる。キャリアの被覆に使用できる樹脂としては、たとえば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。これらの樹脂を被覆する方法としては、公知慣用の手段を用いることができ、たとえば、噴霧法、浸透法、熱処理法などの方法が挙げられる。 As the carrier of the two-component developer, known ones can be used, for example, iron powder, ferrite powder, nickel powder, magnetic powder such as magnetic resin carrier, glass beads, etc. What was covered with etc. is mentioned. Examples of the resin that can be used for coating the carrier include a silicone resin, an acrylic resin, a styrene resin, and a fluororesin. As a method for coating these resins, known and commonly used means can be used, and examples thereof include a spraying method, an infiltration method, and a heat treatment method.
このようなキャリアを、ナウタミキサ、V型混合機などの混合機によってトナー1と混合し、二成分現像剤とする。 Such a carrier is mixed with the toner 1 by a mixer such as a Nauta mixer or a V-type mixer to obtain a two-component developer.
以下本発明の実施例について説明する。実施例および比較例のトナーは、以下のようにして作製した。 Examples of the present invention will be described below. The toners of Examples and Comparative Examples were prepared as follows.
(実施例1)
有機粒子芯材4aとしてアクリル系微粒子FS−101(日本ペイント社製)4重量部、被覆材4bとしてフローレンG−600(脂肪族ポリカルボン酸塩:共栄社化学(株)製)0.5重量部およびトルエン100重量部をガラスビーズの入ったSG分散機に投入して攪拌・混合し、加熱してトルエンを蒸発させて除去し、乾燥後解砕して有機粒子4を作製した。
Example 1
4 parts by weight of acrylic fine particles FS-101 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) as the organic
次いで、結着樹脂2としてポリエステル樹脂(大日本インキ社製)100重量部、着色剤3として銅フタロシアニン15:3(大日精化社製)6重量部、ワックス6としてパラフィンMDP7000(日本精鑞社製)1重量部、帯電制御剤としてカリックスアレンE89(オリエント化学社製)1重量部および上記のようにして作製した有機粒子4(4.5重量部)をスーパーミキサー(川田社製:V−20)で充分に混合し、得られた混合物を二軸混練機(池貝鉄工社製:PCM−30)によって溶融混練した。溶融混練によって得られた溶融混練物をジェット式粉砕機(日本ニューマチック工業社製:IDS−2)によって粉砕後分級し体積平均粒径6μmのシアンの母体トナー粒子7を得た。
Subsequently, 100 parts by weight of polyester resin (Dainippon Ink Co., Ltd.) as
得られた母体トナー粒子7に対して、外添粒子5として、シリカ粒子RY−200(ジメチルシリコーンオイルで疎水処理されたもの:日本アエロジル社製)0.5重量部を添加し、ヘンシェルミキサーFM−20(三井鉱山社製)により混合し、実施例1のトナーを作製した。なお、ヘンシェルミキサーの条件は、羽根回転数2970rpm、羽根回転時間180秒であった。
0.5 parts by weight of silica particles RY-200 (hydrophobic treated with dimethyl silicone oil: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) are added as
(実施例2)
被覆材4bとしてフローレンDOPA−17(変性アクリル系共重合体:共栄社化学製)を使用した以外は実施例1と同様にして、実施例2のトナーを作製した。
(Example 2)
A toner of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that Floren DOPA-17 (modified acrylic copolymer: manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was used as the
(実施例3)
結着樹脂2としてポリエステル樹脂FZ−402(大日本インキ社製)を使用した以外は実施例1と同様にして、実施例3のトナーを作製した。
(Example 3)
A toner of Example 3 was produced in the same manner as Example 1 except that polyester resin FZ-402 (Dainippon Ink Co., Ltd.) was used as
(比較例1)
有機粒子芯材4aの代わりにシリカ粒子AEROSIL200(日本アエロジル社製)を使用し被覆材4bを被覆して作製した無機内添粒子を有機粒子4の代わりに使用した以外は実施例1と同様にして、比較例1のトナーを作製した。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was conducted except that silica particles AEROSIL200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were used instead of the organic
(比較例2)
有機粒子4として、被覆材を被覆しない有機粒子芯材4aのみを使用した以外は実施例1と同様にして、比較例2のトナーを作製した。
(Comparative Example 2)
A toner of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that only the organic
実施例および比較例のトナーに用いられる有機粒子および外添粒子の一次粒子の個数平均粒径ならびに結着樹脂、有機粒子芯材および被覆材の軟化温度の測定結果を表1に示す。なお、有機粒子および外添粒子の一次粒子の粒径ならびに結着樹脂、有機粒子芯材および被覆材の軟化温度は次のようにして測定した。 Table 1 shows the number average particle diameters of the primary particles of the organic particles and externally added particles used in the toners of Examples and Comparative Examples, and the measurement results of the softening temperatures of the binder resin, the organic particle core material, and the coating material. The primary particle size of the organic particles and the external additive particles and the softening temperatures of the binder resin, the organic particle core material, and the coating material were measured as follows.
〔粒径測定〕
有機粒子および外添粒子の各粒子から無作為に取り出したそれぞれ100個の粒子を透過型電子顕微鏡観察によって2000倍に拡大して観察し、画像解析によって一次粒子の粒径を測定した。さらに、得られた測定値から個数平均粒径を算出した。
(Particle size measurement)
100 particles randomly taken out from each of the organic particles and the externally added particles were observed at a magnification of 2000 by transmission electron microscope observation, and the particle size of the primary particles was measured by image analysis. Furthermore, the number average particle diameter was calculated from the obtained measured values.
〔軟化温度測定〕
高架式フローテスターCFT−500型(島津製作所社製)を用いて、有機粒子芯材、被覆材および結着樹脂の軟化温度を以下の条件で測定した。
ダイスの細孔の径:1mm
ダイスの細孔の長さ:1mm
荷重:10kgf
測定開始温度:30℃
測定条件:昇温速度6℃/分で1.0gの試料を溶融流出させ、計算機から算出される温度Tfbを軟化温度とした。
(Softening temperature measurement)
Using an elevated flow tester CFT-500 (manufactured by Shimadzu Corporation), the softening temperatures of the organic particle core material, the coating material, and the binder resin were measured under the following conditions.
Die pore diameter: 1mm
Die pore length: 1mm
Load: 10kgf
Measurement start temperature: 30 ° C
Measurement conditions: 1.0 g of a sample was melted out at a heating rate of 6 ° C./min, and the temperature Tfb calculated from the computer was used as the softening temperature.
次に、以上のようにして作製した実施例および比較例のトナーを用いる二成分現像剤が形成する画像の評価を行うために、実施例および比較例のトナーとキャリアとを混合して二成分現像剤を作製した。 Next, in order to evaluate the images formed by the two-component developers using the toners of the examples and comparative examples produced as described above, the toners of the examples and comparative examples and the carrier are mixed to form a two-component. A developer was prepared.
キャリアとしては、球形フェライトキャリア(体積平均粒径:60μm)100重量部に対してシリコーン樹脂を10重量部被覆した樹脂被覆キャリアを使用した。このようなキャリアとトナーと混合して、二成分現像剤中にトナーが4重量%含まれる二成分現像剤を作製した。 As the carrier, a resin-coated carrier in which 10 parts by weight of a silicone resin was coated on 100 parts by weight of a spherical ferrite carrier (volume average particle diameter: 60 μm) was used. By mixing such a carrier and toner, a two-component developer containing 4% by weight of toner in the two-component developer was prepared.
以上のように実施例および比較例のトナーを用いて作製した二成分現像剤によって画像を形成し、得られた画像のトナーの記録紙への定着性、転写効率および画像かぶり、感光体への耐フィルミング性ならびに現像剤の帯電安定性についての評価を以下のようにして行った。さらに、すべての評価結果に基づいて総合評価を以下のようにして行った。 As described above, an image is formed by the two-component developer produced using the toners of the examples and comparative examples, and the obtained image has toner fixing properties to the recording paper, transfer efficiency and image fogging, and the image onto the photoreceptor. The filming resistance and the developer charging stability were evaluated as follows. Furthermore, comprehensive evaluation was performed as follows based on all evaluation results.
〔トナー定着性評価〕
複写機AR−505(SHARP社製)を使用して黒ベタ部分の記録紙面上でのトナー付着量が0.8mg/cm2となるように調整した黒ベタ画像を形成し、外部定着器(ヒートローラ方式:加熱ローラ径40mm、加圧ローラ径35mm)にてプロセス速度205mm/sec、ニップ幅5mm、加熱ローラ温度160℃、加圧ローラ温度145℃で定着させた。次に、定着させた記録紙の黒ベタ部分が折り曲げられるように軽く折り、1kgのローラを転がして折り目をつくった後、記録紙の折り目を広げて清潔なウエスで折り目の脱落トナーを払い落とした。この記録紙とトナー剥離の基準を評価する見本記録紙とを検査員の目視によって比較し、トナーの剥離レベルを剥離の少ないものから順に10,20,…,60として記録紙の剥離レベルを決定し、以下のような基準で評価を行った。
○:剥離レベルが20未満の場合。
△:剥離レベルが20以上30以下の場合。
×:剥離レベルが30を超える場合。
[Toner fixability evaluation]
A copier AR-505 (manufactured by SHARP) was used to form a solid black image adjusted so that the toner adhesion amount on the recording paper surface of the solid black portion was 0.8 mg / cm 2, and an external fixing device ( Fixing was performed at a process speed of 205 mm / sec, a nip width of 5 mm, a heating roller temperature of 160 ° C., and a pressing roller temperature of 145 ° C. with a heat roller method: heating roller diameter of 40 mm and pressure roller diameter of 35 mm. Next, fold it lightly so that the black solid part of the fixed recording paper is bent, roll a 1kg roller to create a crease, then spread the crease on the recording paper and wipe off the toner that falls off the crease with a clean waste cloth. It was. This recording paper is compared with the sample recording paper for evaluating the criteria for toner peeling by visual inspection by an inspector, and the peeling level of the recording paper is determined by setting the toner peeling levels to 10, 20,. The evaluation was made according to the following criteria.
○: When the peel level is less than 20.
(Triangle | delta): When peeling level is 20-30.
X: When peeling level exceeds 30.
〔転写効率評価〕
前述の複写機によって記録紙に黒ベタ画像を転写し、定着前の黒ベタ部分にマイラーテープを貼り付け、マクベス反射濃度計(Macbeth社製:RD−914)によって測定したマクベス濃度の値をEとした。また、黒ベタ画像転写後の感光体表面に残留するトナーをマイラーテープにより剥ぎ取り、このマイラーテープを未使用の記録紙に貼り付けたもののマクベス濃度の値をC、未使用のマイラーテープを未使用の記録紙に貼り付けたもののマクベス濃度の値をDとし、下記式によって転写効率を算出し、以下のような基準で評価を行った。なお、転写効率評価は、初期および印字率6%原稿を1万枚連続複写した後の画像についてそれぞれ評価を行った。
転写効率(%)=(E−C)×100/(E−D)
○:転写効率が90%を超える場合。
△:転写効率が80%以上90%以下の場合。
×:転写効率が80%未満の場合。
(Evaluation of transfer efficiency)
A solid black image is transferred onto the recording paper by the copying machine described above, Mylar tape is attached to the black solid portion before fixing, and the Macbeth density value measured by a Macbeth reflection densitometer (Macbeth: RD-914) is E. It was. In addition, the toner remaining on the surface of the photoconductor after the transfer of the black solid image is peeled off with Mylar tape, and this Mylar tape is affixed to unused recording paper, and the Macbeth density value is C. The transfer efficiency was calculated according to the following equation, where D was the Macbeth density value of what was affixed to the used recording paper, and evaluation was performed according to the following criteria. The transfer efficiency was evaluated for an initial image and an image after continuous copying of 10,000 originals with a printing rate of 6%.
Transfer efficiency (%) = (EC) × 100 / (ED)
○: When the transfer efficiency exceeds 90%.
Δ: When transfer efficiency is 80% or more and 90% or less.
X: When transfer efficiency is less than 80%.
〔画像かぶり評価〕
前述の複写機を使用して印字率6%の原稿を1万枚連続複写した後、形成された画像を目視により観察し以下のような基準で評価を行った。
○:かぶりがほとんど認められない場合。
△:かぶりが若干認められるけれども実用上は問題ない場合。
×:かぶりが多い場合。
[Image fogging evaluation]
After continuously copying 10,000 originals with a printing rate of 6% using the above-mentioned copying machine, the formed images were visually observed and evaluated according to the following criteria.
○: When fogging is hardly recognized.
Δ: Slight fogging is observed, but there is no practical problem.
X: When there is much fogging.
〔耐フィルミング性評価〕
前述の複写機を使用して印字率6%の原稿を1万枚連続複写した後、ハーフトーン画像を形成し、形成したハーフトーン画像および感光体表面を目視により観察し以下のような基準で評価を行った。
○:画像の乱れおよび感光体へのトナー成分の付着が認められない場合。
△:感光体表面の一部に若干のくもりが見られるけれども、画像の乱れは認められない場合。
×:感光体表面がくもっており、画像に乱れが認められる場合。
[Filming resistance evaluation]
After continuously copying 10,000 originals with a printing rate of 6% using the above-mentioned copying machine, a halftone image is formed, the formed halftone image and the surface of the photoreceptor are visually observed, and the following criteria are used. Evaluation was performed.
○: Image disturbance and toner component adhesion to the photoreceptor are not observed.
Δ: A slight cloudiness is observed on a part of the surface of the photoreceptor, but the image is not disturbed.
X: When the surface of the photoreceptor is cloudy and the image is disturbed.
〔帯電安定性評価〕
前述の複写機によって初期および印字率6%原稿を1万枚連続複写した後、50mm×50mmの黒ベタ画像を画出しし、画出しした後の初期および1万枚複写後の二成分現像剤を複写機の現像器内から採集した。二成分現像剤を、金網を具備した金属製の容器に投入し、吸引機によってトナーのみを吸引し、吸引前後の重量差と容器に接続されたコンデンサー極板間の電位差からトナーの摩擦帯電量を求めるブローオフ法によって、トナーの帯電量を測定した。この測定値に基づいて、帯電安定性を以下のような基準で評価した。
○:1万枚複写後のトナー帯電量が初期トナー帯電量の80%を超える場合。
△:1万枚複写後のトナー帯電量が初期トナー帯電量の60%以上80%以下の場合。
×:1万枚複写後のトナー帯電量が初期トナー帯電量の60%未満の場合。
[Evaluation of charging stability]
After copying 10,000 sheets of original with a copy rate of 6% at the initial stage using the above-mentioned copying machine, a black solid image of 50 mm x 50 mm is drawn, and the two components after the initial and 10,000 copies are printed. Developer was collected from within the developer of the copier. The two-component developer is put into a metal container equipped with a metal mesh, and only the toner is sucked by a suction machine. From the difference in weight before and after suction and the potential difference between the capacitor plates connected to the container, the triboelectric charge amount of the toner The charge amount of the toner was measured by a blow-off method for obtaining Based on this measured value, the charging stability was evaluated according to the following criteria.
○: When the toner charge amount after copying 10,000 sheets exceeds 80% of the initial toner charge amount.
Δ: When the toner charge amount after copying 10,000 sheets is 60% or more and 80% or less of the initial toner charge amount.
X: When the toner charge amount after copying 10,000 sheets is less than 60% of the initial toner charge amount.
〔総合評価〕
以上の各評価結果に基づいて以下のような基準で総合評価を行った。
◎:各評価結果がすべて○である場合。
○:各評価結果に×がなく、△が1つである場合。
△:各評価結果に×がなく、△が2つ以上である場合。
×:各評価結果のいずれか1つ以上に×がある場合。
〔Comprehensive evaluation〕
Based on the above evaluation results, comprehensive evaluation was performed according to the following criteria.
A: When all evaluation results are ○.
◯: When each evaluation result does not have x and △ is 1.
Δ: When each evaluation result has no x and Δ is two or more.
X: When any one or more of each evaluation result has x.
実施例および比較例のキャリアを用いて作製した二成分現像剤によって形成された画像、耐フィルミング性および帯電安定性ならびに総合評価の結果を表2に示す。 Table 2 shows the images formed by the two-component developers produced using the carriers of Examples and Comparative Examples, filming resistance and charging stability, and the results of comprehensive evaluation.
表2より、本発明の静電荷像現像用トナー1は、画像かぶりおよびフィルミングを防止し、長時間使用しても帯電安定性が低下せず、かつ記録材に対するトナーの定着性を向上させることができた。特に、被覆材4bの軟化温度が結着樹脂2の軟化温度と有機粒子芯材4aの軟化温度との間にあるトナー(実施例1)を用いると良好な結果が得られた。
From Table 2, the electrostatic charge image developing toner 1 of the present invention prevents image fogging and filming, does not deteriorate the charging stability even when used for a long time, and improves the fixability of the toner to the recording material. I was able to. In particular, when a toner (Example 1) in which the softening temperature of the
一方、無機粒子に樹脂被覆材を被覆した内添粒子を用いたトナー(比較例1)では、無機粒子と結着樹脂との結合力を樹脂被覆材の被覆によって若干大きくすることができたものの、長期使用すると外添粒子が母体トナー粒子内部に埋め込まれてトナーの帯電安定性が低下した。その結果、転写効率が低下するとともに画像かぶりを発生した。 On the other hand, in the toner (in Comparative Example 1) using the internally added particles in which the inorganic particles are coated with the resin coating material, the binding force between the inorganic particles and the binder resin can be slightly increased by the coating of the resin coating material. When used for a long time, the external additive particles are embedded in the base toner particles, and the charging stability of the toner is lowered. As a result, the transfer efficiency decreased and image fogging occurred.
また、有機粒子芯材に被覆材を被覆しない内添粒子を用いたトナー(比較例2)では、内添粒子として有機粒子を用いた場合であっても、有機粒子の軟化温度と結着樹脂の軟化温度とに差があり、結着樹脂と有機粒子とが融合できず、両者の界面における結合力を大きくすることができないので、界面剥離が起こり、トナーの定着性が低下した。また、比較例に用いた有機粒子は、外添粒子のトナーへの埋没を充分に抑制することができず、トナーの帯電安定性が低下し、画像かぶりを発生するとともに転写効率が低下した。 In addition, in the toner using the internally added particles in which the coating material is not coated on the organic particle core (Comparative Example 2), even when the organic particles are used as the internally added particles, the softening temperature of the organic particles and the binder resin are used. Thus, the binder resin and the organic particles cannot be fused, and the bonding force at the interface between the two cannot be increased. Therefore, interfacial peeling occurs, and the toner fixing property is lowered. Further, the organic particles used in the comparative example could not sufficiently suppress the embedding of the externally added particles in the toner, the charging stability of the toner was lowered, image fogging occurred, and the transfer efficiency was lowered.
1 トナー
2 結着樹脂
3 着色剤
4 有機粒子
4a 有機粒子芯材
4b 被覆材
5 外添粒子
6 ワックス
7 母体トナー粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
有機物素材からなる有機粒子が内添され、無機または有機の素材からなる粒子が外添され、
有機粒子は、
有機粒子芯材と、有機粒子芯材を被覆する樹脂からなる樹脂被覆材とを含み、
結着樹脂の軟化温度をT、有機粒子芯材の軟化温度をTaとするとき、下記式が満足されることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
Ta>T In the electrostatic charge image developing toner containing at least a binder resin and a colorant,
Organic particles made of organic materials are added internally, and particles made of inorganic or organic materials are added externally.
Organic particles
And organic particles core material and a resin coating material comprising a resin for coating the organic particles core seen including,
A toner for developing an electrostatic charge image , wherein the following equation is satisfied, where T is a softening temperature of the binder resin and Ta is a softening temperature of the organic particle core .
Ta> T
Ta>Tb>T 2. The electrostatic charge image development according to claim 1, wherein when the softening temperature of the binder resin is T, the softening temperature of the organic particle core material is Ta, and the softening temperature of the coating material is Tb, the following equation is satisfied. Toner.
Ta>Tb> T
一次粒子の個数平均粒径が50〜200nmであって、
外添される粒子は、
一次粒子の個数平均粒径が10〜500nmであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。 The internally added organic particles are
The number average particle size of the primary particles is 50 to 200 nm,
Externally added particles
The electrostatic image developing toner according to claim 1, wherein the number average particle diameter of the primary particles is 10 to 500 nm.
トナーは、
請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーであることを特徴とする静電荷像現像剤。 In an electrostatic charge image developer which is a two-component developer containing a toner and a carrier,
Toner
An electrostatic charge image developer, which is the electrostatic charge image developing toner according to claim 1.
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