JP2004053710A

JP2004053710A - Toner and image forming method

Info

Publication number: JP2004053710A
Application number: JP2002207861A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okada; 岡田　英樹
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP3991210B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide toner containing a release agent to be used for a non-contact developing method, to provide toner excellent in durability causing no fading or filming during developing, and to provide a method for forming an image. <P>SOLUTION: The toner used for a non-contact AC developing method comprises toner base particles containing a release agent the surfaces of which are coated with externally added particles of aluminum oxide-silicon dioxide mixture oxide particles obtained by in-flame hydrolysis. The coating rate by the externally added particles is 50 to 200% with respect to the toner base particles. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触現像方式に適用されるトナーおよびそのトナーを使用した画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、潜像坦持体である感光体ドラムや感光体ベルト等の感光体を画像形成装置の本体に回転可能に支持し、画像形成動作時には感光体における感光層に静電潜像を形成した後、この潜像をトナーによって接触方式または非接触方式で可視像化し、次いでその可視像をコロナ転写や転写ローラを使用して転写材に直接転写する方式や、また、転写ドラムまたは転写ベルト等の中間転写媒体に可視像を一旦転写した後、転写材に再転写する方式がある。
【０００３】
カラー画像形成装置としては複数の感光体や現像機構を用い、転写ベルトや転写ドラム上の可視化像を紙等の転写材上に複数の色画像を順次重ね合わせて転写し、定着する方式が知られている。これらの方式においてベルトを使用するものはタンデム方式、ドラムを使用するものは転写ドラム方式として分類されている。また、これとは別に中間転写媒体上に色画像を順次一次転写し、その一次転写画像を一括して転写材上に二次転写する中間転写方式も知られている。
【０００４】
これらの画像形成装置にあって、トナーとしては一般的には二成分トナーが知られ、比較的安定した現像を可能とするが、現像剤と磁性キャリアとの混合比の変動が発生しやすく、その維持管理をする必要がある。そのため、一成分磁性トナーが開発されているが、磁性材料の不透明性から鮮明なカラー画像を得られないという問題がある。他方、カラートナーとして一成分非磁性トナーが開発されているが、上記のごとき工程を繰り返して高品位の記録画像を得るために、高い流動性を有すると共に如何にトナーを均一帯電させるかが課題となっている。特に、非接触ＡＣ現像方式への適用に際しては、飛翔性の向上の観点からもトナーの流動性を向上させてトナーにおける現像ローラへの粘着力を弱めることが必要であり、また、現像電界による飛翔性を高める観点からもトナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出することが必要である。
【０００５】
従来の一成分非磁性トナーにあっては、流動性向上剤としてシリカ微粒子を外添することが知られているが、シリカ微粒子は１０^１５Ω・ｃｍ以上の高抵抗のために帯電に際してチャージアップ現象が生じ、画像形成工程の繰り返しにより画像濃度が低下するという問題がある。また、トナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出し、現像電界による飛翔性を高める観点からはチタニア粒子やアルミナ粒子を外添することも知られている。
【０００６】
近年、トナー母粒子中にワックス等の離型剤を１〜１０重量％の割合で含有させるオイルレス定着器用トナーの開発が進められているが、このようなトナーにおいては、ワックス成分がトナー母粒子表面に露出し、表面に露出したワックスは離型剤ではあるがトナー粒子を粘着性とする作用があり、また、ワックス成分は弱いストレスでトナー表面に付着した外添剤粒子を埋没させてしまう。特に、非接触ＡＣ現像方式にあっては現像電界に応じてトナーが応答よく飛翔することが求められるが、オイルレス定着器用トナーを非接触現像方式に適用する場合には、外添剤の工夫が必要である。
【０００７】
例えば、流動性向上を目的として、小粒径のシリカ微粒子を外添すると、上述のように、現像装置中における攪拌ストレスによりトナー母粒子中に埋没しやすく、飛翔性の耐久劣化を引き起こす。そのため、スペーサ機能を有する大粒径のシリカ微粒子を併用して小粒径シリカ微粒子の埋没の抑制が図られているが、大粒径のシリカ微粒子の外添により、反面、流動性の低下やトナー帯電量の増大といった問題が生じ、同様に飛翔性の耐久劣化を引き起こすという問題がある。
【０００８】
また、外添剤としてチタニア微粒子を使用すると過剰電荷を放出する帯電調整剤として機能する反面、弊害として弱帯電トナーを生成し、カブリが生じたり、トナー飛散量が増加するという問題がある。特に、非接触ＡＣ現像方式では、現像ギャップ間でトナーがクラウド化するので、装置内部を冷却する気流によりトナーが飛散して機内汚染が生じやすく、チタニア微粒子を外添したトナーは飛散を生じやすい。
【０００９】
また、外添剤としてアルミナ微粒子を使用すると過剰電荷を放出する帯電調整剤として機能する反面、弊害としてアルミナ微粒子の強い研磨作用により有機感光体（ＯＰＣ）表面に摺擦痕（周方向の傷）を形成する欠点がある。また、クリーニングブレードでアルミナ外添したカブリトナーや転写残りトナーを除去する際に、耐久劣化モードでＯＰＣに摺擦痕を残し易く、ＯＰＣ表面の摺擦痕がＯＰＣの帯電ムラや物理的な凹凸表面を形成して、現像工程で微細な濃度ムラや擦り傷状の画像ノイズを形成するといった問題がある。
【００１０】
また、シリカ微粒子とチタニア微粒子等の複数の外添剤を組み合わせてそれぞれ単独の場合の欠点を補うようにトナー母粒子表面に外添剤を被覆した場合には、外添剤による被覆率が増大し、加熱ローラによる定着性（非オフセット域、定着強度）が悪化したり、トナー表面から遊離した外添剤が現像ローラ、供給ローラ、規制ブレード、シール部材等に固着して汚染するという問題が生じ、トナーの搬送不良が生じる。また、現像ローラと規制ブレードによる帯電が阻害されることにより十分な電荷がトナーに与えられなくなり、帯状濃度ムラや周期的濃度ムラが発生するという不具合が生じ易くなる。また、トナー母粒子中にワックスを含有させるオイルレス定着器用トナーにあっては、外添処理時における外添剤の偏り（濃度や付着量の偏析）が生じ易く、また、シリカ微粒子とチタニア微粒子の粒径が相違する場合にも同様の現象が生じ易くなるので、飛翔性の良い、例えばチタニアやアルミナ粒子の過剰なトナーから選択的に現像で消費される現象が顕著になり、印字枚数が進むにつれて飛翔性の低いチタニアやアルミナ粒子の乏しいトナーが残留して画像濃度が低下する不具合（フェーディング）が生じやすい。
【００１１】
特開２０００−１８１１３０号公報には、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなるトナー粒子が開示され、トナー粉末の良好な流動性と安定な電荷挙動（迅速な電荷保持性と高い電荷が得られ、また、時間経過後の一定な電荷）が得られることが記載されているが、ワックスを含有したトナー母粒子への外添剤として使用し、非接触ＡＣ現像方式に適用した場合に、画像濃度が低下する不具合（フェーディング）や現像フィルミングが生じる場合があることが判明した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、非接触現像方式に適用される離型剤を含有したトナーにあって、フェーディング現象や現像フィルミングを生じることなく、また、耐久性能に優れたトナーおよび画像形成方法の提供を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のトナーは、非接触ＡＣ現像方式に適用されるトナーであって、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーにおいて、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％としたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の画像形成方法は、静電潜像坦持体とトナー担持体とを対向配置し、静電潜像坦持体における静電潜像を非接触ＡＣ現像方式により現像して静電潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、該トナーが、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーであって、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％とすると共に、前記トナー担持体上にトナー層を１層〜３層担持させたことを特徴とする。
【００１５】
上記のトナー及び画像形成方法におけるトナー母粒子が、離型剤を結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％の割合で含有するものであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の画像形成方法で使用される画像形成装置の一例である。図１中、１は感光ドラム、２は帯電器、３は露光器、４はクリーナ、５は現像装置、６は転写装置、７は定着装置である。
【００１７】
図２は、図１における現像装置５の拡大図であり、５１は現像ローラ、５２は供給ローラ、５３は規制ブレード、５４はシールであり、現像ローラ５１は、図１において感光体ドラム１と現像ギャップを介して非接触状態で配置されている。
【００１８】
図３は、図１における転写装置６の拡大図であり、１は感光体ドラム、６１は中間転写ベルト、６２はクリーニング装置、６３は一次転写バックアップローラ、６４は駆動ローラ、６５は転写クリーナローラ、６６はサポートローラ、６７はテンションローラ、６８は二次転写ガイド、６９は二次転写ローラ、Ｓは用紙である。
【００１９】
図４は、図１における定着装置７の拡大図であり、７１は加熱ローラ、７２はハロゲンランプ、７３は加圧ローラ、７４は定着紙ガイド、７５は加圧ローラ剥離板、７６は加熱ローラ剥離板、Ｓは用紙である。
【００２０】
本発明におけるトナーは、離型剤を含有するトナー母粒子と、外添粒子である焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子（以下、混合酸化物粒子）からなる。
【００２１】
トナー母粒子としては、溶融混練粉砕法（以下、粉砕法）で得た粒子状の混合物、あるいは重合法により直接合成して得た粒子状の合成物、あるいは溶剤分散法により微粒子化した粒子状の混合物を用いることができる。また、本発明における外添剤とトナー母粒子とを混合して得るトナーは、トナーのみからなる１成分現像剤として用いることができ、また、キャリアとトナーとからなる２成分系現像剤として用いることができる。
【００２２】
粉砕法によるトナー母粒子は、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤なとからなる原料を予備混合の後に溶融混練、粉砕、分級などの工程を経て得られる粒子状の混合物であり、体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍのものである。結着樹脂としては、ポリスチレンまたはその共重合体、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、スチレン・ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエン・水素化パラフィン共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・アクリル系樹脂およびその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート・ブチルアクリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタクリレート・アクリル酸共重合体、ポリエステルまたはその共重合体、ポリエチレンまたはその共重合体、ポリプロピレンまたはその共重合体、環状ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリビニルブチラール等であり、これらを１種類あるいは２種類以上を混合して用いことができる。
【００２３】
重合法によるトナー母粒子は、重合性単量体に着色剤、帯電制御剤、離型剤、重合開始剤、あるいは分散剤や架橋剤を加えて均一分散、あるいは溶解せしめて単量体組成物とした後に、連続した液相からなる媒体（例えば水相媒体）中に滴下して分散機により前記単量体組成物を微細な液滴状に懸濁させて、重合を進行させることによって得られる体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍの粒子状の合成物である。重合性単量体としては、スチレン、ｏ（ｍ、ｐ）−メチルスチレンなどのスチレン系単量体、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベヘニル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸、またはメタアクリル酸エステル系単量体、ブタジエン、イソプレン、シクロヘキサン、アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエン系単量体を用いることができる。また、これらの重合性単量体を重合して得た粒子を内核粒子として、外殻にスチレン・（メタ）アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体などの樹脂層を形成することもできる。
【００２４】
着色剤としては、黒色系着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化チタン、四三酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色系顔料または染料を用いることができる。黄色系着色剤としては、ハンザイエロー、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエローＮＣＧ、黄鉛、亜鉛華、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエローなどの黄色系顔料または染料を用いることができる。赤色系着色剤としては、ウオッチングレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ、ベンガラ、カドミウムレッドなどの赤色顔料または染料を用いることができる。青色系着色剤としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、紺青、コバルトブルー、メチレンブルーなどの青色顔料または染料を用いることができる。
【００２５】
また、上記の着色剤は単独、または２種類以上を混合して用いることができる。さらに、上記に示した着色剤の他に橙色系着色剤、紫色系着色剤、緑色系着色剤、白色系着色剤を単独、または２種類以上を混合して用いることができる。これらは、結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％添加することが好ましい。
【００２６】
離型剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、あるいはそれらのブロック共重合体を用いことができる。また、カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステル系ワックスを用いることができる。また、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖アルキル基を有する飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリンアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖アルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類のような飽和アルコール類、ソルビトールのような多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類、ステリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩を用いることができる。これらは単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。これらは結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％添加される。
【００２７】
帯電制御剤としては、Ｃｒ錯体、Ｚｎ錯体、Ｆｅ錯体、Ａｌ錯体等の金属錯体系染料、第四級アンモニウム塩化合物やニグロシン系化合物、トリフェニルメタン系顔料等を用いることができ、単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。帯電制御剤は、結着樹脂あいは重合性単量体に対して０．５〜５重量％添加することが好ましい。
【００２８】
本発明における外添粒子は、トナーにおける帯電特性の安定化、流動性改良を目的として、少なくとも混合酸化物粒子からなる外添粒子を使用する。混合酸化物粒子は、焔内加水分解法により形成されることにより、同一粒子内にシリカとアルミナが融着混在した状態にあるもので、単に、シリカ粒子とアルミナ粒子とを機械的に混合したものとは相違する。混合酸化物粒子におけるアルミナ：シリカ（重量％）の組成比は５０〜９０：１０〜５０である。
【００２９】
混合酸化物粒子における一次粒子の体積平均粒径としては、０．００１〜１μｍの範囲であるが、好ましくは、０．０１〜０．０５μｍ（１０〜５０ｎｍ）の範囲にあり、粒度分布として０．００１〜０．１μｍの範囲で、ブロードな粒度分布を示すものである。
【００３０】
このような混合酸化物粒子は、例えば特許第２５３３０６７号公報に記載される珪素−アルミニウム混合酸化物微粉末の製法により作製されるものが例示され、下記の作製工程より作製することができる。
（１）　珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物を蒸発させ、それぞれの蒸気をキャリアガスと共に混合ユニット中で空気、酸素および水素と均一混合する。
（２）　次いで、得られた混合蒸気をバーナーに供給し、燃焼室内で焔内反応させ、得られたガスおよび固体を熱交換ユニット中で冷却する。
（３）　ガスを固体から分離し、生成物に付着しているハロゲン化物残分を湿った空気を用いた熱処理により除去して混合酸化物粒子が得られる。
【００３１】
混合酸化物粒子中のＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２の組成比は、珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物の供給量、水素供給量、空気供給量等の反応条件により適宜調整される。
【００３２】
焔内中で粒子化された段階での混合酸化物粒子は非晶質構造で、十分な微粒状性を有するものであり、一次粒子の体積平均粒径が７〜８０ｎｍ、特に１０〜４０ｎｍであり、ＢＥＴ法による比表面積が２０〜２００ｍ^２／ｇである。また、混合酸化物粒子におけるＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２との重量比は、上記の方法によるとＡｌ_２Ｏ_３の含有量が６０重量％〜７０重量％、ＳｉＯ_２の含有量は３０重量％〜４０重量％の範囲のものが得られる。
【００３３】
混合酸化物粒子は、疎水性を有する有機化合物で表面処理するのが好ましく、例えば、ジメチルジクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ジメチルシリコーンオイルなど、アミノシラン、アルキルシランなどを単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。
【００３４】
本発明においては、トナー母粒子に対して混合酸化物粒子を単独で外添する構成としてもよく、他の外添剤を混合した構成としてもよい。そのような外添剤としてはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理した一次粒子の体積平均粒径が０．００１〜１μｍの範囲の二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の微粉末、あるいは一次粒子の体積平均粒径が０．０１〜１μｍの範囲のフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等の樹脂粒子、また、脂肪酸金属塩等の微粉末を単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。これらはトナー母粒子に対して０．１〜５重量％添加することができる。
【００３５】
外添粒子として使用する混合酸化物粒子は、シリカ粒子とＡｌ_２Ｏ_３粒子のほぼ中間の体積抵抗率を単一粒子として有し、単一粒子内にあってＳｉＯ_２による絶縁性とＡｌ_２Ｏ_３による導電性の両部位を有するので、Ａｌ_２Ｏ_３成分がトナーの摩擦帯電により生成する過剰電荷を放出し、トナーの帯電量上昇を抑制することで、非接触ＡＣ現像方式におけるトナー飛翔性を耐久的に維持安定化させることができる。
【００３６】
また、ワックス添加トナーの欠点である、（ａ）表面に露出するワックス成分がトナーの粘着性を発現する、（ｂ）弱いストレスでトナー表面の外添剤を埋没させやすい、という課題に対して、混合酸化物粒子を構成する小粒径成分が流動性を向上させ、飛翔性を改善することができ、また、大粒径成分がスペーサ剤として機能することで小粒径成分の埋没を抑制し、耐久後の飛翔性低下を防止することができる。
【００３７】
また、混合酸化物粒子中にアルミナとシリカの複合成分が、現像ローラ及びＯＰＣの表面を適度に磨耗するようにクリーニング機能を発揮するので、耐久劣化モードの一つである現像ローラ及びＯＰＣの表面へのトナー層（ワックスリッチ固着トナー）固着化を定常的に除去することができ、また、混合酸化物粒子はＯＰＣ摺擦痕の発生が少ないので、耐久劣化を効果的に抑制するという副次的効果もある。
【００３８】
混合酸化物粒子からなる外添粒子は、トナー母粒子に対して下式（１）により所定の外添剤被覆率（％、Ｓ×１００）となるように制御して処理される。トナー母粒子を被覆する外添剤が１種類であるときは次式の第１項まで求め、外添剤がｎ種類であるときは第ｎ項まで求める。
【００３９】
Ｓ＝（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ１）／（π・Ｄ１・ρ１・Ｗｔ）＋（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ２）／（π・Ｄ２・ρ２・Ｗｔ）＋・・・＋（Ｄｔ・ρｔ・Ｗｎ）／（π・Ｄｎ・ρｎ・Ｗｔ）　　　　　　　・・・・　　（１）
式中、Ｄｔ：トナー母粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρｔ：トナー母粒子の比重
Ｗｔ：トナー母粒子の重量（重量部）
Ｄ１：外添剤１の一次粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρ１：外添剤１の比重
Ｗ１：外添剤１の重量（重量部）
・・・・・・
Ｄｎ：外添剤ｎの一次粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρｎ：外添剤ｎの比重
Ｗｎ：外添剤ｎの重量（重量部）
なお、トナー母粒子の体積平均粒径（μｍ）はコールター社製「コールターマルチサイザーＩＩＩ　」により測定されるものである。また、外添剤の体積平均粒径（μｍ）は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で投影した画像を画像処理装置を介して導出したものである。また、比重はユアサ・アイオニクス社製「マルチピクノメーター」により測定されるものである。
【００４０】
トナー母粒子は、外添剤とを所定の割合で混合してヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、反転ミキサー、ハイスピードミキサー、サイクロミックス、アキシャルミキサー等の公知の混合機に投入して外添処理されることにより、外添剤による被覆率が所定の被覆率に制御される。
【００４１】
本発明のトナーにおいては、トナー母粒子への混合酸化物粒子からなる外添粒子による被覆率を５０％以上とするが、これにより、トナー粒子表面を混合酸化物粒子が覆うことになるので、内添したワックス成分がトナー母粒子表面に露出している場合でもワックスによって粘着力が発現することを防止できる。また、混合酸化物粒子を構成する大粒径成分がスペーサ剤として機能して小粒径成分の埋没を抑制するが、特に被覆率を上記の範囲とすることにより、トナーの耐久劣化が飛躍的に改善され、現像装置寿命の初期から末期までその画像品質を劣化させることのないものとできる。なお、被覆率としては、２００％以上は現像飛散が生じるので好ましくない。
【００４２】
次に、本発明の画像形成方法について、図１〜図４の画像形成装置に基づき説明する。外径φ４０ｍｍ（以下、ｍｍを省略）のＡｌ製素管に有機（ＯＰＣ）感光層を形成した感光ドラム１に、スコトロン帯電器３により−６００Ｖに帯電し、レーザー走査式露光器３から発せられるレーザー光でデジタル潜像を形成し、トナー層を保持した現像ローラ５１を前記感光ドラム１に近接するように現像装置５を移動させ、現像ローラ５１に所定の現像バイアスを印加して感光ドラム１の潜像を反転現像する。現像装置５は、ロータリーフレームに支持されながらロータリー回転動作によって移動し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの所定の現像装置５が現像位置にて感光ドラム１上にトナー像を形成する。このとき感光体ドラムの回転速度であるプロセス速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃである。次に、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト６１からなる転写装置６を介して用紙Ｓ上に接触転写した後、加熱ローラ７１と加圧ローラ７３とを有する定着装置７で熱圧力定着される。
【００４３】
図２に示す現像装置５は、外径φ１８のＦｅ製素管にサンドブラスト処理後にＮｉ−Ｐメッキを施した現像ローラ５１に外径φ１９のウレタンスポンジ製供給ローラ５２を圧接対向配置し、現像ローラ５１との対向配置において周速比（供給ローラ／現像ローラ）１．５で同方向回転させる。また、現像ローラ５１は感光ドラム１との対向位置において周速比（現像ローラ／感光ドラム）１．６で同方向回転させる。現像ローラ５１にはりん青銅の板バネの先端に中抵抗ゴム層を有する規制ブレード５３を１〜５Ｎ／ｃｍ^２程度の荷重で圧接配置し、供給ローラ５２により現像ローラ５１上に供給したトナーを薄層規制して現像ローラ５１上に所望の極性に摩擦帯電したトナー層を保持する。本発明における構成では、トナーを負極性に摩擦帯電させており、その平均帯電量は−１０〜−２０μＣ／ｇである。
【００４４】
現像条件としては、感光ドラムと現像ローラ間には１５０〜２００μｍ程度の現像ギャップを形成し、このギャップ間に直流バイアス−１５０〜−２５０ｖ、周波数１．０〜３．０ｋＨｚの交流バイアス１１００〜１３００ｖ（ｐ−ｐ）を同時に印加する。このとき交流バイアス成分の時間Ｄｕｔｙは、現像方向への成分を５０〜４０％程度（剥離方向への成分を少し大きく）に設定するのが好ましい。現像ローラに対して、供給ローラと規制ブレードと同電位に設定する。
【００４５】
本発明においては、外添粒子として混合酸化物粒子を用いたトナーを用い、現像ローラ５１上にトナー層を１層〜３層、好ましくは１．５層〜２．５層担持させることにより、現像装置５における規制ブレード５３／供給ローラ５２／シール５４夫々の当接部材から受けるストレスを緩和することを可能とする。特に、混合酸化物粒子を５０％以上の被覆率で被覆したトナー粒子とすることにより、隣接するトナーとの接点が増加して受けるストレスが拡散し、混合酸化物粒子特有の外添剤の埋没抑止効果をさらに高めることができる。
【００４６】
図３に示す転写装置６は、周長６００ｍｍ程度の無端ベルト表面に転写機能層を設けた中間転写ベルト６１に複数のローラ６３〜６７を掛け渡し、中間転写ベルトの一面を感光ドラム１と対向配置して一次転写バックアップローラ６３との圧接により一次転写部を形成し、また、他面を用紙搬送経路において用紙背面から押し当てる二次転写ローラ６９に対向配置して駆動ローラ６４との圧接により二次転写部を形成する。中間転写ベルト６１は、回転する感光ドラム１の移動速度（プロセス速度：２２０ｍｍ／ｓｅｃ）と略同等となるように駆動され、一次転写部で感光ドラム上のトナー像を転写してベルト表面に保持した後、二次転写部でベルト表面のトナー像を用紙Ｓ上に転写して保持させる。特に、多色画像形成時には、中間転写ベルト６１上に複数回の現像で形成した複数のトナー像を順次積層させ、二次転写部において積層したトナー像を一括転写して用紙Ｓ上に多色画像を形成する。
【００４７】
中間転写ベルト６１表面の転写機能層は、少なくとも最外層となる抵抗層Ａと中間層となる導電層Ｂとからなる。抵抗層Ａは、ウレタン樹脂等の結着樹脂に酸化錫等の導電性粒子とＰＴＦＥ等の滑剤とからなり２０μｍ程度の厚さに層形成されるもので、導電性粒子は、抵抗層Ａの電気抵抗を１０^８〜１０^１４Ω・ｃｍ程度に調整することを目的として添加されるものであり、また、滑剤は抵抗体層Ａの摩擦係数（μ）を０．１〜０．２程度に調整することを目的として添加されるものである。導電層Ｂは、金属の蒸着膜であり、例えば１μｍ未満の薄膜アルミニウムであり、ベルト基体となる樹脂膜（例えば、１００μｍ程度の膜厚のＰＥＴフィルム）の上に形成したものである。
【００４８】
感光ドラム１と中間転写ベルト６１とが対向する一次転写部は、感光ドラムに対して中間転写ベルトを一次転写バックアップローラ６３により所定の荷重で押圧する構成とし、中間転写ベルト（さらに詳しくは導電層Ｂ）に５０〜４００ｖ程度の一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に接触転写する。用紙Ｓを介して二次転写ローラが対向する二次転写部は、駆動ローラ６４と二次転写ローラ６９により中間転写ベルトと用紙を所定の荷重で押圧する構成とし、二次転写ローラに１〜１００μＡ程度の二次転写バイアスを印加することで中間転写ベルト上のトナー像を用紙上に接触転写する。また、二次転写ローラは離接クラッチにより用紙を介した中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切り替えることができる。
【００４９】
感光ドラム／中間転写ベルトには、一次転写／二次転写残トナーをそれぞれ除去するためにウレタンゴム板で形成したクリーニングブレードを圧接するクリーニング装置をそれぞれ備える。図１に示す感光ドラム用クリーナ４は、感光ドラムに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置され、感光ドラム上の一次転写残トナーを順次掻き落とす。図３に示す中間転写ベルト用クリーニング装置６２は、離接クラッチにより中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切替えることができる。さらに、中間転写ベルトに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置し、中間転写ベルト上の二次転写残トナーを順次掻き落とす。
【００５０】
図４に示す定着装置７は、ハロゲンランプ７２を熱源として内蔵した外径φ３０の加熱ローラ７１と外径φ３５の加圧ローラ７３を備える。加熱ローラと加圧ローラは略平行に配置され、付勢手段によって５〜３０Ｎ／ｃｍ^２程度の押圧力で互いに接触させる。また、加熱ローラと加圧ローラは芯金の周囲にシリコンゴム等より成る弾性層とフッ素ゴムやフッ素樹脂（ＰＦＡ：パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン等）より成る表面層より構成する。加熱ローラ及び加圧ローラの近傍には定着直後の用紙を剥離するための剥離板７５、７６がそれぞれ配置される。
【００５１】
定着に際しては、加圧ローラ７１と加圧ローラ７３との間に、両ローラの接触面によりニップ部が形成される。ニップ部はニップ幅が両端部で広く、中央部で狭い、所謂逆クラウン形状をなしていることが好ましい。本実施例では、両端ニップ幅８ｍｍ、中央ニップ幅７ｍｍの構成とした。加熱ローラと加圧ローラは、用紙の搬送速度がプロセス速度（２２０ｍｍ／ｓｅｃ）と略同等となるように所定の回転数で回転させる。また、加熱ローラは、その表面温度が１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１９０℃の範囲になるように、ハロゲンランプ７２の出力を制御して所定の定着温度に維持される。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。まず、外添粒子について示す。
（混合酸化物粒子の製造）
図５は混合酸化物粒子を製造するためのバーナー装置である。図中１は燃焼室、２は二重ジャケット管、３は環状ダイヤフラム、４は内側管、５は外側管、６は水冷焔管である。燃焼室１には二重ジャケット管２が突出させられ、二重ジャケット管２の内側管４からは水素１．４Ｎｍ^３／ｈ、空気５．５Ｎｍ^３／ｈおよび予め蒸発させたガス状ＳｉＣｌ_４１．３０ｋｇ／ｈの割合で混合した２００℃の熱混合蒸気が導入され、次いで、この熱混合蒸気に予め３００℃で蒸発させたガス状ＡｌＣｌ_３が２．３４ｋｇ／ｈの割合で付加供給されて炎管中に導入されると共に付加的に空気１２Ｎｍ^３／ｈが供給されて燃焼させられる。この際、燃焼室には空気が導入され、また、環状ダイヤフラム３から付加的に空気が導入される。焔中では、生成する水と塩化物との急激な反応が生じ、混合酸化物粒子が形成される。炎管通過後に、生じた粉末はフィルターまたはサイクロンを使用して分離され、また、粉末に付着した塩酸分が除去される。得られる混合酸化物粒子の組成はＡｌ_２Ｏ_３６５重量％、ＳｉＯ_２３５重量％であり、ＢＥＴ比表面積７４ｍ^２／ｇ、体積抵抗率１０^１２Ω・ｃｍ、比重２．５、体積平均粒径は０．０２５μｍである。得られた混合酸化物粒子をジメチルジクロロシランにより疎水処理し、外添用粒子とした。
【００５３】

の組成物をヘンシェルミキサーで予備混合した後、２軸押出機にて熱溶融混練した。混練物は２軸押出機から取り出し直後にドラムフレーカーで急冷して粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミル気流微粉砕機で微粉砕後、風力分級機で粒度分布を調整し、体積平均粒径８μｍ、比重１．２のマゼンタトナー母粒子を得た。
【００５４】
・　得られたマゼンタトナー母粒子　　　　　・・・　　　　９８重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　・・・　　　　　２重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率１００％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。
【００５５】
なお、式（１）との関係で整理すると、トナー母粒子の体積平均粒径は８μｍ、比重は１．２、添加量９８重量部、混合酸化物粒子の体積平均粒径は０．０２５μｍ、比重は２．５、添加量２重量部であり、式Ｓ＝（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ１）／（π・Ｄ１・ρ１・Ｗｔ）×１００に代入するとＳ＝９８％に相当する。
【００５６】
得られたマゼンタトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、現像ギャップ１５０μｍ、直流バイアス−１５０ｖ、周波数２．０ｋＨｚの交流バイアス１２００ｖ（ｐ−ｐ）、Ｄｕｔｙ４７％の条件下で、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１７μｍ（２．１層）であった。
【００５７】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００５８】
（実施例２）
・　実施例１で作成したマゼンタトナー母粒子　・・・　　　　９７重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　　・・・　　　　　３重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率１５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１９μｍ（２．４層）であった。
【００５９】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００６０】

の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、外添粒子による被覆率１５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約２０μｍ（２．５層）であった。
【００６１】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００６２】
（比較例１）
・　実施例１で作成したマゼンタトナー母粒子　・・・　　　　９９重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　　・・・　　　　　１重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１４μｍ（１．８層）であった。
【００６３】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像が得られたが、ベタ画像の後端の画像濃度が低下する所謂、後端カスレを生じた。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、ベタ画像先端の画像濃度も低下（フェーディング）し、僅かではあるが、現像ローラ表面にはトナーの固着（フィルミング）が生じた。
【００６４】

の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、外添粒子による被覆率１８０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１８μｍ（２．３層）であった。得られた画像は地カブリを発生し、現像時に多量のトナー飛散が認められた。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の非接触ＡＣ現像方式に使用されるトナーは、その耐久劣化が飛躍的に改善されるので、現像装置寿命の初期から末期までその画像品質を劣化させることのないものとできる。また、一成分トナーとしてピクトリアル画像が重要視されるフルカラー画像形成装置に用いると、現像装置、感光ドラム、クリーナ等の各サブプロセスユニットの耐久寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の画像形成方法で使用される画像形成装置の一例である。
【図２】現像装置５の拡大図である。
【図３】転写装置６の拡大図である。
【図４】定着装置７の拡大図である。
【図５】混合酸化物粒子の製造装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１は感光ドラム、２は帯電器、３は露光器、４はクリーナ、５は現像装置、６は転写装置、７は定着装置、５１は現像ローラ、５２は供給ローラ、５３は規制ブレード、５４はシール、６１は中間転写ベルト、６２はクリーニング装置、６３は一次転写バックアップローラ、６４は駆動ローラ、６５は転写クリーナローラ、６６はサポートローラ、６７はテンションローラ、６８は二次転写ガイド、６９は二次転写ローラ、Ｓは用紙、７１は加熱ローラ、７２はハロゲンランプ、７３は加圧ローラ、７４は定着紙ガイド、７５は加圧ローラ剥離板、７６は加熱ローラ剥離板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner applied to a non-contact developing method and an image forming method using the toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus, a photoconductor such as a photoconductor drum or a photoconductor belt serving as a latent image carrier is rotatably supported on a main body of the image forming apparatus, and a photosensitive layer on the photoconductor is electrostatically charged during an image forming operation. After forming the latent image, this latent image is visualized by a contact method or a non-contact method with toner, and then the visible image is directly transferred to a transfer material using a corona transfer or a transfer roller, or There is a method in which a visible image is once transferred to an intermediate transfer medium such as a transfer drum or a transfer belt and then retransferred to a transfer material.
[0003]
As a color image forming apparatus, there is known a method in which a plurality of photoconductors and a developing mechanism are used, and a visualized image on a transfer belt or a transfer drum is sequentially superimposed on a plurality of color images on a transfer material such as paper, and then is fixed. Have been. In these methods, a method using a belt is classified as a tandem method, and a method using a drum is classified as a transfer drum method. In addition, there is also known an intermediate transfer method in which a color image is sequentially primary-transferred onto an intermediate transfer medium, and the primary transfer image is collectively secondary-transferred onto a transfer material.
[0004]
In these image forming apparatuses, a two-component toner is generally known as a toner, and enables relatively stable development. However, the mixing ratio of the developer and the magnetic carrier tends to fluctuate, It is necessary to maintain it. Therefore, a one-component magnetic toner has been developed, but there is a problem that a clear color image cannot be obtained due to the opacity of the magnetic material. On the other hand, a one-component non-magnetic toner has been developed as a color toner.However, in order to obtain a high-quality recorded image by repeating the above steps, it is necessary to have a high fluidity and to uniformly charge the toner. It has become. In particular, when applied to the non-contact AC development system, it is necessary to improve the fluidity of the toner to reduce the adhesive force of the toner to the developing roller also from the viewpoint of improving the flying property, It is necessary to release the excess triboelectric charge accumulated in the toner from the viewpoint of enhancing the flying performance.
[0005]
In conventional one-component non-magnetic toners, it is known that silica fine particles are externally added as a fluidity improver. ^Fifteen Due to the high resistance of Ω · cm or more, a charge-up phenomenon occurs at the time of charging, and there is a problem that the image density is reduced by repeating the image forming process. It is also known that titania particles and alumina particles are externally added from the viewpoint of releasing excessive triboelectric charge accumulated in the toner and enhancing the flying property by the development electric field.
[0006]
In recent years, development of a toner for an oilless fixing device in which a releasing agent such as a wax is contained in a toner base particle at a ratio of 1 to 10% by weight has been promoted. In such a toner, a wax component is contained in the toner base. The wax exposed on the particle surface and exposed on the surface is a release agent, but has the effect of making the toner particles sticky, and the wax component buries the external additive particles adhered to the toner surface with weak stress. I will. In particular, in the non-contact AC developing system, it is required that the toner flies responsively in response to the developing electric field. However, when applying the oilless fixing device toner to the non-contact developing system, it is necessary to devise an external additive. is necessary.
[0007]
For example, when silica fine particles having a small particle diameter are externally added for the purpose of improving the fluidity, as described above, the silica particles are easily buried in the toner base particles due to the stirring stress in the developing device, and the flying durability is deteriorated. For this reason, embedding of small-diameter silica particles is suppressed by using large-diameter silica fine particles having a spacer function, but external addition of large-diameter silica fine particles, on the other hand, causes a decrease in fluidity and A problem such as an increase in the toner charge amount occurs, and similarly, there is a problem that the durability of the flying property is deteriorated.
[0008]
Further, when the titania fine particles are used as an external additive, the fine particles function as a charge control agent for releasing excess charge, but on the other hand, they generate a weakly charged toner as a harmful effect, and cause a problem of fogging and an increase in toner scattering amount. In particular, in the non-contact AC developing system, since the toner is clouded between the developing gaps, the toner is scattered by an air current that cools the inside of the apparatus, which easily causes contamination inside the apparatus, and the toner to which titania fine particles are externally added is easily scattered. .
[0009]
When alumina fine particles are used as an external additive, the fine particles function as a charge control agent for releasing excess charge, but on the other hand, the fine polishing effect of the fine alumina particles causes abrasion marks (scratch in the circumferential direction) on the surface of the organic photoconductor (OPC). There is the disadvantage of forming In addition, when removing fog toner and transfer residual toner externally added to the alumina with a cleaning blade, it is easy to leave rubbing marks on the OPC in the durability deterioration mode, and the rubbing marks on the OPC surface cause uneven charging of the OPC and physical unevenness. There is a problem that the surface is formed and fine density unevenness and scratch-like image noise are formed in the developing process.
[0010]
In addition, when a plurality of external additives such as silica fine particles and titania fine particles are combined and the toner additive is coated on the surface of the toner base particles so as to compensate for the drawbacks of a single case, the coverage by the external additives increases. However, there is a problem that the fixing property (non-offset area, fixing strength) by the heating roller is deteriorated, and the external additive released from the toner surface adheres to the developing roller, the supply roller, the regulating blade, the seal member, and the like, and is contaminated. This causes toner conveyance failure. Further, since the charging by the developing roller and the regulating blade is obstructed, a sufficient charge is not supplied to the toner, and a problem that band-shaped density unevenness and periodic density unevenness occur easily occurs. In addition, in the case of a toner for an oilless fixing device in which wax is contained in toner base particles, bias of an external additive (segregation of concentration and adhesion amount) is likely to occur at the time of external addition processing, and silica fine particles and titania fine particles Since the same phenomenon is likely to occur even when the particle diameters of the toner particles are different from each other, the phenomenon that the toner having a good flying property, such as titania or alumina particles, is selectively consumed in the development becomes remarkable, and the number of printed sheets is reduced. As the movement proceeds, a toner (fading) in which titania or alumina particles having a low flying property is poor and the image density is reduced due to residual toner tends to occur.
[0011]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-181130 discloses toner particles comprising aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles obtained by a flame hydrolysis method. The toner particles have good fluidity and stable charge behavior (rapid charge behavior). It is described that a charge retention property and a high charge are obtained, and a constant charge after a lapse of time is obtained. However, it is used as an external additive to the wax-containing toner base particles, It has been found that when applied to the developing method, a problem (fading) in which the image density is reduced and development filming may occur.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a toner containing a release agent applied to a non-contact developing method, which does not cause a fading phenomenon or a development filming, and has excellent durability performance and an image forming method. Make it an issue.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The toner of the present invention is a toner to be applied to a non-contact AC development system, wherein a surface of a toner base particle containing a release agent is formed from aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles obtained by a flame hydrolysis method. In the toner coated with the externally added particles, a coverage of the toner base particles with the externally added particles is set to 50 to 200%.
[0014]
According to the image forming method of the present invention, an electrostatic latent image carrier and a toner carrier are arranged to face each other, and the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier is developed by a non-contact AC development method to form an electrostatic latent image. In an image forming method for forming a toner image on an image bearing member, the toner comprises aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles obtained by subjecting a surface of a toner base particle containing a release agent to a flame hydrolysis method. A toner coated with externally-added particles, wherein a coverage of the toner-based particles with the externally-added particles is 50 to 200%, and one to three toner layers are supported on the toner carrier. It is characterized by.
[0015]
The toner and the toner base particles in the image forming method described above are characterized in that the toner contains a release agent in a ratio of 1 to 10% by weight based on the binder resin or the polymerizable monomer.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an example of an image forming apparatus used in the image forming method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive drum, 2 denotes a charger, 3 denotes an exposure device, 4 denotes a cleaner, 5 denotes a developing device, 6 denotes a transfer device, and 7 denotes a fixing device.
[0017]
FIG. 2 is an enlarged view of the developing device 5 in FIG. 1, 51 is a developing roller, 52 is a supply roller, 53 is a regulating blade, 54 is a seal, and the developing roller 51 is the same as the photosensitive drum 1 in FIG. It is arranged in a non-contact state via a developing gap.
[0018]
FIG. 3 is an enlarged view of the transfer device 6 in FIG. 1, wherein 1 is a photosensitive drum, 61 is an intermediate transfer belt, 62 is a cleaning device, 63 is a primary transfer backup roller, 64 is a driving roller, and 65 is a transfer cleaner roller. , 66 are support rollers, 67 is a tension roller, 68 is a secondary transfer guide, 69 is a secondary transfer roller, and S is a sheet.
[0019]
FIG. 4 is an enlarged view of the fixing device 7 in FIG. 1, wherein 71 is a heating roller, 72 is a halogen lamp, 73 is a pressure roller, 74 is a fixing paper guide, 75 is a pressure roller release plate, and 76 is a heating roller. The release plate, S, is paper.
[0020]
The toner according to the present invention includes toner base particles containing a release agent, and aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles (hereinafter, mixed oxide particles) obtained by a flame hydrolysis method as externally added particles.
[0021]
As the toner base particles, a particulate mixture obtained by a melt-kneading pulverization method (hereinafter, pulverization method), a particulate compound obtained by directly synthesizing by a polymerization method, or a particulate particle obtained by a solvent dispersion method Can be used. Further, the toner obtained by mixing the external additive and the toner base particles in the present invention can be used as a one-component developer composed of only the toner, or used as a two-component developer composed of the carrier and the toner. be able to.
[0022]
The toner base particles obtained by the pulverization method are a particulate mixture obtained through steps such as melt kneading, pulverization, and classification after premixing the raw materials including the binder resin, the colorant, the charge control agent, and the release agent. And having a volume average particle size of 1 to 15 μm, preferably 3 to 10 μm. Examples of the binder resin include polystyrene or a copolymer thereof, hydrogenated styrene resin, styrene / isobutylene copolymer, ABS resin, ASA resin, AS resin, AAS resin, styrene / p-chlorostyrene copolymer, styrene / propylene Copolymer, styrene / butadiene crosslinked polymer, styrene / butadiene / hydrogenated paraffin copolymer, styrene / butadiene rubber emulsion, styrene / maleic acid ester copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, styrene / acrylic resin And copolymers thereof, for example, styrene / acryl copolymer, styrene / diethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene / butadiene / acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / n-butyl methacrylate Copolymer, styrene / methyl methacrylate / n-butyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate / butyl acrylate / N- (ethoxymethyl) acrylamide copolymer, styrene / acrylate / maleate copolymer, styrene N-butyl methacrylate acrylic acid copolymer, polyester or its copolymer, polyethylene or its copolymer, polypropylene or its copolymer, cyclic polyolefin, epoxy resin, polyvinyl alcohol, polyurethane, polyvinyl butyral, etc. These can be used alone or in combination of two or more.
[0023]
The toner base particles obtained by the polymerization method are prepared by adding a colorant, a charge controlling agent, a release agent, a polymerization initiator, or a dispersant or a cross-linking agent to a polymerizable monomer to uniformly disperse or dissolve the monomer composition. After that, the monomer composition is dropped into a continuous liquid phase medium (eg, an aqueous phase medium), and the monomer composition is suspended in fine droplets by a disperser, and the polymerization is performed to progress the polymerization. It is a particulate compound having a volume average particle size of 1 to 15 μm, preferably 3 to 10 μm. Examples of the polymerizable monomer include styrene-based monomers such as styrene, o (m, p) -methylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylate. ) Butyl acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dimethylamino (meth) acrylate Acrylic acid such as ethyl or methacrylic acid ester monomer, butene monomer such as butadiene, isoprene, cyclohexane, acrylonitrile, acrylamide and the like can be used. In addition, particles obtained by polymerizing these polymerizable monomers are used as inner core particles, and a resin layer such as a styrene / (meth) acryl copolymer, a polyester resin, an epoxy resin, and a styrene / butadiene copolymer is formed on the outer shell. Can also be formed.
[0024]
As the coloring agent, black pigments or dyes such as carbon black, graphite, black titanium oxide, iron tetroxide, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, spirit black, and nigrosine can be used as the black coloring agent. it can. As a yellow colorant, yellow such as Hansa Yellow, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Slen Yellow, Quinoline Yellow, Permanent Yellow NCG, Yellow Lead, Zinc White, Yellow Iron Oxide, Cadmium Yellow, and Chrome Yellow A series pigment or dye can be used. Examples of red colorants include Watching Red, Permanent Red 4R, Risor Red, Brillantamine 3B, Brillantamine 6B, Dupont Oil Red, Pyrazolone Red, Rhodamine B Lake, Lake Red C, Rose Bengal, Eoxin Red, Alizarin Red pigments or dyes such as lake, red bengal, cadmium red can be used. Examples of blue colorants include alkali blue lake, Victoria blue lake, fast sky blue, indasulene blue BC, aniline blue, ultramarine blue, chalco oil blue, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, navy blue, cobalt blue and methylene blue. Blue pigments or dyes can be used.
[0025]
The above colorants can be used alone or in combination of two or more. Further, in addition to the coloring agents described above, an orange coloring agent, a purple coloring agent, a green coloring agent, and a white coloring agent can be used alone or in combination of two or more. These are preferably added in an amount of 1 to 10% by weight based on the binder resin or the polymerizable monomer.
[0026]
As the release agent, aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax, or block copolymers thereof can be used. In addition, fatty acid ester waxes such as carnauba wax, sasol wax and montanic acid ester wax can be used. In addition, palmitic acid, stearic acid, montanic acid, or unsaturated straight-chain fatty acids having a longer-chain alkyl group, unsaturated fatty acids such as brandic acid, eleostearic acid, and vanaic acid, stearin alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, Saturated alcohols such as carnaubavir alcohol, seryl alcohol, melisyl alcohol or long-chain alkyl alcohols having a longer-chain alkyl group, polyhydric alcohols such as sorbitol, linoleic acid amide, oleic acid amide, lauric acid Fatty acid amides such as acid amide, and fatty acid metal salts such as calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate and magnesium stearate can be used. These can be used alone or in combination of two or more. These are added in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight, based on the binder resin or the polymerizable monomer.
[0027]
As the charge control agent, a metal complex dye such as a Cr complex, a Zn complex, a Fe complex, or an Al complex, a quaternary ammonium salt compound, a nigrosine compound, a triphenylmethane pigment, or the like can be used alone or Two or more types can be used in combination. The charge control agent is preferably added in an amount of 0.5 to 5% by weight based on the polymerizable monomer in the binder resin.
[0028]
In the present invention, externally added particles composed of at least mixed oxide particles are used for the purpose of stabilizing the charging characteristics of the toner and improving the fluidity. The mixed oxide particles are formed by a flame hydrolysis method, so that silica and alumina are fused and mixed in the same particles, and the silica particles and the alumina particles are simply mechanically mixed. It is different from the one. The composition ratio of alumina: silica (% by weight) in the mixed oxide particles is from 50 to 90:10 to 50.
[0029]
The volume average particle diameter of the primary particles in the mixed oxide particles is in the range of 0.001 to 1 μm, but is preferably in the range of 0.01 to 0.05 μm (10 to 50 nm). It shows a broad particle size distribution in the range of 0.001 to 0.1 μm.
[0030]
Examples of such mixed oxide particles include those produced by a method for producing a silicon-aluminum mixed oxide fine powder described in Japanese Patent No. 2533067, and can be produced by the following production steps.
(1) Evaporate silicon halide and aluminum halide and uniformly mix each vapor with air, oxygen and hydrogen in a mixing unit together with a carrier gas.
(2) Next, the obtained mixed steam is supplied to a burner, and a flame reaction is performed in a combustion chamber, and the obtained gas and solid are cooled in a heat exchange unit.
(3) The gas is separated from the solid, and the halide residue adhering to the product is removed by heat treatment using moist air to obtain mixed oxide particles.
[0031]
Al in mixed oxide particles ₂ O ₃ And SiO ₂ Is appropriately adjusted depending on reaction conditions such as the supply amounts of silicon halide and aluminum halide, the supply amount of hydrogen, and the supply amount of air.
[0032]
The mixed oxide particles at the stage of being formed into particles in the flame have an amorphous structure and sufficient granularity, and the primary particles have a volume average particle size of 7 to 80 nm, particularly 10 to 40 nm. Yes, specific surface area by BET method is 20-200m ² / G. Further, Al in the mixed oxide particles ₂ O ₃ And SiO ₂ Weight ratio according to the above method ₂ O ₃ Content of 60 to 70% by weight, SiO ₂ Is obtained in the range of 30% by weight to 40% by weight.
[0033]
The mixed oxide particles are preferably surface-treated with an organic compound having hydrophobicity, for example, dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchloro. Silane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilyl Acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxa 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, dimethylpolysiloxane, dimethylsilicone oil, aminosilane, alkylsilane, etc., alone or in combination of two or more. They can be used in combination.
[0034]
In the present invention, the constitution may be such that the mixed oxide particles are externally added alone to the toner base particles, or a constitution in which other external additives are mixed. Examples of such external additives include silicon dioxide, titanium dioxide, and oxide having a volume average particle size of 0.001 to 1 μm of primary particles surface-treated with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, silicone oil, or the like. Fine powders of aluminum, calcium carbonate, etc., or resin particles such as fluororesins, vinyl resins, silicone resins, polyester resins, etc., whose primary particles have a volume average particle size in the range of 0.01 to 1 μm, and fatty acid metals Fine powders such as salts can be used alone or in combination of two or more. These can be added in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the toner base particles.
[0035]
Mixed oxide particles used as externally added particles are silica particles and Al ₂ O ₃ Having a volume resistivity substantially in the middle of the particles as a single particle, and within the single particle, SiO 2 ₂ Insulation and Al ₂ O ₃ Has both conductive portions due to ₂ O ₃ The components release excessive charge generated by frictional charging of the toner and suppress the rise in the charge amount of the toner, whereby the toner flying property in the non-contact AC developing system can be maintained and stabilized in a durable manner.
[0036]
Further, the following problems are disadvantages of the wax-added toner: (a) the wax component exposed on the surface expresses the tackiness of the toner; and (b) the external additive on the toner surface is easily buried by a weak stress. The small particle size component of the mixed oxide particles improves the fluidity and improves the flight performance, and the large particle size component functions as a spacer agent to suppress the burial of the small particle size component. However, it is possible to prevent a decrease in flight performance after durability.
[0037]
In addition, the composite component of alumina and silica in the mixed oxide particles exhibits a cleaning function so as to appropriately wear the surfaces of the developing roller and the OPC. The adhesion of the toner layer (wax-rich fixed toner) to the toner can be constantly removed, and the mixed oxide particles generate little OPC rubbing marks. There is also a positive effect.
[0038]
The external additive particles composed of the mixed oxide particles are processed by controlling the toner base particles so as to have a predetermined external additive coverage (%, S × 100) by the following formula (1). When only one type of external additive is used to coat the toner base particles, the first term of the following equation is obtained, and when the number of external additives is n, the first term is obtained.
[0039]
S = (Dt · ρt · W1) / (π · D1 · ρ1 · Wt) + (Dt · ρt · W2) / (π · D2 · ρ2 · Wt) + ... + (Dt · ρt · Wn) / (Π · Dn · ρn · Wt) (1)
In the formula, Dt: volume average particle diameter of toner base particles (μm)
ρt: specific gravity of toner base particles
Wt: weight of toner base particles (parts by weight)
D1: Volume average particle diameter of primary particles of external additive 1 (μm)
ρ1: Specific gravity of external additive 1
W1: Weight of external additive 1 (parts by weight)
...
Dn: volume average particle size (μm) of primary particles of external additive n
ρn: Specific gravity of external additive n
Wn: weight of external additive n (parts by weight)
The volume average particle size (μm) of the toner base particles is measured by “Coulter Multisizer III” manufactured by Coulter Corporation. The volume average particle diameter (μm) of the external additive is derived from an image projected by a transmission electron microscope (TEM) through an image processing device. The specific gravity is measured by a “multi-pycnometer” manufactured by Yuasa Ionics.
[0040]
The toner base particles are mixed with an external additive at a predetermined ratio, and then added to a known mixer such as a Henschel mixer, a V-type blender, an inversion mixer, a high-speed mixer, a cyclomix, an axial mixer, and externally added. Thereby, the coverage by the external additive is controlled to a predetermined coverage.
[0041]
In the toner of the present invention, the coverage of the toner base particles with the externally added particles composed of the mixed oxide particles is set to 50% or more. Since the mixed oxide particles cover the toner particle surfaces, Even when the internally added wax component is exposed on the surface of the toner base particles, it is possible to prevent the wax from exhibiting adhesive strength. In addition, the large particle size component constituting the mixed oxide particles functions as a spacer agent and suppresses the burial of the small particle size component. However, by setting the covering ratio in the above range, the durability of the toner is significantly reduced. And the image quality can be prevented from deteriorating from the beginning to the end of the life of the developing device. In addition, as for the coverage, 200% or more is not preferable because development scattering occurs.
[0042]
Next, the image forming method of the present invention will be described based on the image forming apparatus shown in FIGS. A photosensitive drum 1 in which an organic (OPC) photosensitive layer is formed on an aluminum tube having an outer diameter of φ40 mm (hereinafter, mm is omitted) is charged to −600 V by a scotron charger 3 and emitted from a laser scanning exposure device 3. A digital latent image is formed by laser light, the developing device 5 is moved so that the developing roller 51 holding the toner layer is close to the photosensitive drum 1, and a predetermined developing bias is applied to the developing roller 51 so that the photosensitive drum 1 Is reverse developed. The developing device 5 is moved by a rotary operation while being supported by a rotary frame, and predetermined developing devices 5 of Y, M, C, and K form toner images on the photosensitive drum 1 at developing positions. At this time, the process speed, which is the rotation speed of the photosensitive drum, is 220 mm / sec. Next, the toner image on the photosensitive drum 1 is contact-transferred onto the sheet S via a transfer device 6 including an intermediate transfer belt 61, and then subjected to heat pressure by a fixing device 7 having a heating roller 71 and a pressure roller 73. Be established.
[0043]
The developing device 5 shown in FIG. 2 has a supply roller 52 made of urethane sponge having an outer diameter of 19 and pressed against a developing roller 51 obtained by applying a Ni-P plating after sand blasting to an elemental tube made of Fe having an outer diameter of 18 to form a developing roller. In the arrangement opposed to 51, it is rotated in the same direction at a peripheral speed ratio (supply roller / developing roller) of 1.5. The developing roller 51 is rotated in the same direction at a peripheral speed ratio (developing roller / photosensitive drum) of 1.6 at a position facing the photosensitive drum 1. A regulating blade 53 having a medium resistance rubber layer at the tip of a leaf spring made of phosphor bronze is provided on the developing roller 51 at 1 to 5 N / cm. ² The toner supplied to the developing roller 51 is regulated to a thin layer by the supply roller 52 to hold a toner layer frictionally charged to a desired polarity on the developing roller 51. In the configuration according to the present invention, the toner is negatively triboelectrically charged, and the average charge amount is −10 to −20 μC / g.
[0044]
As the developing conditions, a developing gap of about 150 to 200 μm is formed between the photosensitive drum and the developing roller, and a DC bias of −150 to −250 V and an AC bias of 1 to 1300 V at a frequency of 1.0 to 3.0 kHz are formed between the gaps. (Pp) are applied simultaneously. At this time, the duty of the AC bias component is preferably set to about 50 to 40% of the component in the developing direction (the component in the peeling direction is slightly larger). The developing roller is set to the same potential as the supply roller and the regulating blade.
[0045]
In the present invention, a toner using mixed oxide particles as externally added particles is used, and one to three, preferably 1.5 to 2.5, toner layers are supported on the developing roller 51. It is possible to reduce the stress received from the contact members of the regulating blade 53 / supply roller 52 / seal 54 in the developing device 5. In particular, by forming the mixed oxide particles into toner particles coated at a coverage of 50% or more, the contact points with adjacent toners increase, and the received stress is diffused, and the external additive peculiar to the mixed oxide particles is buried. The deterrent effect can be further enhanced.
[0046]
The transfer device 6 shown in FIG. 3 wraps a plurality of rollers 63 to 67 around an intermediate transfer belt 61 provided with a transfer function layer on the surface of an endless belt having a circumference of about 600 mm, and faces one surface of the intermediate transfer belt to the photosensitive drum 1. The primary transfer portion is formed by pressure contact with the primary transfer backup roller 63, and the secondary transfer roller 69 is disposed opposite to the secondary transfer roller 69 that presses the other surface from the back surface of the paper in the paper transport path, and is pressed by the drive roller 64. A secondary transfer portion is formed. The intermediate transfer belt 61 is driven so as to be substantially equal to the moving speed of the rotating photosensitive drum 1 (process speed: 220 mm / sec), and transfers the toner image on the photosensitive drum by the primary transfer unit and holds the toner image on the belt surface. After that, the toner image on the belt surface is transferred and held on the sheet S in the secondary transfer section. In particular, when forming a multicolor image, a plurality of toner images formed by a plurality of developments are sequentially stacked on the intermediate transfer belt 61, and the stacked toner images are collectively transferred in the secondary transfer unit to form a multicolor image on the paper S. Form an image.
[0047]
The transfer function layer on the surface of the intermediate transfer belt 61 includes at least a resistance layer A as an outermost layer and a conductive layer B as an intermediate layer. The resistance layer A is formed of a binder resin such as a urethane resin and conductive particles such as tin oxide and a lubricant such as PTFE, and is formed in a layer having a thickness of about 20 μm. 10 electric resistance ⁸ -10 ¹⁴ The lubricant is added for the purpose of adjusting to about Ω · cm, and the lubricant is added for the purpose of adjusting the friction coefficient (μ) of the resistor layer A to about 0.1 to 0.2. Things. The conductive layer B is a metal deposition film, for example, a thin film aluminum having a thickness of less than 1 μm, and is formed on a resin film (for example, a PET film having a thickness of about 100 μm) serving as a belt base.
[0048]
The primary transfer section where the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 61 are opposed to each other has a configuration in which the intermediate transfer belt is pressed against the photosensitive drum by a primary transfer backup roller 63 with a predetermined load, and the intermediate transfer belt (more specifically, the conductive layer By applying a primary transfer bias of about 50 to 400 V to B), the toner image on the photosensitive drum is contact-transferred onto the intermediate transfer belt. The secondary transfer section, to which the secondary transfer roller is opposed via the sheet S, is configured to press the intermediate transfer belt and the sheet with a predetermined load by the driving roller 64 and the secondary transfer roller 69, and the secondary transfer roller has one to one. By applying a secondary transfer bias of about 100 μA, the toner image on the intermediate transfer belt is contact-transferred onto paper. Further, the secondary transfer roller can be switched at a predetermined timing between a state in which the secondary transfer roller is in contact with the intermediate transfer belt via the sheet and a state in which the secondary transfer roller is separated from the intermediate transfer belt.
[0049]
The photosensitive drum / intermediate transfer belt is provided with a cleaning device that presses a cleaning blade formed of a urethane rubber plate to remove primary transfer / secondary transfer residual toner, respectively. The photosensitive drum cleaner 4 shown in FIG. 1 is disposed with a constant load so as to be pressed against the photosensitive drum with a load of about 0.1 to 0.3 N / cm, and sequentially scrapes the primary transfer residual toner on the photosensitive drum. Drop it. The intermediate transfer belt cleaning device 62 shown in FIG. 3 can switch between a state of contact with the intermediate transfer belt and a state of separation from the intermediate transfer belt at a predetermined timing by a separation / contact clutch. Further, the toner is disposed at a constant load so as to be pressed against the intermediate transfer belt with a load of about 0.1 to 0.3 N / cm, and the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt is sequentially scraped off.
[0050]
The fixing device 7 shown in FIG. 4 includes a heating roller 71 having an outer diameter of φ30 and a pressing roller 73 having an outer diameter of φ35 in which a halogen lamp 72 is incorporated as a heat source. The heating roller and the pressure roller are arranged substantially in parallel, and 5 to 30 N / cm ² They are brought into contact with each other with a moderate pressing force. The heating roller and the pressure roller are composed of an elastic layer made of silicon rubber or the like around a cored bar and a surface layer made of fluoro rubber or fluoro resin (PFA: perfluoroalkoxy fluoro resin, PTFE: polytetrafluoroethylene, etc.). I do. In the vicinity of the heating roller and the pressure roller,

release plates

75 and 76 for releasing the sheet immediately after fixing are disposed, respectively.
[0051]
At the time of fixing, a nip portion is formed between the pressure roller 71 and the pressure roller 73 by a contact surface of both rollers. The nip portion preferably has a so-called inverted crown shape in which the nip width is wide at both ends and narrow at the center. In this embodiment, the nip width is 8 mm at both ends and the central nip width is 7 mm. The heating roller and the pressure roller are rotated at a predetermined number of revolutions so that the paper conveyance speed is substantially equal to the process speed (220 mm / sec). Further, the output of the halogen lamp 72 is controlled such that the surface temperature of the heating roller is in the range of 140 to 200 ° C., preferably 150 to 190 ° C., and is maintained at a predetermined fixing temperature.
[0052]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. First, the externally added particles will be described.
(Production of mixed oxide particles)
FIG. 5 shows a burner device for producing mixed oxide particles. In the figure, 1 is a combustion chamber, 2 is a double jacket tube, 3 is an annular diaphragm, 4 is an inner tube, 5 is an outer tube, and 6 is a water-cooled flame tube. A double jacket tube 2 is projected from the combustion chamber 1, and 1.4 Nm of hydrogen is supplied from an inner tube 4 of the double jacket tube 2. ³ / H, air 5.5Nm ³ / H and pre-evaporated gaseous SiCl ₄ 1. A hot mixed vapor of 200 ° C. mixed at a rate of 1.30 kg / h is introduced, and then the gaseous AlCl ₃ Is supplied at a rate of 2.34 kg / h, introduced into the flame tube, and additionally supplied with 12 Nm of air. ³ / H is supplied and burned. At this time, air is introduced into the combustion chamber, and air is additionally introduced from the annular diaphragm 3. In the flame, a sharp reaction between the produced water and the chloride occurs, and mixed oxide particles are formed. After passing through the flame tube, the resulting powder is separated using a filter or a cyclone, and the hydrochloric acid attached to the powder is removed. The composition of the obtained mixed oxide particles is Al ₂ O ₃ 65% by weight, SiO ₂ 35% by weight, BET specific surface area 74m ² / G, volume resistivity 10 ¹² Ω · cm, specific gravity 2.5, volume average particle size is 0.025 μm. The obtained mixed oxide particles were subjected to a hydrophobic treatment with dimethyldichlorosilane to obtain externally added particles.
[0053]

Was preliminarily mixed with a Henschel mixer, and then hot-melt kneaded with a twin-screw extruder. Immediately after the kneaded product was taken out of the twin-screw extruder, it was quenched by a drum flaker and coarsely ground. The coarsely pulverized product was further pulverized with a jet mill airflow pulverizer, and the particle size distribution was adjusted with an air classifier to obtain magenta toner base particles having a volume average particle size of 8 μm and a specific gravity of 1.2.
[0054]
-Obtained magenta toner base particles: 98% by weight
The mixed oxide particles obtained above: 2% by weight
Was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner having a coverage of 100% with mixed oxide particles and a volume average particle diameter of 8 μm.
[0055]
In addition, the volume average particle diameter of the toner mother particles is 8 μm, the specific gravity is 1.2, the added amount is 98 parts by weight, the volume average particle diameter of the mixed oxide particles is 0.025 μm, The specific gravity is 2.5 and the added amount is 2 parts by weight, and when it is substituted into the equation S = (Dt · ρt · W1) / (π · D1 · ρ1 · Wt) × 100, it corresponds to S = 98%.
[0056]
The developing device loaded with the obtained magenta toner is mounted on the above-described image forming apparatus, and under the conditions of a developing gap of 150 μm, a DC bias of −150 V, an AC bias of 1200 kHz (pp) at a frequency of 2.0 kHz, and a duty of 47%. A color image was formed by an AC jumping development method. At this time, the thickness of the toner layer on the developing roller was about 17 μm (2.1 layers).
[0057]
The obtained image was a clear red image without background fog, and no toner scattering during development was observed. Further, 10,000 similar A4 size images were printed and compared with the initial image. As a result, an image equivalent to the initial image could be obtained.
[0058]
(Example 2)
-Magenta toner base particles prepared in Example 1: 97% by weight
The mixed oxide particles obtained above: 3% by weight
Was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner having a coverage of 150% with the mixed oxide particles and a volume average particle diameter of 8 μm. The developing device loaded with the obtained toner was mounted on the above-described image forming apparatus, and a color image was formed by the AC jumping development method as in Example 1. At this time, the thickness of the toner layer on the developing roller was about 19 μm (2.4 layers).
[0059]
The obtained image was a clear red image without background fog, and no toner scattering during development was observed. Further, 10,000 similar A4 size images were printed and compared with the initial image. As a result, an image equivalent to the initial image could be obtained.
[0060]

Was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner having a coverage of 150% by externally added particles and a volume average particle diameter of 8 μm. The developing device loaded with the obtained toner was mounted on the above-described image forming apparatus, and a color image was formed by the AC jumping development method as in Example 1. At this time, the thickness of the toner layer on the developing roller was about 20 μm (2.5 layers).
[0061]
The obtained image was a clear red image without background fog, and no toner scattering during development was observed. Further, 10,000 similar A4 size images were printed and compared with the initial image. As a result, an image equivalent to the initial image could be obtained.
[0062]
(Comparative Example 1)
-Magenta toner base particles prepared in Example 1 ... 99% by weight
The mixed oxide particles obtained above: 1% by weight
Was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner having a coverage of 50% by mixed oxide particles and a volume average particle diameter of 8 μm. The developing device loaded with the obtained toner was mounted on the above-described image forming apparatus, and a color image was formed by the AC jumping development method as in Example 1. At this time, the thickness of the toner layer on the developing roller was about 14 μm (1.8 layers).
[0063]
The obtained image was a clear red image with no background fog, but a so-called trailing edge blurring in which the image density at the trailing edge of the solid image was reduced. Furthermore, when the same A4 size image was printed on 10,000 sheets and compared with the initial image, the image density at the leading end of the solid image also decreased (fading), and although slightly, toner adhered to the developing roller surface. (Filming) occurred.
[0064]

Was mixed with a Henschel mixer to obtain a magenta toner having a coverage of 180% with externally added particles and a volume average particle diameter of 8 μm. The developing device loaded with the obtained toner was mounted on the above-described image forming apparatus, and a color image was formed by the AC jumping developing method as in Example 1. At this time, the thickness of the toner layer on the developing roller was about 18 μm (2.3 layers). In the obtained image, background fogging occurred, and a large amount of toner scattering was observed during development.
[0065]
【The invention's effect】
Since the durability of the toner used in the non-contact AC developing system of the present invention is remarkably improved, the image quality can be prevented from deteriorating from the beginning to the end of the life of the developing device. Further, when used in a full-color image forming apparatus in which a pictorial image is regarded as important as one-component toner, the durability life of each sub-process unit such as a developing device, a photosensitive drum, and a cleaner can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of an image forming apparatus used in an image forming method of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the developing device 5.
FIG. 3 is an enlarged view of the transfer device 6;
FIG. 4 is an enlarged view of the fixing device 7;
FIG. 5 is a view for explaining an apparatus for producing mixed oxide particles.
[Explanation of symbols]
1 is a photosensitive drum, 2 is a charger, 3 is an exposure device, 4 is a cleaner, 5 is a developing device, 6 is a transfer device, 7 is a fixing device, 51 is a developing roller, 52 is a supply roller, 53 is a regulating blade, 54 Is a seal, 61 is an intermediate transfer belt, 62 is a cleaning device, 63 is a primary transfer backup roller, 64 is a drive roller, 65 is a transfer cleaner roller, 66 is a support roller, 67 is a tension roller, 68 is a secondary transfer guide, 69 Is a secondary transfer roller, S is paper, 71 is a heating roller, 72 is a halogen lamp, 73 is a pressure roller, 74 is a fixing paper guide, 75 is a pressure roller release plate, and 76 is a heat roller release plate.

Claims

A toner applied to a non-contact AC development system, wherein toner base particles containing a release agent are coated with externally added particles comprising aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles obtained by a flame hydrolysis method. The toner according to claim 1, wherein a coverage of the toner base particles with the externally added particles is 50% to 200%.

2. The toner according to claim 1, wherein the toner base particles contain a release agent in a ratio of 1 to 10% by weight based on the binder resin or the polymerizable monomer.

The electrostatic latent image carrier and the toner carrier are arranged to face each other, and the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier is developed by a non-contact AC development method to form a toner image on the electrostatic latent image carrier. In the image forming method for forming the toner, the toner is a toner in which the surface of toner base particles containing a release agent is coated with externally added particles composed of aluminum oxide-silicon dioxide mixed oxide particles obtained by a flame hydrolysis method. An image forming method, wherein the coverage of the toner base particles with the externally added particles is 50 to 200%, and one to three toner layers are supported on the toner carrier.

4. The image forming method according to claim 3, wherein the toner base particles contain a release agent at a ratio of 1 to 10% by weight based on the binder resin or the polymerizable monomer.