JP4974539B2 - Non-magnetic one-component development system and development device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真法、静電印刷法等において、静電潜像を現像するための非磁性一成分現像方式及び現像装置に関するものである。 The present invention relates to a non-magnetic one-component developing system and a developing device for developing an electrostatic latent image in electrophotography, electrostatic printing, and the like.
電子写真感光体や静電記録体などの静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する手段としては、液体現像剤を用いる方法(湿式現像法)と、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナー或いはこのトナーをキャリアと混合した一成分型または二成分型乾式現像剤を用いる方法(乾式現像法)とが一般的に採用されている。これらの方法にはそれぞれ長所・短所があるが、現在では乾式現像法が多く利用されている。これらの方法の中で一成分現像方法は、キャリアがなくトナー濃度コントローラシステムが不要であり、現像機内の攪拌装置が簡易型でよいこと等から装置の小型化ができ、保守が容易であるという利点より、トナーのみからなる一成分型の現像剤を用いた各種の現像方式が提唱されている(特許文献1,2など)。
ここで、一成分現像工程において用いられる現像装置は、像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給する現像ローラ、現像剤を収納したボトルから現像剤を供給するスポンジローラ、及び現像ローラ上に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制部材などを有する。現像剤規制部材としては、ブレード型規制部材及びローラ型規制部材が知られている。
図8は、ブレード型規制部材を使用する現像装置を備えたプロセスカートリッジの概略図である。カートリッジケース内に像担持体や現像装置を備えるものである。現像装置は、現像ローラを設け、現像剤貯蔵部内に一成分現像剤を収納し、現像ローラで一成分現像剤であるトナーを付着して像担持体上の静電潜像を現像する。そして、像担持体上に形成したトナー画像は、転写ローラにより、レジストローラでタイミングをとって送り出した転写材に転写する。
As means for developing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording body, a method using a liquid developer (wet development method), a binder resin, In general, a method in which a toner in which a colorant is dispersed or a one-component or two-component dry developer in which the toner is mixed with a carrier is used (dry development method). Each of these methods has advantages and disadvantages, but at present, the dry development method is widely used. Among these methods, the one-component development method does not require a carrier and does not require a toner concentration controller system, and the apparatus can be downsized and maintained easily because the agitation device in the developing machine may be a simple type. In view of the advantages, various development methods using a one-component developer composed only of toner have been proposed (
Here, the developing device used in the one-component developing process includes a developing roller that supplies developer to the electrostatic latent image formed on the image carrier, a sponge roller that supplies developer from a bottle containing the developer, and A developer regulating member for regulating the amount of the developer supplied onto the developing roller; As a developer regulating member, a blade type regulating member and a roller type regulating member are known.
FIG. 8 is a schematic view of a process cartridge provided with a developing device using a blade type regulating member. An image carrier and a developing device are provided in the cartridge case. The developing device includes a developing roller, houses a one-component developer in the developer storage unit, and attaches toner as a one-component developer to the developing roller to develop the electrostatic latent image on the image carrier. Then, the toner image formed on the image carrier is transferred by a transfer roller to a transfer material sent out at a timing by a registration roller.
また、ローラ型規制部材を用いる現像装置としては、現像ローラに当接し、画像形成の終了時に現像ローラの回転とは逆方向に所定の角度分の回転を行う、ローラ型規制部材としてのドクターローラを有する現像装置が開示されている。
この方法によれば、トナーに磁性材料を使用しない非磁成一成分方式であるため、カラー化が容易であるという利点を持つ。
しかしながら、特にキャリア間で十分な摩擦帯電を行なうことのできる2成分型現像剤に比べ、キャリアが存在しない一成分型現像剤は、トナーと現像ローラ表面との接触による摩擦帯電によってトナーの帯電の極性、帯電量を制御する必要がある。トナーの感光体への移動は、トナーの帯電の極性、および現像電界に応じて、静電潜像の画像部、地肌部(非画像部)を選択して行なわれる。トナーの帯電量が低く、逆極性のトナーが多い場合、地肌部へのトナー付着となり、転写紙上での出力画像では地肌部のかぶりとなって現れる不具合がある。また、トナーの帯電量が低く、その立ち上がりが悪い場合には、画像濃度に紙の前後端で濃度差を生ずる、またはゴーストが現れるなど濃度安定性が悪くなる不具合がある。特に画質向上の観点から、画像濃度を従来より高める必要が生じている。
一方では、装置の小型化に伴いトナー担持体などの部材も小型化されたこと及び高速化に伴いトナー帯電時間や現像時間の短時間化、高画質化のためのトナー小粒径化によるトナー1粒子当たりの帯電量の低下が、上記問題の発生を加速している。
Further, as a developing device using a roller type regulating member, a doctor roller as a roller type regulating member that contacts the developing roller and rotates by a predetermined angle in the opposite direction to the rotation of the developing roller at the end of image formation. There is disclosed a developing device having:
According to this method, since the toner is a non-magnetic one-component system that does not use a magnetic material, there is an advantage that colorization is easy.
However, compared to a two-component developer that can perform sufficient frictional charging between carriers, a one-component developer that does not have a carrier is charged with toner due to frictional charging caused by contact between the toner and the developing roller surface. It is necessary to control the polarity and charge amount. The movement of the toner to the photosensitive member is performed by selecting the image portion and the background portion (non-image portion) of the electrostatic latent image according to the polarity of the toner charge and the developing electric field. When the charge amount of the toner is low and the amount of toner having a reverse polarity is large, the toner adheres to the background, and there is a problem that the output image on the transfer paper appears as a fog on the background. Further, when the charge amount of the toner is low and the start-up is bad, there is a problem that the density stability is deteriorated, for example, a difference in density occurs between the front and rear edges of the paper or a ghost appears. In particular, from the viewpoint of improving the image quality, it is necessary to increase the image density as compared with the prior art.
On the other hand, with the miniaturization of the device, the toner carrier and other members have also been miniaturized, and with the increase in speed, the toner charging time and development time have been shortened, and the toner has been made to have a smaller particle size for higher image quality. The decrease in the charge amount per particle accelerates the occurrence of the above problem.
このような問題点を改善するために、種々の提案がなされている。前記現像ゴーストは、一般的にトナーのチャージアップを抑制する手段を用いることで改善できることが明らかとなってきている。これを受けて、例えば、トナー担持体にフェノール樹脂とカーボンからなる導電性および表面潤滑性を有する樹脂層を設けることにより、現像剤担持体(スリーブ)の抵抗値を下げることで、トナーの帯電量の絶対値を下げ、現像ゴーストの発生を抑制する技術が提案されている(特許文献3参照)。
しかしながら、トナーの帯電量を下げてしまうことで、現像剤担持体から潜像担持体(感光体)への現像性が低下し、画像濃度が低下する場合が有る。特に近年では、高画質化の要求からトナーが小粒径化されてきていることで、トナー1粒子当たりの帯電量も下がっており、画像濃度の低下が発生しやすくなっている。
In order to improve such problems, various proposals have been made. It has become clear that the development ghost can generally be improved by using a means for suppressing toner charge-up. In response to this, for example, by providing the toner carrier with a resin layer made of phenol resin and carbon having conductivity and surface lubricity, the resistance value of the developer carrier (sleeve) is lowered, thereby charging the toner. A technique for reducing the absolute value of the amount and suppressing the development ghost has been proposed (see Patent Document 3).
However, by reducing the toner charge amount, developability from the developer carrying member to the latent image carrying member (photosensitive member) may be lowered, and the image density may be lowered. Particularly in recent years, as the toner has been made smaller in size because of the demand for higher image quality, the amount of charge per toner particle has also decreased, and image density tends to decrease.
また高温多湿環境においては、上記ゴーストなどと同様、特にトナーの帯電量は低下し、地肌かぶりが発生しやすく、濃度が不安定になりやすい傾向にある。
さらに、一成分型現像システムは帯電能力を出すため現像剤や、現像ローラに負荷を多く与えるため、初期的にこのような問題が発生しない場合でも、長期にわたり連続使用していくうちに、プリント枚数の増加に伴って、現像ローラ表面にトナーがフィルミングし、トナーの帯電量が低下し、地肌部のかぶりが多くなる、また充分な画像濃度が得られなくなるなどの不具合から、実使用上充分な耐久性が得られないなどの問題点がある。このような問題点から、現像ローラの表面層には環境、長期にわたる使用においても、トナーに安定した帯電量を付与することが重要となる。
In a high-temperature and high-humidity environment, similarly to the ghost and the like, the charge amount of the toner is particularly lowered, the background fog tends to occur, and the density tends to become unstable.
Furthermore, the single-component development system puts a lot of load on the developer and developing roller in order to provide charging capability, so even if this problem does not occur at the beginning, the As the number of sheets increases, toner filming occurs on the surface of the developing roller, the charge amount of the toner decreases, the fog on the background increases, and a sufficient image density cannot be obtained. There are problems such as insufficient durability. Due to such problems, it is important to impart a stable charge amount to the toner even on the environment and long-term use on the surface layer of the developing roller.
前記問題点の解決のためのトナーの重要な特性の一つとして、トナーの帯電制御の問題がある。
従来、トナーに帯電性御を施すための手法として、例えば特許文献4では、微粒子表面に帯電制御剤を機械的エネルギーにより粒子外部に固着させる方法が開示されており、また特許文献5では、微粒子表面に樹脂微粒子、帯電制御剤を機械的エネルギーにより固着させる方法が開示されている。
しかしながら、微粒子表面に帯電制御剤を機械的エネルギーにより固着させる方法では、微粒子の粒径分布に幅があるため、帯電制御剤を均一に固着させることが難しく、また帯電制御剤と微粒子との熱特性が異なると、微粒子の持つ定着特性を阻害してしまうという難点がある。
さらに、微粒子表面に樹脂微粒子及び帯電制御剤を機械的エネルギーにより固着させる方法においても、樹脂微粒子と帯電制御剤という異なる組成や性質の物質を均一に固着させることが難しく、かつ、帯電コントロールが難しいという不具合がある。
One of the important characteristics of toner for solving the above problems is a problem of toner charge control.
Conventionally, for example, Patent Document 4 discloses a method for fixing a charge control agent on the surface of fine particles to the outside of the particles by mechanical energy. A method of fixing resin fine particles and a charge control agent on a surface by mechanical energy is disclosed.
However, in the method in which the charge control agent is fixed to the fine particle surface by mechanical energy, it is difficult to fix the charge control agent uniformly because the particle size distribution of the fine particles is wide, and the heat of the charge control agent and the fine particles is difficult. If the characteristics are different, there is a problem that the fixing characteristics of the fine particles are hindered.
Furthermore, even in the method in which the resin fine particles and the charge control agent are fixed to the surface of the fine particles by mechanical energy, it is difficult to uniformly fix substances having different compositions and properties such as the resin fine particles and the charge control agent, and charge control is difficult. There is a problem that.
そこで、上述の機械的エネルギーにより帯電制御剤を固着させる方法における不具合を回避する手法として、液中で帯電付与の表面処理を施す方法が提案されている(特許文献6参照)。
しかしながら、上記方法の場合、表面処理剤がトナー成分中に浸透したり、あるいはトナー表面に安定に存在することができない等の現象が起こる場合があり、このような状態となった場合は、添加した表面処理剤の効果を十分に得ることができず、安定な帯電特性を有するトナーを得ることができない。
また、帯電制御剤の脱離を防止することが困難であり、現像スリーブの汚染やいわゆるフィルミングといわれる感光体汚染を引き起こしやすかった。
In view of this, as a technique for avoiding problems in the method of fixing the charge control agent by the above-described mechanical energy, a method of applying a surface treatment for charging in a liquid has been proposed (see Patent Document 6).
However, in the case of the above method, the surface treatment agent may permeate into the toner component or may not stably exist on the toner surface. The effect of the surface treatment agent thus obtained cannot be sufficiently obtained, and a toner having stable charging characteristics cannot be obtained.
Further, it is difficult to prevent the charge control agent from detaching, and it is easy to cause contamination of the developing sleeve and so-called filming of the photoconductor.
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、帯電の立ち上がりがよく良好な帯電特性を有し、ゴースト画像の発生が防ぐことができ、地汚れが少なく、ドットの再現性や現像性、転写性に優れると共に、定着性も良好な非磁性一成分現像方式及び現像装置を提供することである。
また、離型剤が含有されているトナーにおいても、耐フィルミング性に非常に強く、ストレスの強い非磁性一成分プロセスにおいても十分に使用できる非磁性一成分現像方式及び現像装置を提供することである。
さらに、本発明の非磁性一成分現像方式及び現像装置によって、異常画像の発生がなく、定着性にも優れた、高品質の画像を提供することである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is that the rising of the charge is good, the charging property is good, the occurrence of a ghost image can be prevented, the background is less stained, the dot It is an object to provide a non-magnetic one-component developing system and a developing apparatus that are excellent in reproducibility, developability and transferability, and also have good fixability.
Also provided is a non-magnetic one-component developing system and a developing apparatus that can be used sufficiently even in a non-magnetic one-component process that is extremely strong in filming resistance and strong in stress even in a toner containing a release agent. It is.
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a high-quality image that is free from abnormal images and excellent in fixability by the non-magnetic one-component developing system and developing device of the present invention.
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、現像ローラおよび前記現像ローラ上に供給する現像剤の層厚を均一に規制する規制部材を備え、回転しながら静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接して像担持体表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像を可視化する非磁性一成分現像方法において、前記トナーが、少なくとも結着樹脂、離型剤、着色剤を含有し、酸価が10〜18.8のトナー組成物母微粒子を水系媒体中に分散させて作製し、前記水系媒体中、10〜30℃の範囲で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物により前記母微粒子表面を処理する表面処理工程を経て得られ、かつ最表面に外添剤を有するトナーであって、前記現像ローラ外周及び規制部材の表面層に、グアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のうち少なくとも1種を含有するとを特徴とする非磁性一成分現像方法である。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物が、下記式(1)で示される化合物である
ことを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記表面処理工程における表面処理時間が、0.1〜24時間であることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記トナーのガラス転移点が45〜60℃の範囲にあることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記表面処理工程が、塩交換による化学結合反応を伴って進行するものであることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物の添加量が、0.03〜5質量部であることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物の添加量が、0.03〜2質量部であることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記トナーが、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤を有機媒体中にそれぞれ溶解又は分散させたトナー組成物を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記樹脂微粒子が、酸の官能基を有していることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記トナーが、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記トナーが、平均円形度が0.930〜0.975であることを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、トナー補給を定量的に行う構造を有することを特徴とする。
本発明の非磁性一成分現像方法は、さらに、前記現像ローラのその外周及び規制部材の表面層に、主鎖もしくは側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーとグアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のうち1種以上とからなる縮合架橋物を含有する現像ローラを使用することを特徴とする。
また、本発明は、前記非磁性一成分現像方法に使用することを特徴とする現像装置である。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The present invention includes a developing roller and a regulating member that uniformly regulates the layer thickness of the developer supplied onto the developing roller, and the image is in contact with or close to an image carrier on which an electrostatic latent image is formed while rotating. In the nonmagnetic one-component development method for visualizing the electrostatic latent image by supplying toner to the surface of the carrier, the toner contains at least a binder resin, a release agent, and a colorant, and has an acid value of 10 the toner composition Monohaha microparticles ~18.8 is dispersed in an aqueous medium by papermaking work, in the aqueous medium in the range of 10 to 30 ° C., treating the mother particle surface by a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound obtained through the surface treatment step, and a toner having an external additive on the outermost surface, the surface layer of the prior Symbol developing roller periphery and regulating member, guanamine, guanamine derivatives, among guanamine condensate at least 1 Which is a non-magnetic one-component developing method, wherein when the content.
In the nonmagnetic one-component developing method of the invention, the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is a compound represented by the following formula (1).
It shall be the features a.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the surface treatment time in the surface treatment step is 0.1 to 24 hours.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the toner has a glass transition point in the range of 45 to 60 ° C.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the surface treatment step proceeds with a chemical bonding reaction by salt exchange.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the addition amount of the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is 0.03 to 5 parts by mass.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the addition amount of the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is 0.03 to 2 parts by mass.
In the non-magnetic one-component developing method of the present invention, the toner further dissolves or disperses at least a polymer, a polyester, and a colorant each having a site capable of reacting with a compound having an active hydrogen group in an organic medium. The toner composition is obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous medium containing resin fine particles.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the resin fine particles have an acid functional group.
In the nonmagnetic one-component developing method of the invention, the toner further has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm, and a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn). Is in the range of 1.0 to 1.40.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized in that the toner has an average circularity of 0.930 to 0.975.
The nonmagnetic one-component developing method of the present invention is further characterized by having a structure for quantitatively supplying toner.
The non-magnetic one-component developing method of the present invention further comprises a resin or prepolymer having a hydroxyl group at the main chain or side chain terminal on the outer periphery of the developing roller and the surface layer of the regulating member, and guanamine, a guanamine derivative, a guanamine type characterized by using a free with developing roller fused crosslinked product consisting of one or more of the condensate.
In addition, the present invention is a developing device used for the nonmagnetic one-component developing method.
本発明は、前記解決するための手段によって、帯電の立ち上がりがよく良好な帯電特性を有し、ゴースト画像の発生が防ぐことができ、地汚れが少なく、ドットの再現性や現像性、転写性に優れると共に、定着性も良好な非磁性一成分現像方式及び現像装置を提供することが可能となった。
また、離型剤が含有されているトナーにおいても、耐フィルミング性に非常に強く、ストレスの強い非磁性一成分プロセスにおいても十分に使用できる非磁性一成分現像方式及び現像装置を提供することが可能となった。
さらに、本発明の非磁性一成分現像方式及び現像装置によって、異常画像の発生がなく、定着性にも優れた、高品質の画像を提供することが可能となった。
According to the present invention, the means for solving the problems has good charging characteristics and good charging characteristics, can prevent the generation of ghost images, has little background contamination, dot reproducibility, developability and transferability. In addition, it has become possible to provide a non-magnetic one-component developing system and a developing device that are excellent in fixing performance and excellent in fixability.
Also provided is a non-magnetic one-component developing system and a developing apparatus that can be used sufficiently even in a non-magnetic one-component process that is extremely strong in filming resistance and strong in stress even in a toner containing a release agent. Became possible.
Furthermore, the non-magnetic one-component developing system and developing device of the present invention can provide a high-quality image with no abnormal image and excellent fixability.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなり、このトナーを水系媒体中に分散させ、含フッ素4級アンモニウム塩化合物によりトナー表面を処理して得られたトナーであり、そのトナー組成物の酸価が5〜30、より好ましくは10〜25のトナーである。
本発明者らが鋭意検討を行ったところ、トナー組成物の酸価が上記範囲にあるトナーに対して表面処理工程を行うことにより、帯電性が安定し、定着性にも優れたトナーを得ることができることを見出した。
具体的には、トナー組成物の酸価が5未満であると、得られたトナーは帯電性に劣り、地汚れの発生が認められるものとなった。一方、トナー組成物の酸価が30を超えると、高湿下での帯電性が低下する。
なお、前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物としては、特に構造式(1)で表されるものを用いることにより、帯電性を向上させ、定着性を阻害することなく、良好な画質を得ることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The toner of the present invention comprises at least a binder resin and a colorant. The toner is obtained by dispersing the toner in an aqueous medium and treating the toner surface with a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound. The toner has an acid value of 5 to 30, more preferably 10 to 25.
As a result of intensive studies by the present inventors, by performing a surface treatment step on the toner having an acid value of the toner composition within the above range, a toner having stable charging properties and excellent fixing properties can be obtained. I found that I can do it.
Specifically, when the acid value of the toner composition is less than 5, the obtained toner is inferior in chargeability, and generation of scumming is recognized. On the other hand, when the acid value of the toner composition exceeds 30, the chargeability under high humidity is lowered.
In addition, as the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound, particularly by using the compound represented by the structural formula (1), it is possible to improve the chargeability and obtain good image quality without impairing the fixability. it can.
具体的には例えば、1)〜54)の構造式で示される化合物に相当する。 Specifically, for example, it corresponds to the compounds represented by the structural formulas 1) to 54).
一般的にトナーは、その構成物質中に酸性基を有している。酸性基としては、例えばカルボン酸等が挙げられるが、この酸性基は、上記構造式(1)で示される含フッ素4級アンモニウム塩化合物との間で、以下(a)で示す交換反応をしていると考えられる。 Generally, a toner has an acidic group in its constituent material. Examples of the acidic group include carboxylic acid, and this acidic group undergoes an exchange reaction shown in the following (a) with the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound represented by the structural formula (1). It is thought that.
本発明のトナーは、トナー組成物の酸価が上述の範囲であるため、組成物中に一定量の酸性基を有し、上記塩交換反応により、構造式(1)で表される含フッ素4級アンモニウム塩化合物が、トナー粒子表面に吸着する。
即ち、含フッ素4級アンモニウム塩化合物がトナー粒子表面に安定に存在するため、この含フッ素4級アンモニウム塩化合物による帯電性制御の効果が確実に得られるものである。
本発明のトナーは、粉砕法、重合法いずれで製造されるものであってもよい。
なお、本発明のトナーの一態様として、その作製の際、有機溶媒中に溶解又は分散させたトナー組成物を重合するために使用する水系媒体中に、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加えたものが含まれる。これは、水系媒体中の分散性を良好にするために加えるものであるが、トナー粒子形成後、この樹脂微粒子は主にトナー粒子表面に存在する。このトナーは、この樹脂微粒子が酸性基を有するものを使用して製造しているため、この酸性基も上記反応式に関与し、構造式(1)で示される含フッ素4級アンモニウム塩化合物が安定してトナー粒子表面に存在することに寄与するものである。
また、本発明のトナーの別態様として、混練粉砕法のトナーも含まれるが、このトナーの場合、例えば結着樹脂に酸性基としてカルボン酸基を有するポリエステル樹脂を用いることにより構造式(1)で表される含フッ素4級アンモニウム塩化合物が、トナー粒子表面に吸着する。
粉砕法の一例としては、まず、バインダ樹脂、着色剤の他、必要に応じて帯電制御剤、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り充分に混合した後、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、切断を行う。切断後のトナー混練物は破砕を行い、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り微粉砕し、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、混合機により無機微粒子を外添して、混合しトナーとする。
In the toner of the present invention, since the acid value of the toner composition is in the above-mentioned range, the composition has a certain amount of acidic groups, and the fluorine-containing compound represented by the structural formula (1) by the salt exchange reaction. The quaternary ammonium salt compound is adsorbed on the toner particle surface.
That is, since the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is stably present on the surface of the toner particles, the effect of controlling the chargeability by this fluorine-containing quaternary ammonium salt compound can be obtained with certainty.
The toner of the present invention may be produced by either a pulverization method or a polymerization method.
As one aspect of the toner of the present invention, a dispersant such as resin fine particles was appropriately added to an aqueous medium used for polymerizing a toner composition dissolved or dispersed in an organic solvent at the time of preparation . Things are included. This is added in order to improve the dispersibility in the aqueous medium, but after the toner particles are formed, the resin fine particles are mainly present on the surface of the toner particles. Since this toner is produced by using the resin fine particles having an acidic group, the acidic group is also involved in the reaction formula, and the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound represented by the structural formula (1) is obtained. This contributes to stable existence on the surface of the toner particles.
Another embodiment of the toner of the present invention includes a kneading and pulverizing toner. In this toner, for example, by using a polyester resin having a carboxylic acid group as an acidic group in the binder resin, the structural formula (1) Is adsorbed on the surface of the toner particles.
As an example of the pulverization method, first, in addition to a binder resin and a colorant, if necessary, a charge control agent, a release agent, other additives, etc. are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer, and then a batch type. These components are thoroughly kneaded using a thermal kneader such as a 2-roll, Banbury mixer, continuous twin-screw extruder, continuous single-screw kneader, etc., and cut after rolling and cooling. The toner kneaded product after cutting is crushed, coarsely pulverized using a hammer mill, etc., and further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier or Coanda effect using a swirling airflow Is classified to a predetermined particle size by a classifier using Thereafter, inorganic fine particles are externally added by a mixer and mixed to obtain a toner.
(温度規定)
また、上述の逆極性の表面処理剤は、トナー粒子表面に作用させる時の温度が高いと、その一部がトナー内部に浸透してしまう。この浸透の量が多くなると、帯電に寄与できる表面存在量が低減してしまうため、トナーの帯電性を安定化させる効果を十分に得ることができない。
本発明では、前記表面処理工程における水系媒体の温度を10〜30℃の温度範囲とするとにより、上記表面処理剤がトナー粒子内部へ浸透するのを抑制する手段とした。
これにより、上記表面処理剤をトナー粒子表面により確実に存在させることができるため、粒子形成時に添加した界面活性剤がトナーに与える帯電性の影響を阻止することができ、帯電性の安定したトナーを得ることができる。
なお、10℃より低い温度で表面処理を行うと、吸着自体が起こりづらくなるため、帯電性を制御するために必要な量の表面処理剤を吸着させることができない。
(Temperature regulation)
In addition, the above-described surface treatment agent having the opposite polarity is partially penetrated into the toner if the temperature when acting on the toner particle surface is high. If the amount of penetration increases, the surface abundance that can contribute to charging is reduced, so that the effect of stabilizing the chargeability of the toner cannot be sufficiently obtained.
In the present invention, when the temperature of the aqueous medium in the surface treatment step is set to a temperature range of 10 to 30 ° C., the surface treatment agent is prevented from penetrating into the toner particles.
As a result, the surface treatment agent can be surely present on the surface of the toner particles, so that the influence of the charging property exerted on the toner by the surfactant added at the time of particle formation can be prevented, and the toner having a stable charging property. Can be obtained.
If surface treatment is performed at a temperature lower than 10 ° C., the adsorption itself is difficult to occur, so that the amount of the surface treatment agent necessary for controlling the chargeability cannot be adsorbed.
一般的に、トナーのバインダ樹脂のガラス転移点は、通常35〜70℃であり、表面処理工程で使用する水系媒体の温度(Trt)がこれより高いと、トナー粒子の比容が急変し、水中に存在している表面処理剤がトナー粒子中に浸透しやすい状態となる。
このため、トナーのガラス転移点の温度(Tg)と、表面処理を行う際の水系媒体の温度(Trt)との関係を、Tg>Trtとなるようにすることで、表面処理剤のトナー中への浸透を抑制することができる。
これは、本発明において規定した、表面処理工程における水系媒体の温度範囲の妥当性が裏付けるものである。
なお、本発明で使用するトナーは、そのガラス転移点が40〜60℃の範囲のものを使用することが好ましい。
Generally, the glass transition point of the binder resin of the toner is usually 35 to 70 ° C. If the temperature (Trt) of the aqueous medium used in the surface treatment process is higher than this, the specific volume of the toner particles changes suddenly, The surface treatment agent present in the water is likely to penetrate into the toner particles.
For this reason, by setting the relationship between the temperature (Tg) of the glass transition point of the toner and the temperature (Trt) of the aqueous medium at the time of the surface treatment so that Tg> Trt, Can be suppressed.
This confirms the validity of the temperature range of the aqueous medium in the surface treatment process defined in the present invention.
The toner used in the present invention preferably has a glass transition point in the range of 40 to 60 ° C.
(表面処理剤の量)
なお、表面処理剤の浸透による、その表面存在量の減少という問題点を解決するために、添加する表面処理剤の量を増大させるという手段も可能である。しかしこの場合、離型剤としてトナーに添加されているワックスの染み出しが阻害され、その効果が減少する。即ち、ホットオフセット性への悪影響から、定着性の悪化が起こるおそれがある。
本発明のトナーは、上述の手法により、表面処理剤の添加量を増やすことなく、その効果を効率良く得ることができるため、この問題に対し有効である。
なお、本発明者らが鋭意検討を行った結果、上記表面処理剤の添加量は0.03〜5質量部が好ましく、さらに好ましくは0.03〜2質量部である。また、その反応時間は、0.1〜24時間とすることが好ましい。
本発明のトナーは、前記の表面処理剤を、上述した範囲の処理温度、処理時間、添加量で添加することにより、安定した帯電性を示し、定着特性に優れたものとすることができる。
(Amount of surface treatment agent)
In order to solve the problem of a decrease in the amount of the surface treatment agent due to the penetration of the surface treatment agent, means for increasing the amount of the surface treatment agent to be added is also possible. However, in this case, the exudation of the wax added to the toner as a release agent is inhibited, and the effect is reduced. That is, the fixability may be deteriorated due to an adverse effect on the hot offset property.
The toner of the present invention is effective for this problem because the above-described method can efficiently obtain the effect without increasing the amount of the surface treatment agent added.
In addition, as a result of intensive studies by the present inventors, the amount of the surface treatment agent added is preferably 0.03 to 5 parts by mass, and more preferably 0.03 to 2 parts by mass. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours.
The toner of the present invention can exhibit stable charging properties and excellent fixing characteristics by adding the surface treatment agent in the above-described processing temperature, processing time, and addition amount.
従来の、表面に帯電処理剤を処理して得られるトナーにおいては、この帯電処理剤が脱離しやすく、現像スリーブの汚染や感光体の汚染を引き起こしやすいものであった。
しかし本発明のトナーは、上記範囲の酸価を有するトナー組成物に対して表面処理を施すことで、前記表面処理剤が式(a)で示される塩交換反応により表面吸着するため、帯電処理剤単独での脱離が抑制される。これにより、フィルミングの発生が抑制され、画像形成装置本体の耐久性を向上させることができる。
またさらに、母体粒子形成時に使用した界面活性剤が帯電性に与える影響がより確実に抑制され、良好な帯電性を有するトナーを提供することができる。
In a conventional toner obtained by treating the surface with a charge treating agent, the charge treating agent is easily detached, and the developing sleeve and the photosensitive member are easily contaminated.
However, in the toner of the present invention, the surface treatment is performed on the toner composition having an acid value in the above range, so that the surface treatment agent is adsorbed on the surface by the salt exchange reaction represented by the formula (a). Desorption by the agent alone is suppressed. Thereby, the occurrence of filming is suppressed and the durability of the image forming apparatus main body can be improved.
Furthermore, the influence of the surfactant used when forming the base particles on the chargeability can be more reliably suppressed, and a toner having good chargeability can be provided.
本発明の画像形成用トナーは、高画質高精細の画像を出力させるべく、特に小粒径で球形に近いトナーであることが好ましい。このようなトナーの製造方法としては、水系媒体中で油相を乳化、懸濁又は凝集させトナー母体粒子を形成させる、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法等がある。以下、これらのトナー製造方法、及び前記製造方法において用いる材料、添加剤等について説明する。 The image forming toner of the present invention is preferably a toner having a small particle size and a nearly spherical shape so as to output a high-quality and high-definition image. As a method for producing such a toner, there are a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, a polymer suspension method and the like in which an oil phase is emulsified, suspended or aggregated in an aqueous medium to form toner base particles. Hereinafter, these toner production methods and materials, additives and the like used in the production methods will be described.
(懸濁重合法)
油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、離型剤等を分散し、界面活性剤、その他固体分散剤等が含まれる水系媒体中で後に述べる乳化法によって乳化分散する。その後重合反応を行い粒子化した後に、本発明におけるトナー粒子表面に無機微粒子Aを付着させる湿式処理を行えば良い。その際、余剰にある界面活性剤等を洗浄除去したトナー粒子に処理を施すことが好ましい。
重合性単量体としてアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基を有すアクリレート、メタクリレートなどを一部用いることによってトナー粒子表面に官能基を導入できる。
また、使用する分散剤として酸基や塩基性基を有すものを選ぶことよって粒子表面に分散剤を吸着残存させ、官能基を導入することができる。
(Suspension polymerization method)
A colorant, a release agent and the like are dispersed in an oil-soluble polymerization initiator and a polymerizable monomer, and then emulsified and dispersed by an emulsification method described later in an aqueous medium containing a surfactant and other solid dispersants. Thereafter, after the polymerization reaction to form particles, a wet treatment for attaching the inorganic fine particles A to the toner particle surfaces in the present invention may be performed. At that time, it is preferable to treat the toner particles from which excess surfactant and the like are removed by washing.
Polymerizable monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, acrylamide, methacrylamide, diacetone Functional groups can be introduced on the surface of toner particles by using a part of acrylate or methacrylate such as acrylamide or these methylol compounds, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethyleneimine, dimethylaminoethyl methacrylate and other amino groups. .
Further, by selecting a dispersant having an acid group or a basic group as a dispersant to be used, the dispersant can be adsorbed and left on the particle surface to introduce a functional group.
(乳化重合凝集法)
水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途着色剤、離型剤等を水系媒体中分散した分散体を用意し、混合の後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。その後に後述する無機微粒子Aの湿式処理を行えば良い。ラテックスとして懸濁重合法に使用されうる単量体と同様なものを用いればトナー粒子表面に官能基を導入できる。
(Emulsion polymerization aggregation method)
A water-soluble polymerization initiator and a polymerizable monomer are emulsified in water using a surfactant, and a latex is synthesized by an ordinary emulsion polymerization technique. Separately, a dispersion in which a colorant, a release agent and the like are dispersed in an aqueous medium is prepared, and after mixing, the toner is aggregated to a toner size and heat-fused to obtain a toner. Thereafter, a wet treatment of inorganic fine particles A described later may be performed. A functional group can be introduced on the surface of the toner particles by using a latex similar to the monomer that can be used in the suspension polymerization method.
(ポリマー懸濁法)
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
トナー組成物の油相には、樹脂、プレポリマー、顔料等の着色剤、離型剤、帯電制御剤等を揮発性溶剤に溶解又は分散する。
水系媒体中に、トナー組成物からなる油相を界面活性剤、固体分散剤等の存在下で分散させ、プレポリマーの反応を行わせて粒子化する。その後に後述する無機微粒子Aの湿式処理を行えば良い。
トナー粒子に官能基を導入するには、懸濁重合法で用いた官能基を有する単量体との共重合体や、ポリエステル樹脂の場合には酸の単量体として酸基の官能基を3以上有するものを用いたり、得られたポリエステル樹脂の末端の水酸基をさらに複数の酸基を有する化合物によりエステル化することによって得ることができる。また、後に述べる水系媒体中での分散安定剤として、酸基を有する界面活性剤や極性高分子、有機、無機樹脂微粒子を用い、トナー粒子表面に残存させ酸基を導入することができる。酸基としてはカルボキシル基、スルホン基、スルホン酸基、リン酸基などがあげられる。
(Polymer suspension method)
The aqueous medium used in the present invention may be water alone, or a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of the miscible solvent include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) and the like.
In the oil phase of the toner composition, a colorant such as resin, prepolymer and pigment, a release agent, a charge control agent and the like are dissolved or dispersed in a volatile solvent.
An oil phase composed of a toner composition is dispersed in an aqueous medium in the presence of a surfactant, a solid dispersant and the like, and a prepolymer is reacted to form particles. Thereafter, a wet treatment of inorganic fine particles A described later may be performed.
In order to introduce a functional group into the toner particles, a copolymer with a monomer having a functional group used in the suspension polymerization method, or a functional group of an acid group as an acid monomer in the case of a polyester resin is used. It can be obtained by using one having three or more or esterifying the terminal hydroxyl group of the obtained polyester resin with a compound having a plurality of acid groups. Further, as a dispersion stabilizer in an aqueous medium, which will be described later, an acid group-containing surfactant, polar polymer, organic or inorganic resin fine particles can be used, and an acid group can be introduced by remaining on the toner particle surface. Examples of the acid group include a carboxyl group, a sulfone group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
これらいずれのトナー製造法に共通して、トナー粒子に表面処理を施すことができる。 トナー粒子が形成され、用いた界面活性剤等を洗浄によって除去した後に、本工程を行うことが好ましい。水中に存在している余剰の界面活性剤を濾過、遠心分離等の固液分離操作によって除去し、得られたスラリーを水系媒体中に再分散する。ここに、先に用いた界面活性剤と逆極性の表面処理剤水溶液を、攪拌下徐々に添加する。逆極性の表面処理剤は、トナー粒子固形分に対し0.03〜2質量部で使用することが好ましい。また、この表面処理工程の時間は、0.1〜24時間の範囲で行うことが好ましい。 In any of these toner production methods, the toner particles can be subjected to a surface treatment. This step is preferably performed after the toner particles are formed and the used surfactant and the like are removed by washing. Excess surfactant present in water is removed by solid-liquid separation operations such as filtration and centrifugation, and the resulting slurry is redispersed in an aqueous medium. Here, a surface treatment agent aqueous solution having a polarity opposite to that of the previously used surfactant is gradually added with stirring. The reverse polarity surface treatment agent is preferably used in an amount of 0.03 to 2 parts by mass relative to the solid content of the toner particles. Moreover, it is preferable to perform the time of this surface treatment process in the range of 0.1 to 24 hours.
また、本発明のトナーは、より好ましくは、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中にそれぞれ溶解又は分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 In the toner of the present invention, more preferably, at least a polymer having a site capable of reacting with a compound having an active hydrogen group, a polyester, a colorant, and a release agent are dissolved or dispersed in an organic solvent. It is a toner obtained by subjecting a toner material liquid to a crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous medium. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(変性ポリエステル)
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル(I)を含む。変性ポリエステル(I)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
変性ポリエステル(I)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
(Modified polyester)
The toner according to the present invention contains modified polyester (I) as a binder resin. The modified polyester (I) refers to a state in which a bonding group other than an ester bond is present in the polyester resin, or resin components having different configurations are bonded to the polyester resin by a covalent bond, an ionic bond, or the like. Specifically, the polyester terminal is modified by introducing a functional group such as a carboxylic acid group or an isocyanate group that reacts with a hydroxyl group into the polyester terminal and further reacting with an active hydrogen-containing compound.
Examples of the modified polyester (I) include urea-modified polyester obtained by a reaction between a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and amines (B). As the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, a polyester having a polycondensate of a polyhydric alcohol (PO) and a polyvalent carboxylic acid (PC) and having an active hydrogen group is further added to a polyvalent isocyanate compound (PIC). And those reacted with. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
The urea-modified polyester is produced as follows.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。 多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.). The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプローラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40質量%、好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%である。0.5質量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40質量%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, polyisocyanates; Those blocked with Caprolactam, etc .; and combinations of two or more of these.
The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40% by mass , preferably 1 to 30% by mass , more preferably 2 to 20% by mass. %. If it is less than 0.5% by mass , the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40% by mass , the low-temperature fixability deteriorates.
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
本発明で用いられる変性ポリエステル(I)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル(I)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。この時のピーク分子量は1000〜10000が好ましく、1000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル(I)の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(II)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(I)単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル(I)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
The modified polyester (I) used in the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the modified polyester (I) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, more preferably 30,000 to 1,000,000. The peak molecular weight at this time is preferably 1000 to 10000. When the molecular weight is less than 1000, the elongation reaction hardly occurs, the elasticity of the toner is small, and as a result, the resistance to hot offset deteriorates. On the other hand, when it exceeds 10,000, the problem in production becomes high in the deterioration of fixability, particle formation and pulverization. The number average molecular weight of the modified polyester (I) is not particularly limited when the unmodified polyester (II) described later is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. In the case of (I) alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color device are deteriorated.
In the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B) to obtain the modified polyester (I), a reaction terminator is used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. be able to. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
(未変性ポリエステル)
本発明においては、前記変性されたポリエステル(I)単独使用だけでなく、この(I)と共に、未変性ポリエステル(II)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(II)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(II)としては、前記(I)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(I)と同様である。また、(II)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(I)と(II)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(I)のポリエステル成分と(II)は類似の組成が好ましい。(II)を含有させる場合の(I)と(II)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(I)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
(II)のピーク分子量は、通常1000〜10000、好ましくは2000〜8000、さらに好ましくは2000〜5000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(II)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(II)の酸価は1〜5が好ましく、より好ましくは2〜4である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
(Unmodified polyester)
In the present invention, not only the modified polyester (I) is used alone, but also the unmodified polyester (II) can be contained as a binder resin component together with the (I). By using (II) in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of (II) include polycondensates of polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) similar to the polyester component of (I), and preferred ones are also the same as (I). . Further, (II) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, and may be modified with a urethane bond, for example. It is preferable that (I) and (II) are at least partially compatible in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component (I) and (II) preferably have similar compositions. When (II) is contained, the weight ratio of (I) to (II) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. When the weight ratio of (I) is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
The peak molecular weight of (II) is 1000-10000 normally, Preferably it is 2000-8000, More preferably, it is 2000-5000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (II) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (II) is preferably from 1 to 5, more preferably from 2 to 4. Since a high acid value wax is used as the wax, the low acid value binder leads to electrification and high volume resistance, so that it is easy to match the toner used for the two-component developer.
バインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は通常35〜70℃、好ましくは55〜65℃である。35℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 The glass transition point (Tg) of the binder resin is usually 35 to 70 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is lower than 35 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the toner of the present invention tends to have good heat storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. Show.
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15質量%、好ましくは3〜10質量%である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、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重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、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、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow Lead, Titanium Yellow, Polyazo Yellow, Oil Yellow, Hansa Yellow (GR, A, RN, R), Pigment Yellow L, Benzidine Yellow (G, GR), Permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R) , Tartrazine lake, quinoline yellow lake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phise red, parachlor ortho Nitroani Nreddo, Li Saul Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant mosquitoes over Mi emissions BS, permanent red (F2R, F4R, FRL, FRLL , F4RH), fast scarlet VD, bell cans Fast Rubin B, brilliant scarlet G, Lithol Rubine GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toulouse Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Polya Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalocyani Green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by mass, preferably 3 to 10% by mass with respect to the toner.
The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5質量部の範囲がよい。10質量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
The amount of the charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. Preferably, the range of 0.2-5 mass parts is good. When the amount exceeds 10 parts by mass, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the flowability of the developer is lowered, and the image density is lowered. Invite.
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ローライスワックス等の植物系ワックス、ミツローラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セレシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトローラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, and wood roller wax, animal waxes such as mitorollanoline, mineral waxes such as ozokerite and ceresin, and paraffin, microcrystalline, and petrolatum. And petroleum wax. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
(外添剤)
外添剤としては、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属炭酸化物等の無機微粒子を用いることができる。具体的には、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
さらに、外添剤としては、有機微粒子を用いることができる。具体的には、高分子系微粒子、たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子を用いてもよい。
また、本発明のトナーに用いる外添剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えば、アルキル基、フッ化アルキル基等を含むことのあるシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等のカップリング剤、シリコーンオイル、高級脂肪酸、フッ素化合物などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
とくに、カップリング剤の一例であるシランカップリング剤は、疎水化度、流動性の向上のために使用される。具体的には、シランカップリング剤としては、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤等を使用することができ、さらに、アルコキシシランが好ましい。アルコキシシランとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、I−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、n−ドデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
シリコーンオイルとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等を使用することができ、さらに、フッ素を含有するシロキサン等を用いてもよい。
また、フッ素化合物としては、フッ素原子を有する有機ケイ素化合物が好ましく、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルジクロロシラン、ジメトキシメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシラン、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン等が挙げられる。
さらに、高級脂肪酸としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸をあげることができ、これら高級脂肪酸の金属塩を用いてもよい。具体的には、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、リノール酸亜鉛、リノール酸カルシウム等が挙げることができる。
(External additive)
As the external additive, inorganic fine particles such as a metal oxide, a metal carbide, a metal nitride, and a metal carbonate can be used. Specifically, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth, chromium oxide Cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride and the like.
Furthermore, organic fine particles can be used as the external additive. Specifically, the high-molecular particles, for example, soap-free emulsion polymerization or suspension polymerization, dispersion polystyrene obtained by polymerization of methacrylic acid ester or acrylic acid ester copolymer, silicone, benzoguanamine, polycondensation system such as nylon, heat Polymer particles made of a curable resin may be used.
Further, the external additive used in the toner of the present invention can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents that may contain alkyl groups, fluorinated alkyl groups, titanate coupling agents, coupling agents such as aluminum coupling agents, silicone oils, higher fatty acids, fluorine compounds and the like are preferable surface treatment agents. Can be mentioned.
In particular, a silane coupling agent, which is an example of a coupling agent, is used for improving the degree of hydrophobicity and fluidity. Specifically, as the silane coupling agent, chlorosilane, alkoxysilane, silazane, special silylating agent and the like can be used, and alkoxysilane is more preferable. Examples of the alkoxysilane include vinyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, I-butyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, and n-dodecyltrimethoxy. A silane etc. can be mentioned.
As the silicone oil, polydimethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polydiphenylsiloxane or the like can be used, and fluorine-containing siloxane or the like may be used.
The fluorine compound is preferably an organosilicon compound having a fluorine atom, such as 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexyltrichlorosilane, 3,3,3-trifluoropropyl. Trimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldichlorosilane, dimethoxymethyl-3,3,3-trifluoropropylsilane, 3,3,4,4,5,5,6,6,6- Nonafluorohexylmethyldichlorosilane and the like can be mentioned.
Further, examples of higher fatty acids include stearic acid, oleic acid, palmitic acid, and linoleic acid, and metal salts of these higher fatty acids may be used. Specific examples include zinc stearate, aluminum stearate, copper stearate, magnesium stearate, calcium stearate, zinc oleate, manganese oleate, zinc palmitate, zinc linoleate, and calcium linoleate.
また、本発明のトナーでは、外添剤は、疎水性シリカ微粉末等の無機/有機微粒子をガラスビーズ等の混合媒体とともに混合機内で外添処理する乾式混合を用いる。外添剤の混合は一般の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤の添加は、最初又は途中で適宜添加する。混合機の例としては、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
また、水系及び/又はアルコール系の溶媒中でトナーに外添処理する湿式混合を用いる。この湿式混合は、水系溶媒中に分散させたトナーに、外添剤を投入し、トナー表面に付着させる。また、この外添剤が疎水化処理されている場合は、少量のアルコールなどを併用して界面張力を下げて濡れやすくしてから分散させても良い。その後、加熱して溶媒を除去して固定して、脱離を防止することができる。これによって、外添剤をトナー表面上に均一に分散させることができる。また、水系溶媒中にトナー、外添剤を分散させたときに、界面活性剤添加することにより、トナー表面に均一に外添剤が分散させることができる。さらに、外添剤又はトナーと逆極性の界面活性剤を使用することが好ましい。
In the toner of the present invention, the external additive is dry mixing in which inorganic / organic fine particles such as hydrophobic silica fine powder are externally added in a mixer together with a mixed medium such as glass beads. For mixing external additives, a general mixer is used, but it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. The external additive is appropriately added at the beginning or in the middle. Examples of the mixer include a V-type mixer, a rocking mixer, a Roedige mixer, a Nauter mixer, and a Henschel mixer.
Further, wet mixing is used in which the toner is externally added in an aqueous and / or alcohol solvent. In this wet mixing, an external additive is added to the toner dispersed in an aqueous solvent and adhered to the toner surface. Further, when this external additive has been subjected to a hydrophobic treatment, it may be dispersed after a small amount of alcohol or the like is used in combination to lower the interfacial tension to facilitate wetting. Thereafter, the solvent can be removed by heating and fixed to prevent desorption. As a result, the external additive can be uniformly dispersed on the toner surface. Further, when the toner and the external additive are dispersed in the aqueous solvent, the external additive can be uniformly dispersed on the toner surface by adding the surfactant. Further, it is preferable to use an external additive or a surfactant having a polarity opposite to that of the toner.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100質量部に対し、通常0〜300質量部、好ましくは0〜100質量部、さらに好ましくは25〜70質量部である。
Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
(Toner production method)
1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 mass parts normally with respect to 100 mass parts of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 mass parts, More preferably, it is 25-70 mass parts.
2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000質量部、好ましくは100〜1000質量部である。50質量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000質量部を超えると経済的でない。
2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by mass of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by mass, preferably 100 to 1000 parts by mass. If the amount is less than 50 parts by mass, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by mass, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like. Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount.
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は5〜200nm、好ましくは20〜300nmである。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クローライド、メタクリル酸クローライドなどの酸クローライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
As the resin fine particles, any resin can be used as long as it can form an aqueous dispersion, and it may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Examples thereof include vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicon resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin, two or more of the above resins may be used in combination.
Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained. For example, vinyl resins are polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers, such as styrene- (meth) acrylic acid ester copolymers, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid-acrylic acid esters. Examples thereof include resins such as a polymer, a styrene-acrylonitrile copolymer, a styrene-maleic anhydride copolymer, and a styrene- (meth) acrylic acid copolymer. The average particle size of the resin fine particles is 5 to 200 nm, preferably 20 to 300 nm. In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl Nitrogen compounds such as pyrrolidone, vinylimidazole, ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene Polyoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, poly Polyoxyethylenes such as oxyethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the
3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
5)得られた母体粒子を、10〜30℃の範囲の水系媒体中に再分散させる。そこへ、攪拌下、荷電制御剤を徐々に添加し、その後、先に用いた界面活性剤と逆極性の表面処理剤を徐々に添加する。反応時間は、0.1〜24時間が好ましい。
ここで加える逆極性の界面活性剤としては、以下に示す構造の化合物が、特に好ましい。
5) The obtained base particles are redispersed in an aqueous medium in the range of 10 to 30 ° C. There, the charge control agent is gradually added with stirring, and then the surface treatment agent having the opposite polarity to the surfactant used previously is gradually added. The reaction time is preferably 0.1 to 24 hours.
As the reverse polarity surfactant added here, a compound having the structure shown below is particularly preferable.
6)上記で得られたトナー母体粒子に、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
6) Toner is obtained by externally adding inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles to the toner base particles obtained above.
The external addition of the inorganic fine particles is performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
さらに、本発明のトナーは、体積平均粒径が3.0〜8.0μmの範囲にある。このトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを現像させることができ、高品位の画像を得ることができる。体積平均粒径が3.0μm未満では、多量のトナーを現像させないと適当な画像濃度を得ることができないために現像プロセスへの負担が大きくなり、画像形成装置に用いるには実用上困難である。また、体積平均粒径が8.0μmを越えると、細線の再現性が低下するために高品位の画像を得ることができない。とくに、フルカラー画像では、粒状性が顕著になり、カラーのハーフトーン部の目視上で粗くなり、高品位のカラー画像を得ることが困難である。
また、本発明のトナーは、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)である分散度が1.00〜1.40の範囲にある。分散度を小さくして、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、感光体からの静電転写に際して、感光体上のトナーが均等な電界を受けることで転写率を高くすることができる。
なおこれらの測定であるが、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5mL加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
Furthermore, the toner of the present invention has a volume average particle size in the range of 3.0 to 8.0 μm. By using this toner, the toner can be developed densely with respect to the latent image, and a high-quality image can be obtained. If the volume average particle size is less than 3.0 μm, an appropriate image density cannot be obtained unless a large amount of toner is developed, and thus the burden on the development process increases, making it practically difficult to use in an image forming apparatus. . On the other hand, if the volume average particle diameter exceeds 8.0 μm, the reproducibility of fine lines is lowered, so that a high-quality image cannot be obtained. In particular, in a full-color image, the graininess becomes remarkable, the color halftone part becomes rough visually, and it is difficult to obtain a high-quality color image.
In the toner of the present invention, the degree of dispersion, which is the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn), is in the range of 1.00 to 1.40. By reducing the degree of dispersion and narrowing the particle size distribution, the toner charge amount distribution becomes uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and during electrostatic transfer from a photoreceptor. The transfer rate can be increased by allowing the toner on the photoreceptor to receive a uniform electric field.
In these measurements, examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
First, a surfactant (preferably alkylbenzene phon salt) is added 0.1~5mL as a dispersant in an aqueous electrolyte solution 100-150 mL. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter of the toner can be obtained.
As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
さらに、本発明のトナーは、平均円形度が0.94以上である。平均円形度SR=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長/粒子投影像の周囲長)×100%で定義され、トナーが真球に近いほど100%に近い値となる。円形度の高いトナーは、現像電界の影響を受けやすく、静電潜像の電界に沿って忠実に現像される。微小な潜像ドットを再現する際には緻密で均一な現像がされることで細線再現性が高くなる。また、円形度の高いトナーは、その表面は滑らかで適度な流動性をもつために電界の影響を受けやすく、電界に沿って忠実に転移しやすいために転写率が高くなり、高品位の画像を得ることができる。しかし、トナーの平均円形度が0.94未満では、忠実な現像、転写率の高い転写ができなくなるため、平均円形度は0.94以上が好ましい。
この円形度は、乾式粉砕で製造されるトナーでは、熱的又は機械的に球形化処理する。熱的には、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー母体粒子を噴霧することで球形化処理を行うことができる。また、機械的にはボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌することで、球形化処理することができる。ただし、熱的球形化処理では凝集し粒径の大きいトナー母体粒子又は機械的球形化処理では微粉が発生するために再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。
なお円形度は以下のような方法で測定した。
Further, the toner of the present invention has an average circularity of 0.94 or more. Average circularity SR = (peripheral length of circle having the same area as the projected particle area / perimeter length of projected particle image) × 100%. The closer the toner is to a true sphere, the closer to 100%. Toner having a high degree of circularity is easily affected by the developing electric field, and is developed faithfully along the electric field of the electrostatic latent image. When reproducing minute latent image dots, fine line reproducibility is enhanced by dense and uniform development. In addition, toner with a high degree of circularity has a smooth surface and appropriate fluidity, so it is easily affected by the electric field, and is easily transferred faithfully along the electric field, resulting in a high transfer rate and a high-quality image. Can be obtained. However, if the average circularity of the toner is less than 0.94, faithful development and transfer with a high transfer rate cannot be performed. Therefore, the average circularity is preferably 0.94 or more.
This degree of circularity is thermally or mechanically spheroidized with toner produced by dry grinding. Thermally, for example, the spheronization treatment can be performed by spraying toner base particles together with a hot air stream on an atomizer or the like. In addition, a spheroidizing treatment can be performed by mechanically charging the mixture into a mixer such as a ball mill together with a mixed medium such as glass having a low specific gravity and stirring. However, in the thermal spheronization process, toner base particles that are aggregated and have a large particle size or fine particles are generated in the mechanical spheronization process, and thus a second classification step is required. In addition, in a toner manufactured in an aqueous solvent, the shape can be controlled by applying strong stirring in the process of removing the solvent.
The circularity was measured by the following method.
フロー式粒子像分析装置(Flow Particle Image Analyzer)を使用した測定方法に関して以下に説明する。
トナー、トナー粒子及び外添剤のフロー式粒子像分析装置による測定は、例えば、東亜医用電子社(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−2000を用いて測定することができる。
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10-3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水10mL中にノニオン系界面活性剤(好ましくは和光純薬社製コンタミノンN)を数滴加え、更に、測定試料を5mg加え、超音波分散器STM社製UH−50で20kHz,50W/10cm3の条件で1分間分散処理を行い、さらに、合計5分間の分散処理を行い測定試料の粒子濃度が4000〜8000個/10-3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)の試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
試料分散液は、フラットで偏平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するために、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。結果(頻度%及び累積%)は、0.06−400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
A measurement method using a flow particle image analyzer (Flow Particle Image Analyzer) will be described below.
The measurement of toner, toner particles and external additives using a flow particle image analyzer can be performed using, for example, a flow particle image analyzer FPIA-2000 manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.
The measurement is performed by removing fine dust through a filter, and as a result, in 10 mL of water having 10 to 3 particles in a measurement range (for example, an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm) in 10 −3 cm 3 water. Add a few drops of nonionic surfactant (preferably Contaminone N manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), add 5 mg of the sample to be measured, and use ultrasonic wave disperser STM UH-50 at 20 kHz, 50 W / 10 cm 3 . for 1 minute dispersion treatment, further, the sample dispersion liquid of the total particle concentration of sample was dispersed for 5 minutes from 4000 to 8000 pieces / 10 -3 cm 3 (as the target particles measuring circle equivalent diameter range) The particle size distribution of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm is measured.
The sample dispersion liquid is passed through a flow path (expanded along the flow direction) of a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm). In order to form an optical path that passes across the thickness of the flow cell, the strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter.
In about 1 minute, the equivalent circle diameter of 1200 or more particles can be measured, and the number based on the equivalent circle diameter distribution and the ratio (number%) of particles having a prescribed equivalent circle diameter can be measured. The results (frequency% and cumulative%) can be obtained by dividing the range of 0.06-400 μm into 226 channels (divided into 30 channels per octave). In actual measurement, particles are measured in the range where the equivalent circle diameter is 0.60 μm or more and less than 159.21 μm.
また、本発明のトナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足する。このトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図1は、本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。図1において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)((b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)((c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるために細線の再現性、転写率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
The toner of the present invention has a substantially spherical appearance, and the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio between the thickness and the minor axis. (R3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0, and the relationship of major axis r1 ≧ minor axis r2 ≧ thickness r3 is satisfied. The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. FIG. 1 is a diagram schematically showing the shape of a toner according to the present invention. In FIG. 1, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner of the present invention has a major axis and a minor axis. Ratio (r2 / r1) (see (b)) is 0.5 to 1.0, and ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) (see (c)) is 0.7 to 1.0. It is preferable to be in the range. If the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the separation from the true spherical shape results in poor fine line reproducibility and transfer rate, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
本発明の画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段を有する帯電装置を備える画像形成装置において、少なくとも交互電界を印加して帯電付与する帯電装置と、上述の現像剤を使用する現像装置とを備える。図2は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
以下、図面を参照して説明する。
The image forming apparatus of the present invention will be described.
The image forming apparatus according to the present invention includes at least a charging device that applies charging by applying an alternating electric field in the image forming apparatus that includes a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, and the above-described development. And a developing device using the agent. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the image forming apparatus of the present invention.
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
(中間転写体)
本発明における転写システムの中間転写体の1実施形態について説明する。像担持体としての感光体ドラム(以下、感光体という)10の周りには、帯電装置としての帯電ローラ20、露光装置30、クリーニングブレードを有するクリーニング装置60、除電装置としての除電ランプ70、現像装置40、中間転写体としての中間転写体50とが配設されている。前記中間転写体50は、複数の懸架ローラ51によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印方向に無端状に走行するように構成されている。この前記懸架ローラ51の一部は、中間転写体へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加される。また、前記中間転写体50のクリーニングブレードを有するクリーニング装置90も配設されている。また、前記中間転写体50に対向し、最終転写材としての転写紙100に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ80が配設され、前記転写ローラ80は図示しない電源装置により転写バイアスを供給される。そして、上記中間転写体50の周りには、電荷付与手段としてのコロナ帯電器52が設けられている。
(Intermediate transfer member)
An embodiment of an intermediate transfer member of a transfer system in the present invention will be described. Around a photosensitive drum (hereinafter referred to as a photosensitive member) 10 as an image carrier, a charging
上記現像装置40は、現像剤担持体としての現像ベルト41と、前記現像ベルト41の回りに併設した黒(以下、Bkという)現像ユニット45K、イエロー(以下、Yという)現像ユニット45Y、マゼンタ(以下、Mという)現像ユニット45M、シアン(以下、Cという)現像ユニット45Cとから構成されている。また、前記現像ベルト41は、複数のベルトローラに張り渡され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印方向に無端状に走行するように構成され、上記感光体10との接触部では前記感光体10とほぼ同速で移動する。
各現像ユニットの構成は共通であるので、以下の説明はBk現像ユニット45Kについてのみ行ない、他の現像ユニット45Y、45M、45Cについては、図中でBk現像ユニット45Kにおけるものと対応する部分に、前記ユニットにおけるものに付した番号の後にY、M、Cを付すに止め説明は省略する。現像ユニット45Kは、トナー粒子とキャリア液成分とを含む、高粘度、高濃度の液体現像剤を収容する現像タンク42Kと、下部を前記現像タンク42K内の液体現像剤に浸漬するように配設された汲み上げローラ43Kと、前記汲み上げローラ43Kから汲み上げられた現像剤を薄層化して現像ベルト41に塗布する塗布ローラ44Kとから構成されている。前記塗布ローラ44Kは、導電性を有しており、図示しない電源から所定のバイアスが印加される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置の装置構成としては、図2に示すような装置構成以外にも、図3に示すように、各色の現像ユニットを1つの感光体40の回りに併設した装置構成であってもよい。
The developing
Since the structure of each developing unit is common, the following description will be given only for the
In addition to the apparatus configuration shown in FIG. 2, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a developing unit for each color arranged around one
次に、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。図2において、感光体10を矢印方向に回転駆動しながら帯電ローラ20により一様帯電した後、露光装置30により図示しない光学系で原稿からの反射光を結像投影して前記感光体10上に静電荷像を形成する。この静電荷像は、現像装置40により現像され、顕像としてのトナー像が形成される。現像ベルト41上の現像剤薄層は、現像領域において感光体との接触により薄層の状態で前記ベルト41から剥離し、感光体10上の潜像の形成されている部分に移行する。この現像装置40により現像されたトナー像は、感光体10と等速移動している中間転写体50との当接部(一次転写領域)にて中間転写体50の表面に転写される(一次転写)。3色あるいは4色を重ね合わせる転写を行う場合は、この行程を各色ごとに繰り返し、中間転写体50にカラー画像を形成する。
上記中間転写体50上の重ね合せトナー像に電荷を付与するための上記コロナ帯電器52を、前記中間転写体50の回転方向において、上記感光体10と前記中間転写体50との接触対向部の下流側で、かつ前記中間転写体50と転写紙100との接触対向部の上流側の位置に設置する。そして、このコロナ帯電器52が、前記トナー像に対して、前記トナー像を形成するトナー粒子の帯電極性と同極性の真電荷を付与し、転写紙100へ良好な転写がなされるに十分な電荷をトナー像に与える。上記トナー像は、上記コロナ帯電器52により帯電された後、上記転写ローラ80からの転写バイアスにより、図示しない給紙部から矢印方向に搬送された転写紙100上に一括転写される(二次転写)。この後、トナー像が転写された転写紙100は、図示しない分離装置により感光体10から分離され、図示しない定着装置で定着処理がなされた後に装置から排紙される。一方、転写後の感光体10は、クリーニング装置60よって未転写トナーが回収除去され、次の帯電に備えて除電ランプ70により残留電荷が除電される。
Next, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described. In FIG. 2, the
The
前記中間転写体50の静止摩擦係数は前述したように、好ましくは0.1〜0.6、より好ましくは0.3〜0.5がよい。前記中間転写体50の体積抵抗は数Ωcm以上103Ωcm以下であることが好ましい。体積抵抗を数Ωcm以上103Ωcm以下とすることにより、中間転写体自身の帯電を防ぐとともに、電荷付与手段により付与された電荷が前記中間転写体上に残留しにくくなるので、二次転写時の転写ムラを防止できる。また、二次転写時の転写バイアス印加を容易にできる。
中間転写体の材質は特に制限されず、公知の材料が全て使用できる。その一例を以下に示す。(1)ヤング率(引張弾性率)の高い材料を単層ベルトとして用いたものであり、PC(ポリカーボネート)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PAT(ポリアルキレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)/PAT(ポリアルキレンテレフタレート)のブレンド材料、ETFE(エチレンテトラフロロエチレン共重合体)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料、カーボンブラック分散の熱硬化性ポリイミド等。これらヤング率の高い単層ベルトは画像形成時の応力に対する変形量が少なく、特にカラー画像形成時にレジズレを生じにくいとの利点を有している。(2)上記のヤング率の高いベルトを基層とし、その外周上に表面層または中間層を付与した2〜3層構成のベルトであり、これら2〜3層構成のベルトは単層ベルトの硬さに起因し発生するライン画像の中抜けを防止しうる性能を有している。(3)ゴムおよびエラストマーを用いたヤング率の比較的低いベルトであり、これらのベルトは、その柔らかさによりライン画像の中抜けが殆ど生じない利点を有している。また、ベルトの幅を駆動ロールおよび張架ロールより大きくし、ロールより突出したベルト耳部の弾力性を利用して蛇行を防止するので、リブや蛇行防止装置を必要とせず低コストを実現できる。
中間転写ベルトは、従来からフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等が使用されてきていたが、近年ベルトの全層や、ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。樹脂ベルトを用いたカラー画像の転写は以下の課題がある。
As described above, the static friction coefficient of the
The material of the intermediate transfer member is not particularly limited, and all known materials can be used. An example is shown below. (1) A material having a high Young's modulus (tensile modulus) is used as a single-layer belt. PC (polycarbonate), PVDF (polyvinylidene fluoride), PAT (polyalkylene terephthalate), PC (polycarbonate) / PAT ( Polyalkylene terephthalate) blend materials, ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer) / PC, ETFE / PAT, PC / PAT blend materials, carbon black dispersed thermosetting polyimide, and the like. These single-layer belts having a high Young's modulus have the advantage that the amount of deformation with respect to stress during image formation is small, and registration is not likely to occur particularly during color image formation. (2) A belt having a two- or three-layer structure in which a belt having a high Young's modulus is used as a base layer and a surface layer or an intermediate layer is provided on the outer periphery thereof. Therefore, the line image has a performance capable of preventing the line image from being lost. (3) Belts having a relatively low Young's modulus using rubber and elastomer, and these belts have an advantage that line images are hardly lost due to their softness. In addition, the width of the belt is made larger than that of the drive roll and the tension roll, and the elasticity of the belt ear protruding from the roll is used to prevent meandering, so that a low cost can be realized without the need for ribs or meandering prevention devices. .
Conventionally, fluororesin, polycarbonate resin, polyimide resin, and the like have been used for the intermediate transfer belt. However, in recent years, an elastic belt in which the entire belt layer or a part of the belt is used as an elastic member has been used. The transfer of a color image using a resin belt has the following problems.
カラー画像は通常4色の着色トナーで形成される。1枚のカラー画像には、1層から4層までのトナー層が形成されている。トナー層は1次転写(感光体から中間転写ベルトへの転写)や、2次転写(中間転写ベルトからシートへの転写)を通過することで圧力を受け、トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝集力が高くなると文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜けの現象が発生しやすくなる。樹脂ベルトは硬度が高くトナー層に応じて変形しないため、トナー層を圧縮させやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
また、最近はフルカラー画像を様々な用紙、例えば和紙や意図的に凹凸を付けや用紙に画像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし、平滑性の悪い用紙は転写時にトナーと空隙が発生しやすく、転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めると、トナー層の凝縮力を高めることになり、上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
A color image is usually formed with four colored toners. On one color image, toner layers of 1 to 4 layers are formed. The toner layer receives pressure by passing through the primary transfer (transfer from the photoreceptor to the intermediate transfer belt) and the secondary transfer (transfer from the intermediate transfer belt to the sheet), and the cohesive force between the toners increases. When the cohesive force between the toners increases, the phenomenon of missing characters in the characters and missing edges in the solid portion image tends to occur. Since the resin belt has a high hardness and does not deform according to the toner layer, the toner layer is easily compressed, and the character dropout phenomenon is likely to occur.
Recently, there is an increasing demand for forming full-color images on various papers, for example, Japanese paper, intentionally irregularities, and forming images on paper. However, a paper with poor smoothness is liable to generate toner and voids at the time of transfer, and transfer loss is likely to occur. When the transfer pressure at the secondary transfer portion is increased to improve the adhesion, the condensing power of the toner layer is increased, and the above-described character void is generated.
そこで、シートへの転写に際して弾性ベルトは次の目的で使用される。弾性ベルトは、転写部でトナー層、平滑性の悪い用紙に対応して変形する。つまり、局部的な凹凸に追従して弾性ベルトは変形するため、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ文字の中抜けの無い、平面性の悪い用紙に対しても均一性の優れた転写画像を得ることができる。
弾性ベルトの樹脂は、ポリカーボネート、フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(例えば、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およびスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(例えば、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−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(例えば、シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂およびポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上の組み合わせを使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
Therefore, the elastic belt is used for the following purposes when transferring to the sheet. The elastic belt is deformed corresponding to the toner layer and the paper having poor smoothness at the transfer portion. In other words, since the elastic belt deforms following local irregularities, it is possible to obtain a good adhesion without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, and a paper with poor flatness that has no void in characters. In contrast, a transfer image with excellent uniformity can be obtained.
The elastic belt resin is polycarbonate, fluororesin (ETFE, PVDF), polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer. Styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (for example, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene- Octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (for example, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-methacrylic acid). Acid phenyl copolymer, etc.), styrene -Styrenic resins (monopolymer or copolymer containing styrene or a styrene-substituted product) such as methyl α-chloroacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, methyl methacrylate resin, methacrylic acid Butyl resin, ethyl acrylate resin, butyl acrylate resin, modified acrylic resin (for example, silicone-modified acrylic resin, vinyl chloride resin-modified acrylic resin, acrylic / urethane resin, etc.), vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate copolymer, Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, ionomer resin, polyurethane resin, silica One or a combination of two or more selected from the group consisting of carbon resins, ketone resins, ethylene-ethyl acrylate copolymers, xylene resins and polyvinyl butyral resins, polyamide resins and modified polyphenylene oxide resins can be used. . However, it is a matter of course that the material is not limited to the above materials.
弾性材ゴム、エラストマーとしては、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(例えば、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上の組み合わせを使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。 Elastic rubbers and elastomers include butyl rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene ter Polymer, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, urethane rubber, syndiotactic 1,2-polybutadiene, epichlorohydrin rubber, ricone rubber, fluororubber, polysulfide rubber, polynorbornene rubber, hydrogenated nitrile rubber , Selected from the group consisting of thermoplastic elastomers (for example, polystyrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyamide, polyurea, polyester, fluororesin) It is possible to use one kind or two or more kinds of combinations that. However, it is a matter of course that the material is not limited to the above materials.
抵抗値調節用導電剤に特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではないことは当然である。
表層材料、表層は弾性材料による感光体への汚染防止と、転写ベルト表面への表面摩擦抵抗を低減させてトナーの付着力を小さくしてクリーニング性、2次転写性を高めるものが要求される。たとえばポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上の組み合わせを使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、二酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体、粒子を1種類あるいは2種類以上または粒径が異なるものの組み合わせを分散させ使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成させ表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
There are no particular restrictions on the conductive agent for adjusting the resistance value. For example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum and nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite Conductive metal oxides such as oxides (ATO) and indium oxide-tin oxide composite oxides (ITO), and conductive metal oxides are coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate and calcium carbonate But you can. Of course, the conductive agent is not limited thereto.
The surface layer material and the surface layer are required to prevent contamination of the photoconductor by the elastic material, reduce the surface friction resistance to the transfer belt surface, reduce the adhesion of the toner, and improve the cleaning property and the secondary transfer property. . For example, materials that use one or a combination of two or more of polyurethane, polyester, epoxy resin, etc. to reduce surface energy and improve lubricity, such as fluororesin, fluorine compound, fluorocarbon, titanium dioxide, silicon carbide, etc. One kind or two or more kinds of powders and particles or a combination of those having different particle diameters can be dispersed and used. Further, it is also possible to use a material having a reduced surface energy by forming a fluorine-rich layer on the surface by heat treatment, such as a fluorine-based rubber material.
(帯電装置)
図4は、接触式の帯電装置を用いた画像形成装置の構成を示す概略図である。被帯電体,像担持体としての感光体140は矢印の方向に所定の速度(プロセススピード)で回転駆動される。この感光ドラムに接触させた帯電部材である帯電ローラ160は芯金とこの芯金の外周に同心一体にローラ上に形成した導電ゴム層を基本構成とし、芯金の両端を不図示の軸受け部材等で回転自由に保持させると供に、不図示の加圧手段によって感光ドラムに所定の加圧力で押圧させており、本図の場合はこの帯電ローラ160は感光体140の回転駆動に従動して回転する。帯電ローラ160は、直径9mmの芯金上に100,000Ω・cm程度の中抵抗ゴム層522を被膜して直径16mmに形成されている。
帯電ローラ160の芯金と不図示の電源とは電気的に接続されており、電源により帯電ローラに対して所定のバイアスが印加される。これにより感光体140の周面が所定の極性,電位に一様に帯電処理される。
(Charging device)
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus using a contact-type charging device. The
The core of the charging
本発明で用いられる帯電装置はもちろん上記のような接触式の帯電装置に限定されず非接触でもよいが、帯電装置から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電装置を用いることが好ましい。
さらに、本発明の画像形成装置では、帯電装置に交互電界を印加する。DC(直流)電界では、感光体を−極性に帯電させるために、O3 −とNO3 −が多数形成される。このオゾン、窒素酸化物が感光体上に付着して感光体表面を劣化させる。とくに、感光体表面を硬化させ摩耗が大きくなり、また、摩擦係数が小さくなるために外添剤が付着しやすくなりフィルミングが発生することが多くなる。このために、AC(交流)を重畳させた交互電界を印加することで、オゾン等の発生を押さえ、かつ、感光体を均一に帯電させることができる。とくに、交互電界にすることで、逆極性のH3O+の発生により、オゾンによる感光体の劣化を押さえることができる。
Of course, the charging device used in the present invention is not limited to the contact-type charging device as described above, but may be non-contacting. It is preferable to use an apparatus.
Further, in the image forming apparatus of the present invention, an alternating electric field is applied to the charging device. In a DC (direct current) electric field, a large number of O 3 − and NO 3 − are formed in order to charge the photosensitive member to a negative polarity. The ozone and nitrogen oxides adhere to the photoreceptor and deteriorate the surface of the photoreceptor. In particular, the surface of the photoconductor is hardened and wear increases, and the coefficient of friction decreases, so that external additives are likely to adhere and filming often occurs. For this reason, by applying an alternating electric field on which AC (alternating current) is superimposed, generation of ozone and the like can be suppressed and the photosensitive member can be charged uniformly. In particular, by using alternating electric fields, deterioration of the photoreceptor due to ozone can be suppressed due to the generation of H 3 O + having a reverse polarity.
本発明で使われる帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは例えばZn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。また、ファーブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属または金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電装置とする。 The shape of the charging member used in the present invention may take any form such as a magnetic brush or a fur brush in addition to the roller, and can be selected according to the specifications and form of the image forming apparatus. In the case of using a magnetic brush, the magnetic brush is composed of various ferrite particles such as Zn—Cu ferrite as a charging member, a non-magnetic conductive sleeve for supporting it, and a magnet roll included therein. In addition, when using a fur brush, for example, as a material of the fur brush, a fur treated with carbon, copper sulfide, metal or metal oxide is used, and this is wound around a metal or other conductive core metal. By charging or pasting, it becomes a charging device.
(タンデム型カラー画像形成装置)
図5は、本発明のタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。
タンデム型の画像形成装置には、図5に示すように、各感光体1上の画像を転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送するシートsに順次転写する直接転写方式のものと、図6に示すように、各感光体1上の画像を1次転写装置2によりいったん中間転写体4に順次転写して後、その中間転写体4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置5は転写搬送ベルトであるが,ローラ形状の方式もある。
直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体1を並べたタンデム型画像形成装置Tの上流側に給紙装置6を、下流側に定着装置7を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化する欠点がある。これに対し後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができる。給紙装置6、および定着装置7をタンデム型画像形成装置Tと重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
(Tandem type color image forming device)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the tandem color image forming apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 5, the tandem type image forming apparatus includes a direct transfer system that sequentially transfers an image on each
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former arranges the sheet feeding device 6 on the upstream side of the tandem image forming apparatus T on which the
また、前者は、シート搬送方向に大型化しないためには、定着装置7をタンデム型画像形成装置Tに接近して配置することとなる。そのため、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができず、シートsの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚いシートで顕著となる)や、定着装置7を通過するときのシート搬送速度と、転写搬送ベルトによるシート搬送速度との速度差により、定着装置7が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい欠点がある。これに対し後者は、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるから、定着装置7がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のようなことから、最近は、タンデム型画像形成装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。図6は、本発明のタンデム型カラー画像形成装置であって、中間転写体を有する画像形成装置の構成を示す概略図である。
そして、この種のカラー画像形成装置では、図6に示すように、1次転写後に感光体1上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置8で除去して感光体1表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体4上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置9で除去して中間転写体4表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。
In the former, in order not to increase the size in the sheet conveying direction, the fixing device 7 is disposed close to the tandem type image forming apparatus T. For this reason, the fixing device 7 cannot be disposed with a sufficient margin that allows the sheet s to bend, and an impact when the leading edge of the sheet s enters the fixing device 7 (particularly with a thick sheet) or fixing. There is a drawback that the fixing device 7 tends to affect image formation on the upstream side due to the difference in speed between the sheet conveyance speed when passing through the apparatus 7 and the sheet conveyance speed by the transfer conveyance belt. On the other hand, in the latter case, the fixing device 7 can be disposed with a sufficient margin that the sheet s can be bent, so that the fixing device 7 hardly affects the image formation.
Due to the above, recently, an indirect transfer type among tandem type image forming apparatuses has attracted attention. FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus having an intermediate transfer member, which is a tandem color image forming apparatus of the present invention.
In this type of color image forming apparatus, as shown in FIG. 6, the transfer residual toner remaining on the
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図7は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の画像形成装置の構成を示す概略図である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400は更にその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。複写装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。
そして、図7に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。
そのタンデム画像形成装置20の上には、図7に示すように、更に露光装置21を設ける。一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 shows an embodiment of the present invention and is a schematic diagram showing the configuration of a tandem indirect transfer type image forming apparatus. In the figure,
Then, as shown in FIG. 7, in the illustrated example, it is wound around three
In this illustrated example, an intermediate transfer
Among the three images, four images of yellow, cyan, magenta, and black are arranged on the
An exposure device 21 is further provided on the tandem
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
A fixing
The
In the illustrated example, under such a
さて、いまこのカラー画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を更に反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14,15,16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
Now, when making a copy using this color image forming apparatus, the document is set on the document table 30 of the
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
When a start switch (not shown) is pressed, one of the
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated, and the sheet is fed out from one of the
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
Alternatively, the
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
The sheet after the image transfer is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
上述したタンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば図8に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備えてある。図8に記載された符号について説明すると65は現像スリーブ上現像剤、68は撹拌パドル、69は仕切り板、71はトナー濃度センサ、72は現像スリーブ、73はドクター、75はクリーニングブレード、76はクリーニングブラシ、77はクリーニングローラ、78はクリーニングブレード、79はトナー排出オーガー、80は駆動装置である。
On the other hand, the
Here, the resist roller 49 is generally often used is grounded, Ru possible der applying a bias for removing paper dust of the sheet.
In the tandem
(プロセスカートリッジ)
図8は、本発明のプロセスカートリッジを備えるタンデム型間接転写方式の画像形成装置の構成を示す概略図である。図8において、aはプロセスカートリッジ全体を示し、bは感光体、cは帯電手段、dは現像手段、eはクリーニング手段を示す。
本発明においては、上述の感光体b、帯電装置手段c、現像手段dおよびクリーニング手段e等の構成要素のうち、少なくとも感光体bおよび現像手段dをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
(Process cartridge)
FIG. 8 is a schematic view showing a configuration of a tandem indirect transfer type image forming apparatus including the process cartridge of the present invention. In FIG. 8, a represents the entire process cartridge, b represents a photosensitive member, c represents a charging unit, d represents a developing unit, and e represents a cleaning unit.
In the present invention, at least the photosensitive member b and the developing unit d are integrally combined as a process cartridge among the above-described components such as the photosensitive member b, the charging device unit c, the developing unit d, and the cleaning unit e. The process cartridge is configured to be detachable from a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
(現像ローラ)
上記現像ローラに本発明に係る現像ローラの構成の説明をする。
現像ローラについては金属からなる芯軸(11)の周囲に、ゴム又はエラストマーからなる弾性層を持つようなものや、金属からなるものがあるが、耐久性などの点から、金属ローラが好ましい。更にその周囲に被覆された表面層(13)で構成される。このような現像ローラは、例えば前記例の現像装置又は他の形式の現像装置に良好に用いることができる。
弾性層としては例えば、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、エピクローラヒドリンゴム、ウレタンゴムまたはフォームなど公知のゴム、エラストマーが使用可能である。
表面層についてはこれら弾性層の周囲に、例えばディップ法、スプレーコート、ロールコートなどの種々公知のコーティング、あるいはチューブ状に成形した成形物を被覆することなどにより、表面層を形成する。本発明における現像ローラの表面層はグアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のうち少なくとも1種を含有することを特徴とする現像ローラである。
(Development roller)
The construction of the developing roller according to the present invention will be described for the developing roller.
As for the developing roller, there are those having an elastic layer made of rubber or elastomer around the core shaft (11) made of metal and those made of metal, but a metal roller is preferable from the viewpoint of durability. Furthermore, it is composed of a surface layer (13) coated around it. Such a developing roller can be satisfactorily used in, for example, the developing device of the above example or another type of developing device.
As the elastic layer, for example, a known rubber such as ethylene propylene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, styrene rubber, isoprene rubber, silicone rubber, epicrawler hydrin rubber, urethane rubber or foam can be used.
As for the surface layer, the surface layer is formed around these elastic layers by, for example, coating various known coatings such as a dip method, spray coating, roll coating, or a molded product formed into a tube shape. The surface layer of the developing roller in the present invention is a developing roller characterized by containing at least one of guanamine, a guanamine derivative, and a guanamine-based condensate.
上記一般式(2)及び一般式(3)において、X 1 は水素原子H、又はメチル基などのアルキル基或いはフェニル残基などの脂肪族又は芳香族炭化水素残基であり、また、X 2 、X 3 、X 4 、X 5 は、それぞれ同一又は異なってもよく、水素原子H又はメチロール基、ブチロール基などの低級アルカノール残基、又はメトキシメチル基、ブトキシメチル基などのアルコキシアルキル残基である。また、一般式(3)において、nは整数を示す。
ここで、グアナミンとは、上記一般式(2)において、X 1 及びX 2 〜X 5 が共に水素原子である化合物である。また、グアナミン系縮合物とは、上記一般式(3)で示される縮合物を包含し、グアナミン又はその誘導体等が脱水、脱アルコール反応により縮合した縮合反応物及びいわゆるグアナミン樹脂が包含される。このグアナミン樹脂とは、例えばアセトグアナミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂などを包含し、グアナミン又はその誘導体(グアナミン類)とホルムアルデヒド等との反応により得られた樹脂の総称である。樹脂用原料又は塗料用原料として市販されているものが使用可能である。
これらを現像ローラ表面層に含有させることにより、前述の発明の目的であるトナーに長期にわたって安定した立ち上がりに優れた、帯電量を付与し、現像時のゴーストを発生させないことが可能であることを見いだした。更に主鎖もしくは側鎖末端にヒドロキシル基_水酸基_を含有する樹脂またはプレポリマーと、グアナミン、グアナミン誘導体あるいはグアナミン系縮合物のうち1種以上との架橋反応物をさせることにより、感光体汚染性やトナーのタッキングの防止に効果的である。
In the above general formulas (2) and (3), X 1 is a hydrogen atom H, an alkyl group such as a methyl group or an aliphatic or aromatic hydrocarbon residue such as a phenyl residue, and X 2 , X 3 , X 4 and X 5 may be the same or different and each represents a hydrogen atom H or a lower alkanol residue such as a methylol group or a butyrol group, or an alkoxyalkyl residue such as a methoxymethyl group or a butoxymethyl group. is there. Moreover, in General formula (3), n shows an integer.
Here, guanamine is a compound in which X 1 and X 2 to X 5 are both hydrogen atoms in the general formula (2). The guanamine-based condensate includes a condensate represented by the above general formula (3), and includes a condensate obtained by condensation of guanamine or a derivative thereof by dehydration and dealcoholization reaction, and a so-called guanamine resin. This guanamine resin includes, for example, acetoguanamine resin, benzoguanamine resin, and the like, and is a general term for resins obtained by reaction of guanamine or its derivatives (guanamines) with formaldehyde and the like. Commercially available materials for resin or paint can be used.
By incorporating these in the surface layer of the developing roller, it is possible to give the toner, which is the object of the above-described invention, an excellent amount of charge that is stable over a long period of time and to prevent generation of ghosts during development. I found it. Furthermore, by causing a crosslinking reaction product of a resin or prepolymer containing a hydroxyl group_hydroxyl group_ at the terminal of the main chain or side chain and at least one of guanamine, a guanamine derivative or a guanamine-based condensate, photoconductor contamination. This is effective in preventing toner tacking.
(実施例)
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、下記において「部」は質量部を、「%」は質量%を意味する。
(Example)
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, “part” means part by mass, and “%” means mass%.
以下に、本発明に係るトナーの具体的な製造方法について説明する。
<樹脂微粒子エマルションの合成>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン80部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、チオグリコール酸ブチル12部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で4時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液を得た。これを、[微粒子分散液1]とする。前記[微粒子分散液1]をレーザー回折式粒度分布測定器(LA−920 島津製作所製)で測定した体積平均粒径は、100nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。前記樹脂分のTgは52℃であり、重量平均分子量は28000であった。
Hereinafter, a specific method for producing the toner according to the present invention will be described.
<Synthesis of resin fine particle emulsion>
In a reaction vessel in which a stir bar and a thermometer were set, 683 parts of water, 11 parts of sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 80 parts of styrene, 83 parts of methacrylic acid, When 110 parts of butyl acrylate, 12 parts of butyl thioglycolate and 1 part of ammonium persulfate were added and stirred for 15 minutes at 400 rpm, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the system temperature to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 4 hours, and an aqueous vinyl resin (a copolymer of styrene-methacrylic acid-butyl acrylate-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt). A dispersion was obtained. This is designated as [fine particle dispersion 1]. The volume average particle diameter of the [fine particle dispersion 1] measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (LA-920, manufactured by Shimadzu Corporation) was 100 nm. A portion of [Fine Particle Dispersion 1] was dried to isolate the resin component. The resin content had a Tg of 52 ° C. and a weight average molecular weight of 28,000.
<水相の調製>
水990部、[微粒子分散液1]65部、ドデシルジフェニルェーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノール MON−7 三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
<Preparation of aqueous phase>
990 parts of water, 65 parts of [fine particle dispersion 1], 37 parts of a 48.5% aqueous solution of sodium dodecyl diphenyl ether disulfonate (ELEMINOL MON-7 manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 90 parts of ethyl acetate were mixed and stirred to give a milky white color Obtained liquid. This is designated [Aqueous Phase 1].
<非反応性樹脂の合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で6時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、非反応性樹脂[A]のポリエステルを得た。非反応性樹脂[A]は、数平均分子量2500、重量平均分子量7100、Tg46℃、酸価24であった。
<Synthesis of non-reactive resin>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen inlet tube, 229 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 529 parts of bisphenol A propylene oxide 3-mole adduct, 208 parts terephthalic acid, 46 parts adipic acid and
上記非反応性樹脂[A]の製造方法において、無水トリメリット酸の添加量を変更し、酸価が以下の値となるように調整を行って、非反応性樹脂[B]〜[D]を得た。
ここで酸価の測定については、JISK0070にある規定の方法を使用した。ただし、サンプルが溶解しない場合は溶媒にジオキサンまたはテトラヒドロフランなどの溶媒を用いる。またGPCによる分子量の測定(主結着着樹脂)については、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
In the method for producing the non-reactive resin [A], the amount of trimellitic anhydride added is changed, and the acid value is adjusted to the following value to adjust the non-reactive resins [B] to [D]. Got.
Here, for the measurement of the acid value, the specified method described in JISK0070 was used. However, if the sample does not dissolve, a solvent such as dioxane or tetrahydrofuran is used as the solvent. As for the molecular weight measurement (main binder resin) by GPC, the molecular weight of the chromatogram by gel permeation chromatography (GPC) is measured under the following conditions.
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mLの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μL注入して測定する。 Resin adjusted to 0.05-0.6 mass% as sample concentration by stabilizing the column in a heat chamber at 40 ° C., and flowing tetrahydrofuran (THF) as a solvent at a flow rate of 1 mL / min. A THF sample solution of 50 to 200 μL is injected and measured.
<中間体ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応し[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
<Synthesis of intermediate polyester>
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 682 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 81 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 283 parts of terephthalic acid,
<少なくとも活性水素基を有する化合物と反応可能な変性されたポリエステル系樹脂(以下、「プレポリマー1」と称する。)の合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、前記[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。
<Synthesis of Modified Polyester Resin (hereinafter referred to as “
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 410 parts of the above [intermediate polyester 1], 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate were added and reacted at 100 ° C. for 5 hours. ] Was obtained. [Prepolymer 1] had a free isocyanate mass% of 1.53%.
<ケチミンの合成>
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
<Synthesis of ketimine>
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 170 parts of isophoronediamine and 75 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain [ketimine compound 1]. The amine value of [ketimine compound 1] was 418.
<マスターバッチの合成>
水1200部、カーボンブラック(キャボット社製、リーガル400R)40部、前記非反応性樹脂[A]60部を、さらには水30部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
<Synthesis of master batch>
1200 parts of water, 40 parts of carbon black (manufactured by Cabot, Regal 400R), 60 parts of the non-reactive resin [A], and further 30 parts of water are added and mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining). Was kneaded at 150 ° C. for 30 minutes using two rolls, rolled and cooled, and pulverized with a pulverizer to obtain [Masterbatch 1].
<油相の作製>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記非反応性樹脂[A]400部、カルナバワックス110部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、ワックスの分散を行った。次いで、前記非反応性樹脂[A]の65%酢酸エチル溶液1324部、前記の[無機微粒子1]34部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・ワックス分散液1]を得た。[顔料・ワックス分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
< Production of oil phase>
In a container equipped with a stir bar and a thermometer, 400 parts of the non-reactive resin [A], 110 parts of carnauba wax, and 947 parts of ethyl acetate are charged, heated to 80 ° C. with stirring, and maintained at 80 ° C. for 5 hours. After that, it was cooled to 30 ° C. at 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch 1] and 500 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution 1].
[Liquid material 1] is transferred to 1324 parts of the reaction container and dispersed using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co.),
<乳化>
[顔料・ワックス分散液1]648部、[プレポリマー1]を154部、[ケチミン化合物1]8.5部、を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数10000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
すなわち、樹脂微粒子を含む水系媒体中で分散させると共に伸長反応が行なわれる。
<Emulsification>
[Pigment / Wax Dispersion 1] 648 parts, [Prepolymer 1] 154 parts, [Ketimine Compound 1] 8.5 parts in a container, TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika) 1 After mixing for 1 minute, 1200 parts of [Aqueous Phase 1] was added to the container and mixed with a TK homomixer at a rotation speed of 10,000 rpm for 20 minutes to obtain [Emulsion Slurry 1].
That is, it is dispersed in an aqueous medium containing resin fine particles and an elongation reaction is performed.
<脱溶剤>
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
<Desolvent>
[Emulsion slurry 1] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and after removing the solvent at 30 ° C. for 8 hours, aging was carried out at 45 ° C. for 4 hours to obtain [Dispersion slurry 1].
<洗浄・乾燥>
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い、ケーキ状物を得た。これを、[母微粒子A]とする。[母微粒子A]の酸価は、18.8であった。
<Washing and drying>
[Dispersion Slurry 1] After filtering 100 parts under reduced pressure,
(1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered.
(2): 100 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution was added to the filter cake of (1), mixed with a TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filtered under reduced pressure.
(3): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (2), mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered.
(4): 300 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes), and then filtered twice to obtain a cake. . This is referred to as [mother fine particles A]. The acid value of [base fine particle A] was 18.8.
<表面処理>
(1):[母微粒子A]の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)する。
(2):N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))を1%メタノール水溶液とする。
(3):(1)のスラリーを温度調整により2℃とし、温度維持しながら、攪拌下(2)を所定量投入し、60分間攪拌を行う。
(4):ろ過分離し、得られたケーキを40℃、24時間減圧乾燥し、トナー母体粒子を得た。
<Surface treatment>
(1): Add 100 parts of ion-exchanged water to the filter cake of [mother fine particles A], and mix with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes).
(2): N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name Aftergent 310 (manufactured by Neos)) is used as 1% aqueous methanol solution. .
(3): The slurry of (1) is adjusted to 2 ° C. by adjusting the temperature, and while maintaining the temperature, a predetermined amount of (2) is added with stirring, and stirring is performed for 60 minutes.
(4): The product was separated by filtration, and the resulting cake was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain toner base particles.
<外添剤処理>
上記で得られたトナー母体粒子100部に疎水性シリカRX−200(日本アエロジル社製)1.5部をヘンシェルミキサーに混合して[トナー1]を得た。
<External additive treatment>
A mixture of hydrophobic silica RX-200 (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 1.5 parts to 100 parts of the toner base particles obtained as described above in a Henschel mixer to obtain a toner 1].
(実施例2)
<表面処理>において、[母微粒子A]のスラリー温度を15℃に変更した以外は、[トナー1]と同様にして[トナー2]を得た。
(Example 2)
[Toner 2] was obtained in the same manner as [Toner 1] except that in [Surface Treatment], the slurry temperature of [Base Particle A] was changed to 15 ° C.
(実施例3)
<表面処理>において、[母微粒子A]のスラリー温度を25℃に変更した以外は、[トナー1]と同様にして[トナー3]を得た。
(Example 3)
In [Surface Treatment], [Toner 3] was obtained in the same manner as [Toner 1] except that the slurry temperature of [Base Particle A] was changed to 25 ° C.
(実施例4)
<表面処理>において、[母微粒子A]のスラリー温度を40℃に変更した以外は、[トナー1]と同様にして[トナー4]を得た。
Example 4
In [Surface Treatment], [Toner 4] was obtained in the same manner as [Toner 1] except that the slurry temperature of [Base Particle A] was changed to 40 ° C.
(実施例5)
<表面処理>において、N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))1%メタノール水溶液を、5%に変更した以外は、[トナー2]と同様にして[トナー5]を得た。
(Example 5)
In <Surface Treatment>, N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name: Footgent 310 (manufactured by Neos)) 1% aqueous methanol solution [Toner 5] was obtained in the same manner as [Toner 2] except that the content was changed to 5%.
(実施例6)
<表面処理>において、N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))1%メタノール水溶液を、5%に変更したこと以外は、「トナー4」と同様にして「トナー6」を得た。
(Example 6)
In <Surface Treatment>, N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name: Footgent 310 (manufactured by Neos)) 1% aqueous methanol solution “Toner 6” was obtained in the same manner as “Toner 4” except that the content was changed to 5%.
(実施例7)
<表面処理>において、N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))1%メタノール水溶液を0.3%に変更したこと以外は、[トナー2]と同様にして[トナー7]を得た。
(Example 7)
In <Surface Treatment>, N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name: Footgent 310 (manufactured by Neos)) 1% aqueous methanol solution [Toner 7] was obtained in the same manner as [Toner 2] except that the content was changed to 0.3%.
(実施例8)
<表面処理>において、N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))を1%メタノール水溶液添加後の、[母微粒子A]のスラリー攪拌時間を6分間としたこと以外は、[トナー1]と同様にして[トナー8]を得た。
(Example 8)
In <Surface Treatment>, N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name: Footgent 310 (manufactured by Neos)) was added to 1% aqueous methanol solution. [Toner 8] was obtained in the same manner as [Toner 1] except that the slurry stirring time of [Mother fine particles A] after addition was 6 minutes.
(実施例9)
<表面処理>において、N、N、N−トリメチル−[3−(4−ぺルフロロノネニルオキシベンズアミド)プロピル]アンモニウム、ヨージド(製品名フタージェント310(ネオス社製))を1%メタノール水溶液添加後の、[母微粒子A]のスラリー攪拌時間を30(0.5)時間としたこと以外は、[トナー1]と同様にして[トナー9]を得た。
Example 9
In <Surface Treatment>, N, N, N-trimethyl- [3- (4-perfluorononenyloxybenzamido) propyl] ammonium, iodide (product name: Footgent 310 (manufactured by Neos)) was added to 1% aqueous methanol solution. [Toner 9] was obtained in the same manner as [Toner 1] except that the slurry stirring time of [Mother fine particles A] after addition was 30 (0.5) hours.
(トナー10)
<混練粉砕法>
<線状ポリエステル樹脂の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物320部、ビスフェノールA・EO2モル付加物480部、テレフタル酸200部、フタル酸65部及び重縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、225℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、室温まで冷却後粉砕して線状ポリエステル樹脂M−1を得た。樹脂M−1はTHF不溶分を含有しておらず、その酸価は14、水酸基価は40、Tgは59℃、数平均分子量は5100、重量平均分子量は22000、ピークトップ分子量は4400であった。
(Toner 10)
<Kneading and grinding method>
<Synthesis of linear polyester resin>
As a polycondensation catalyst, 320 parts of bisphenol A / EO2 molar adduct, 480 parts of bisphenol A / EO2 molar adduct, 200 parts of terephthalic acid, 65 parts of phthalic acid and a polycondensation catalyst. 2 parts of potassium titanyl oxalate was added and reacted at 225 ° C. for 10 hours while distilling off the water generated under a nitrogen stream. Subsequently, it was made to react under reduced pressure of 5-20 mmHg, and after cooling to room temperature, it grind | pulverized and the linear polyester resin M-1 was obtained. Resin M-1 did not contain THF-insoluble matter, and had an acid value of 14, a hydroxyl value of 40, a Tg of 59 ° C., a number average molecular weight of 5100, a weight average molecular weight of 22000, and a peak top molecular weight of 4400. It was.
<マスターバッチの作製>
線状ポリエステル樹脂M−1を使用して、顔料、ポリエステル樹脂、純水を1:1:0.5の割合で、混合し、2本ロールにより混練した。混練を70℃で行い、その後、ロール温度を120℃まで上げて、水を蒸発させマスターバッチを予め作製した。
バインダ樹脂M−1:100部
ブラック顔料(カーボンブラック):100部
純水:50部
< Preparation of master batch>
Using the linear polyester resin M-1, a pigment, a polyester resin, and pure water were mixed at a ratio of 1: 1: 0.5 and kneaded by two rolls. Kneading was performed at 70 ° C., and then the roll temperature was raised to 120 ° C. to evaporate water and prepare a master batch in advance.
Vine Da resins M-1: 100 parts of black pigment (carbon black) 100 parts Pure water: 50 parts
<非線状ポリエステル樹脂の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入菅の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物400部、ビスフェノールA・P03モル付加物269部、トリメリト酸50部、テレフタル酸278部、無水フタル酸40部及び重縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が10以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸6部を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕して非線状ポリエステル樹脂H−1を得た。
樹脂H−1はTHF不溶分を5%含有しており、その酸価は13、水酸基価は67、Tgは70℃、数平均分子量は9600、重量平均分子量は45000、ピークトップ分子量は11000であった。
ポリエステル樹脂M−1:10部
ポリエステル樹脂H−1:90部
マスターバッチ:20部
エステルワックス:3部
(酸価:5mgKOH/g、Mw:1600、粒度:120μm)
上記処方と同じになるように、材料をヘンシェルミキサー[三井三池化工機(株)製FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練物温度が120℃で混練した。次いで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し体積平均粒径が6.8μmのトナー母粒子Fを得た。
次いで、トナー母粒子Fをイオン交換水で水系媒体中に分散させた後、1時間攪拌を続け十分にトナー母粒子Fを湿潤させた。その後、濾過し、トナー母粒子の濾過ケーキを得た。その後は、トナー2の<表面処理>以降と同様の処理を行い、[トナー10]を得た。
<Synthesis of non-linear polyester resin>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen introducing tank, 400 parts of bisphenol A ·
Resin H-1 contains 5% of THF-insoluble matter, its acid value is 13, hydroxyl value is 67, Tg is 70 ° C., number average molecular weight is 9600, weight average molecular weight is 45000, peak top molecular weight is 11000. there were.
Polyester resin M-1: 10 parts Polyester resin H-1: 90 parts Masterbatch: 20 parts Ester wax: 3 parts (acid value: 5 mg KOH / g, Mw: 1600, particle size: 120 μm)
As the same as the formulation described above were preliminarily mixed using Hensherumiki Sir Mitsui Miike Machinery Co., Ltd. FM10B] to the material, the kneaded product in a twin-screw kneader [Corporation Ikegai Ltd. PCM-30] The kneading was performed at a temperature of 120 ° C. After that it was finely pulverized using a supersonic jet pulverizer lab jet [Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.] in the next doctor, classified to the volume average particle size in the air classifier [Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd., MDS-I] Toner base particles F of 6.8 μm were obtained.
Next Ide, after the toner mother particles F dispersed in an aqueous medium with ion exchange water, wetted sufficiently toner mother particles F stirred for 1 hour. Thereafter, filtration was performed to obtain a filter cake of toner base particles. After that, do the processing of <Surface Treatment> later the same way of the
(トナー11)
[非反応性樹脂A]をすべて[非反応性樹脂C]に変更した以外は、実施例1と同様の方法で<油相の作製>、<乳化>、<脱溶剤>、<洗浄・乾燥>を行って、[母微粒子C]を得た。[母微粒子C]の酸価は5.2であった。
さらに、[母微粒子C]の<表面処理>をトナー2と同様の条件で行い、その後の外添剤処理を実施例1と同様に行って、トナー11を得た。
(Toner 11)
< Production of oil phase>, <Emulsification>, <Desolvation>, <Washing / drying in the same manner as in Example 1 except that [Nonreactive resin A] was changed to [Nonreactive resin C]. Was performed to obtain [Mother fine particles C]. The acid value of [base fine particle C] was 5.2.
Further, the <surface treatment> of [base fine particles C] was performed under the same conditions as in the
(トナー12)
[非反応性樹脂A]をすべて[非反応性樹脂B]に変更した以外は、実施例1と同様の方法で<油相の作製>、<乳化>、<脱溶剤>、<洗浄・乾燥>を行って、[母微粒子B]を得た。[母微粒子B]の酸価は10.5であった。
さらに、[母微粒子B]の<表面処理>を、実施例2と同様の条件で行い、その後の外添剤処理をトナー1と同様に行って、トナー12を得た。
(Toner 12)
< Production of oil phase>, <Emulsification>, <Desolvation>, <Washing / drying in the same manner as in Example 1 except that [Nonreactive resin A] was changed to [Nonreactive resin B]. Was performed to obtain [Mother fine particles B]. The acid value of [base fine particle B] was 10.5.
Further, the <surface treatment> of [base fine particles B] was performed under the same conditions as in Example 2, and the subsequent external additive treatment was performed in the same manner as in
(トナー13)
[非反応性樹脂A]をすべて[非反応性樹脂D]に変更した以外は、実施例1と同様の方法で<油相の作製>、<乳化>、<脱溶剤>、<洗浄・乾燥>を行って、[母微粒子D]を得た。[母微粒子D]の酸価は1.5であった。
さらに、[母微粒子D]の<表面処理>を、実施例2と同様の条件で行い、その後の外添剤処理を実施例1と同様に行って、トナー13を得た。
(Toner 13)
< Production of oil phase>, <Emulsification>, <Desolvation>, <Washing / drying in the same manner as in Example 1 except that [Nonreactive resin A] was changed to [Nonreactive resin D]. > To obtain [Mother fine particles D]. The acid value of [base fine particle D] was 1.5.
Further, the <surface treatment> of [base fine particles D] was performed under the same conditions as in Example 2, and the subsequent external additive treatment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain Toner 13.
(トナー14)
以下の点を変更した以外は、トナー2と同様にしてトナー14を得た。
<表面処理>
(1):[母微粒子A]の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)する。
(2):ボントロンE−84(クラリアント製)を1%メタノール水溶液とする。
(3):(1)のスラリーを温度調整により2℃とし、温度維持しながら、攪拌下(2)を所定量投入し、60分間攪拌を行う。
(4):ろ過分離し、得られたケーキを40℃、24時間減圧乾燥し、トナー母体粒子を得た。
(Toner 14)
A
<Surface treatment>
(1): Add 100 parts of ion-exchanged water to the filter cake of [mother fine particles A], and mix with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes).
(2): Bontron E-84 (manufactured by Clariant) is used as a 1% aqueous methanol solution.
(3): The slurry of (1) is adjusted to 2 ° C. by adjusting the temperature, and while maintaining the temperature, a predetermined amount of (2) is added with stirring, and stirring is performed for 60 minutes.
(4): The product was separated by filtration, and the resulting cake was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain toner base particles.
(トナー15)
以下の点を変更した以外は、トナー2と同様にしてトナー15を得た。
<表面処理>
(1):[母微粒子A]の濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)する。
(2):ボントロンE−84(クラリアント製)を1%メタノール水溶液とする。
(3):(1)のスラリーを温度調整により2℃とし、温度維持しながら、攪拌下(2)を所定量投入し、60分間攪拌を行う。
(4):ろ過分離し、得られたケーキを40℃、24時間減圧乾燥し、トナー母体粒子を得た。
(Toner 15)
A toner 15 was obtained in the same manner as the
<Surface treatment>
(1): Add 100 parts of ion-exchanged water to the filter cake of [mother fine particles A], and mix with a TK homomixer (rotation speed: 12,000 rpm for 10 minutes).
(2): Bontron E-84 (manufactured by Clariant) is used as a 1% aqueous methanol solution.
(3): The slurry of (1) is adjusted to 2 ° C. by adjusting the temperature, and while maintaining the temperature, a predetermined amount of (2) is added with stirring, and stirring is performed for 60 minutes.
(4): The product was separated by filtration, and the resulting cake was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 24 hours to obtain toner base particles.
(トナー16)
以下の点を変更した以外は、トナー1と同様にしてトナー16を得た。
<表面処理>
[母微粒子A]100部と、構造式(1)で表される含フッ素4級アンモニウム塩化合物3部をハイブリダイザーで表面打ち込みを行い、トナー母体粒子を得た。
(Toner 16)
A
<Surface treatment>
[Base particles A] 100 parts and 3 parts of a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound represented by the structural formula (1) were surface-implanted with a hybridizer to obtain toner base particles.
トナー1から16、[母微粒子A]ないし[母微粒子F]の体積平均粒径(Dv)、及びこれと個数平均粒径(Dn)との比を表11に示す。
Table 11 shows the volume average particle diameter (Dv) of
〔現像ローラの例〕
[現像ローラA]
φ20mmSUS芯軸の外径研削をおこない、次に下記組成からなる表面層をスプレーコートによって形成、150℃×1時間の焼成を行なった。
アクリル樹脂70質量部
ベンゾグアナミン30質量部
[Example of developing roller]
[Developing roller A]
The outer diameter of the φ20 mm SUS core shaft was ground, and then a surface layer having the following composition was formed by spray coating, followed by baking at 150 ° C. for 1 hour.
70 parts by mass of
[現像ローラB]
φ20mmSUS芯軸の外径研削をおこない、下記組成からなる表面層をスプレーコートによって形成、150℃×1時間の焼成を行なった。
架橋アクリルポリオール70質量部
ポリイソシアネート30質量部
[Developing roller B]
The outer diameter of the φ20 mm SUS core shaft was ground, a surface layer having the following composition was formed by spray coating, and firing was performed at 150 ° C. for 1 hour.
Cross-linked
(評価方法)
IPSIO COLOR6000改造機を作製し、実施した。
(地かぶり)
評価機にて3万枚実施後、カートリッジの交換後白紙現像通紙の際に停止させ、感光体上の自汚れ分をテープに転写させ、IDを測定した0.03以上は字汚れ危険領域0.05以上では地汚れとなるレベルとなる。
(現像ゴースト)
評価機にて3万枚実施後、カートリッジの交換後画像出力し、ゴーストの発生部分と未発生部分との濃度差が0.1未満のものを○、濃度差が0.1〜0.15のものを△、濃度差が0.2以上のものを×とした。
(定着性)
定着ローラ表面温度を120〜220℃まで変化させてベタ画像を出力し、画像上のトナーをテープ転写して、テープの汚れ具合を4段階で評価した。テープの汚れが基準以下のである温度を定着下限温度、ホットオフセットにより画像光沢が減少し始める温度を定着上限温度とし、その差を定着性とした。
温度域が50度以上あれば「○」、35〜50までを「△」、30度以下を「×」とした。
(フィルミング)
3万枚通紙後の、現像スリーブと感光体の汚れ具合により判断した。汚れなしの場合は「○」、汚れはあるものの、画像や帯電性等には影響を与えないレベルのものを「△」、画像に影響を与えるものを「×」とした。
(Evaluation methods)
An IPSIO COLOR6000 modified machine was made and implemented.
(Ground cover)
After 30,000 sheets carried by evaluator causes locked stop during replacement following blank developing sheet passing of the cartridge, the self dirt content on the photoreceptor is transferred to a tape, 0.03 or more was measured ID is shaped dirt dangerous If the area is 0.05 or more, it becomes a level of background contamination.
(Development ghost)
After performing 30,000 sheets with an evaluator, the image is output after the cartridge is replaced, and the density difference between the ghost occurrence part and the non-occurrence part is less than 0.1, and the density difference is 0.1 to 0.15 Those having a density difference of 0.2 or more were marked with ×.
(Fixability)
The fixing roller surface temperature was changed from 120 to 220 ° C. to output a solid image, the toner on the image was transferred to a tape, and the degree of contamination of the tape was evaluated in four stages. The temperature at which the smudge of the tape was below the standard was defined as the minimum fixing temperature, the temperature at which image gloss began to decrease due to hot offset was defined as the maximum fixing temperature, and the difference was defined as the fixing property.
If the temperature range was 50 ° C. or higher, “◯” was set, and “35” to 35-50 were set as “Δ”, and 30 ° or lower were set as “X”.
(Filming)
Judgment was made based on the degree of soiling between the developing sleeve and the photoreceptor after passing 30,000 sheets. “◯” indicates no stain, “Δ” indicates that there is a stain but does not affect the image or chargeability, and “X” indicates that the image is affected.
なお、構造式(1)で示される表面処理剤以外のものを使用すると、地汚れやフィルミングの発生が認められた。また、表面処理剤の処理を水系媒体中で行わず、打ち込みによって行った場合は、フィルミングの発生が認められ、定着性に劣るものとなった。 In addition, generation | occurrence | production of background dirt and filming was recognized when things other than the surface treating agent shown by Structural formula (1) were used. Further, when the surface treatment agent was not treated in an aqueous medium but by driving, filming was observed and the fixability was poor.
10 中間転写体
14、15、16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成部
21 露光装置
22 2次転写装置(転写ローラ)
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト(定着フィルム)
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 感光体
41 現像ベルト
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46、48 給紙路
47 搬送ローラ
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
60a 帯電ローラ
60b ブラシローラ
60c 芯金
60d 導電ゴム層
60e ブラシ部
60f 電源
61 現像装置
62 1次転写装置
63 クリーニング装置
64 除電装置(除電ランプ)
100 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
DESCRIPTION OF
23
27
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記トナーが、
少なくとも結着樹脂、離型剤、着色剤を含有し、酸価が10〜18.8のトナー組成物母微粒子を水系媒体中に分散させて作製し、前記水系媒体中、10〜30℃の範囲で、含フッ素4級アンモニウム塩化合物により前記母微粒子表面を処理する表面処理工程を経て得られ、
かつ最表面に外添剤を有するトナーであって、
前記現像ローラ外周及び規制部材の表面層に、グアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のうち少なくとも1種を含有する
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 A developing roller and a regulating member that uniformly regulates the layer thickness of the developer supplied onto the developing roller are provided, and the surface of the image carrier is brought into contact with or close to the image carrier on which the electrostatic latent image is formed while rotating. In a non-magnetic one-component development method for visualizing the electrostatic latent image by supplying toner,
The toner is
At least a binder resin, a releasing agent, a colorant, a toner composition Monohaha microparticles acid value from 10 to 18.8 is dispersed in an aqueous medium papermaking work, in the aqueous medium, 10 to 30 ° C. In the range of, obtained through a surface treatment step of treating the surface of the mother fine particles with a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound,
And a toner having an external additive on the outermost surface ,
The surface layer before Symbol developing roller periphery and regulating member, guanamine, guanamine derivatives, non-magnetic one-component developing method which is characterized by containing at least one of guanamine condensate.
前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物が、下記式(1)で示される化合物である
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The nonmagnetic one-component developing method according to claim 1,
The fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is a compound represented by the following formula (1)
And a non-magnetic one-component developing method.
前記表面処理工程における表面処理時間が、0.1〜24時間である
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The non-magnetic one-component developing method according to claim 1 or 2,
The nonmagnetic one-component developing method, wherein the surface treatment time in the surface treatment step is 0.1 to 24 hours .
前記トナーのガラス転移点が45〜60℃の範囲にある
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 In the nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 3,
A nonmagnetic one-component developing method, wherein the toner has a glass transition point in the range of 45 to 60 ° C.
前記表面処理工程が、塩交換による化学結合反応を伴って進行するものである
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 In the nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 4,
The non-magnetic one-component developing method , wherein the surface treatment step proceeds with a chemical bonding reaction by salt exchange .
前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物の添加量が、前記トナー組成物100質量部に対して0.03〜5質量部である
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 In the nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 5,
The nonmagnetic one-component developing method , wherein the addition amount of the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is 0.03 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner composition .
前記含フッ素4級アンモニウム塩化合物の添加量が、前記トナー組成物100質量部に対して0.03〜2質量部である
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The non-magnetic one-component developing method according to claim 6 ,
The non-magnetic one-component developing method, wherein the addition amount of the fluorine-containing quaternary ammonium salt compound is 0.03 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner composition.
前記トナーが、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤を有機媒体中にそれぞれ溶解又は分散させたトナー組成物を、樹脂微粒子を含有する水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られる
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 In the nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 7 ,
In an aqueous medium containing resin fine particles, a toner composition in which the toner has at least a polymer, polyester, and colorant each having a site capable of reacting with a compound having an active hydrogen group dissolved or dispersed in an organic medium. A non-magnetic one-component developing method, which is obtained by crosslinking and / or elongation reaction .
前記樹脂微粒子が、酸の官能基を有している
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The non-magnetic one-component developing method according to claim 8 ,
The non-magnetic one-component developing method , wherein the resin fine particles have an acid functional group .
前記トナーが、体積平均粒径が3〜8μmで、
体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.0〜1.40の範囲にある
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 9 ,
The toner has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm,
A nonmagnetic one-component developing method, wherein the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is in the range of 1.0 to 1.40 .
前記トナーが、平均円形度が0.930〜0.975である
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 In the nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 10,
The non-magnetic one-component developing method, wherein the toner has an average circularity of 0.930 to 0.975 .
トナー補給を定量的に行う構造を有する
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 11,
A non-magnetic one-component development method characterized by having a structure for quantitatively supplying toner .
前記現像ローラのその外周及び規制部材の表面層に、主鎖もしくは側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーとグアナミン、グアナミン誘導体、グアナミン系縮合物のうち1種以上とからなる縮合架橋物を含有する現像ローラを使用する
ことを特徴とする非磁性一成分現像方法。 The nonmagnetic one-component developing method according to any one of claims 1 to 12,
Condensation cross-linked product comprising at least one of a resin or prepolymer having a hydroxyl group at the main chain or side chain terminal and guanamine, a guanamine derivative, or a guanamine-based condensate on the outer periphery of the developing roller and the surface layer of the regulating member A non-magnetic one-component developing method characterized by using a developing roller containing
ことを特徴とする現像装置。 It uses for the nonmagnetic one-component developing method as described in any one of Claims 1 thru | or 13.
A developing device.
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