JP2003043743A - トナー及び電子写真装置 - Google Patents

トナー及び電子写真装置

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JP2003043743A
JP2003043743A JP2001227423A JP2001227423A JP2003043743A JP 2003043743 A JP2003043743 A JP 2003043743A JP 2001227423 A JP2001227423 A JP 2001227423A JP 2001227423 A JP2001227423 A JP 2001227423A JP 2003043743 A JP2003043743 A JP 2003043743A
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toner
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JP2001227423A
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English (en)
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Yasuhito Yuasa
安仁 湯浅
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第1の一次転写位置から第2の一次転写位置
までの距離が短くかつ高速なタンデム方式の転写プロセ
スにおける転写時の中抜けや飛び散りを防止し、高湿下
での長期使用においても、感光体、転写体のフィルミン
グを防止することができ、オイルを塗布せずとも、高い
OHP透光性を維持しながらオフセット性を防止するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜
300であるワックスを含む定着助剤を、酸価1〜70
mgKOH/gである結着樹脂100重量部に対して1
〜12重量部添加したトナーを使用する構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラー複写機、カラ
ープリンタやカラーファクシミリに用いられるトナーに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真装置はオフィスユースの
目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型
化、高速化、高画質化、メンテフリーなどを実現する技
術が求められている。そのため転写残の廃トナーをクリ
ーニングしないクリーナープロセスやカラー画像の高速
出力を可能とするタンデムカラープロセスなどが良メン
テナス性、低オゾン排気などの条件とともに要求されて
いる。
【0003】カラープリンタでは、像担持体(以下感光
体と称す)を、帯電チャージャーによるコロナ放電で帯
電させ、その後各色の潜像を光信号として感光体に照射
し、静電潜像を形成し、第1色、例えばイエロートナー
で現像し、潜像を顕像化する。その後感光体に、イエロ
ートナーの帯電と逆極性に帯電された転写材を当接し、
感光体上に形成されたイエロートナー像を転写する。感
光体は転写時に残留したトナーをクリーニングしたのち
除電され、第1のカラートナーの現像、転写を終える。
その後マゼンタ、シアンなどのトナーに対してもイエロ
ートナーと同様な操作を繰り返し、各色のトナー像を転
写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法が取られ
ている。そしてこれらの重畳したトナー像はトナーと逆
極性に帯電した転写紙に転写された後、定着され複写が
終了する。
【0004】このカラー像形成方法としては、単一の感
光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻
き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光体に対向
させ、そこで順次形成される各色のトナー像を重ねて転
写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部を並べて
配置し、ベルトで搬送される転写材にそれぞれの像形成
部を通過させて順次各色のトナー像を転写し、カラー像
を重ね合わす連続重ね方式が一般的である。
【0005】周知のように電子写真方法に使用される静
電荷現像用のトナ−は一般的に結着樹脂である樹脂成
分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、
電荷制御剤、更に必要に応じて離型剤などの添加成分に
よって構成されている。樹脂成分として天然または合成
樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。
【0006】そして、上記添加剤を適当な割合で予備混
合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式に
より微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。
その後このトナー母体に例えば疎水性シリカなどの外添
剤を外添処理してトナーが完成する。一成分現像では、
トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなる
キャリアと混合することによって二成分現像剤が得られ
る。
【0007】トナーの定着性向上の目的で添加される離
型剤としては、特開平2−266372号公報では脱遊
離脂肪酸型カルナウバワックス及び/又はモンタン系エ
ステルワックス、酸価10−30の酸化ライスワックス
の使用、また特開平9−281748号公報では、融点
85〜100℃、天然ガス系フィッシャートロプッシュ
ワックスの存在下で重合されたビニル系共重合体、特開
平10−327196号公報では、多価アルコール成分
とジカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸化合物と
を縮重合し、離型剤の平均分散粒子径が0.1〜3μ
m、外添剤の粒子径が4〜200nmで1〜5重量部添
加する旨が開示されている。特開平5−333584号
公報では、パ−フルオロオクチルメタクリレ−トなどの
有機フッ素化合物で変性されたポリプロピレンなどのフ
ッ素変性ポリオレフイン系樹脂を含有する構成により定
着性が向上する内容が開示されている。特開平5−18
8632号公報では、軟化点が80〜140℃、フツ素
を含有する低分子量ポリオレフイン、低分子量オレフイ
ンとポリテトラフルオロエチレンとの溶融混合物を配合
することにより定着時の非オフセット性が向上する内容
が開示されており、定着性向上に効果がある内容が記載
されている。
【0008】また、特開昭59−148067号公報で
は、樹脂に低分子量と高分子量部分とを持ち、低分子量
のピーク値とMw/Mnを規定した不飽和エチレン系重
合体を使用し、軟化点を特定したポリオレフィンを含有
するトナーが開示されている。これによって、定着性と
耐オフセット性が確保されるとしている。また特開昭5
6−158340号公報では特定の低分子量重合体成分
と高分子量重合体成分よりなる樹脂を主成分とするトナ
ーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保
し、高分子量成分により耐オフセット性を確保する目的
である。また特開昭58−223155号公報では10
00〜1万と20万〜100万の分子量領域に極大値を
持ち、Mw/Mnが10〜40の不飽和エチレン系重合
体からなる樹脂と特定の軟化点を有するポリオレフィン
を含有するトナーが開示されている。低分子量成分によ
り定着性を確保し、高分子量成分とポリオレフィンによ
り耐オフセット性を確保する目的として使用されてい
る。
【0009】また、特開昭63−56659号公報、特
開平2000−98661号公報にはポリエステル樹脂
に関するトナーが開示され、良好な定着性が得られる旨
開示されている。
【0010】またトナーに帯電性を付与する電荷制御剤
としては、特開平2−221967号公報、特開平7−
84409号公報、特開平5−72812号公報、特開
平5−165257号公報にベンジル酸誘導体の金属塩
を用いたトナーが開示されている。また特開昭53−1
27726号公報、特開昭55−42752号公報、特
開平7−2171097号公報等にはサリチル酸誘導体
の金属塩を用いたトナーが開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】定着プロセスにおいて
は、カラー画像ではカラートナーを溶融混色させ透光性
を上げる必要がある。トナーの溶融不良が起こるとトナ
ー画像表面又は内部に於いて光の散乱が生じて、トナー
色素本来の色調が損なわれると共に重なった部分では下
層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、ト
ナーには完全溶融特性を有し、色調を妨げないような透
光性を有することが必要条件である。特にOHP用紙で
の光透過性がカラーでのプレゼンテーション機会の増加
で、その必要はより大きくなっている。
【0012】しかし光透過性発現のためシャープメルト
の溶融特性を有する樹脂構成では、耐オフセット性が低
下し、定着ローラ表面に付着してオフセットが生じるた
め定着ローラに多量のオイル等を塗布しなければなら
ず、取扱や、機器の構成が複雑になる。そのためオイル
を必要としないオイルレスのカラー定着構成が要求され
る。
【0013】また、定着ローラやベルトに帯電性の強い
シリコーン系材料やフッ素系材料を使用すると、定着部
に突入前に未定着のトナー像が静電気的に定着ローラと
反発する像乱れが生じやすい。逆に定着ニップ部に突入
する前に定着ローラにトナーが飛翔してハーフトーンの
オフセットを生じる場合もある。特に離型オイルを塗布
しない構成において帯電性の影響が出やすい。またオフ
セット性を向上させる目的で離型剤を添加したトナーで
は、内添加剤の分散不良の状態により定着ローラに傷を
生じさせやすくなり、画像の縦筋発生の要因となってし
まう。
【0014】また、装置のフレキシブルさや小型化、ウ
オームアップ短縮の目的から媒体加熱部とトナー溶融定
着部を別にしたベルトの定着方式が用いられつつある。
従って定着ローラを小径にして装置の小型化が図られ
る。また紙排紙部の曲率が大きくなることから紙のベル
トへの巻付きが起こりにくい。ベルトの低熱容量からウ
オームアップが短縮される。しかし、トナーが高温オフ
セット防止のため一定以上の高分子量成分を付加し、あ
る程度の弾性要素を持たせたとき、トナーの細い縦線の
パターンを描いた紙が曲率の大きいベルトからの隔離時
に先端部がベルトに持っていかれる先端オフセットが生
じる場合がある。
【0015】高速機での定着強度を高めるために、結着
樹脂の溶融粘度を下げたり低分子量化した樹脂を使用す
ると、長期使用中に2成分現像であればトナーがキャリ
アに固着するいわゆるスペントが発生し易くなる。現像
剤の耐ストレス性が低下する。また低速機に使用する
と、定着時にヒートローラにトナーが付着するオフセッ
トが発生しやすくなる。また長期保存中にトナー同士が
融着するブロッキングが発生する。
【0016】高分子量成分と低分子量成分をブレンドし
た、あるいは共重合させた樹脂構成に対して、低融点の
離型剤、例えばポリエチレン、ポリプロピレンワックス
等は、定着時ヒートローラからの離型性を良くして耐オ
フセット性を高める目的で添加される。しかしこれらの
離型剤は結着樹脂中での分散性を向上させるのが困難
で、分散不良による逆極性トナーが発生し易く、非画像
部へのカブリが発生する。またベタ黒画像部後端部に刷
毛でかきとられたような画像欠けが生じ、画質を悪化さ
せる。またキャリア、感光体、現像スリーブをフィルミ
ング汚染する課題がある。
【0017】また従来のポリプロピレンやポリエチレン
等の低融点離型剤と低軟化性の樹脂を使用してカラー画
像の光沢性や透光性を高める構成のトナーを使用した場
合、現像での現像ローラ上での縦筋の発生や、転写体の
クリーニング不良やフィルミングの発生、転写体のクリ
ーニングローラのスクレープ不良のために、分散性を向
上させると、離型性の効果が低下し、非オフセット領域
が狭くなってしまい、両立が難しい。
【0018】また、シリコンやウレタン等の現像ローラ
にトナー層を規制する弾性体ブレードを接触使用し、現
像ローラにトナーを供給するウレタン等の供給ローラを
具備する接触式の一成分現像方式では、低融点の離型剤
の添加したトナーでは帯電の立ち上り性が悪化したり、
長期連続使用時に帯電維持性の悪化が生じる。また、前
記した低融点の離型剤を添加したトナーの使用により、
数千枚の使用で徐々に現像ローラ上に縦筋が発生し、白
抜け、黒筋等の画像不良の原因となる。これは離型剤の
分散不良による現像ローラへの傷、ブレードへの融着、
供給ローラと現像ローラとの摩擦による凝集の発生が要
因と考えられる。
【0019】また、複数の感光体や現像部を有する像形
成ステーションを並べて配置し、感光体に無端状の転写
体を当接させて転写体に順次各色のトナーを連続して転
写させる一次転写プロセスを実行して、転写体に多層の
転写カラートナー画像を形成し、その後転写体に形成し
た多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体
に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構
成されたタンデム方式の転写システムにおいて、機械の
小型化高速化のため、像形成ステーション間の距離がよ
り短く、かつ高速度で印写させることが要求される。そ
の結果、例えばイエロートナーが第一の一次転写された
後、次のマゼンタトナーが第2の一次転写されるまでの
時間が極めて短く、転写体の帯電緩和及び転写されたト
ナーの電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマ
ゼンタトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロ
ートナーの電荷作用により反発され、転写効率の低下、
転写時の文字の中抜けという問題が生じる。
【0020】さらに最後のトナーが一次転写された後、
複写用紙に一括して二次転写される際、トナー相互の電
荷による反発により画像乱れが生じる。
【0021】また転写でのドット再現性を向上させた
め、転写体の抵抗を高抵抗とする構成により、これらの
トナー像乱れ、転写不良の傾向がより顕著に生じる。
【0022】さらに定着時にオイルを使用しないオイル
レス定着を可能とするため、カラートナー中に離型剤を
添加するトナー組成では帯電保持性が強く、トナー像乱
れ、転写不良の傾向がより顕著に生じ、転写と定着の両
立が困難となる。
【0023】また、2次転写時に転写材に転写されずに
残留するトナーをクリーニング除去することが必要であ
り、ゴムブレードや、バイアスを印可したローラ、ファ
ーブラシ等が使用される。このとき低融点の離型剤の添
加したトナーでは、中間転写体にフィルミングを生じて
しまう。またクリーニングローラにより除去されたトナ
ーをこのローラから金属プレートによりスクレープする
際にその金属プレートに融着し、スクレープ不良が生じ
てしまう。特にカラー画像の光沢性、高透光性を発現さ
せるため低溶融性のシャープメルト樹脂の使用により、
よりフィルミング、スクレープ不良が生じ易くなる。
【0024】また機器の小型化省資源からクリーニング
工程のないクリーナレスプロセス実現は重要である。感
光体上に形成した静電潜像を顕像化されたトナーを転写
手段により転写材に転写した後、通常は感光体上に残留
したトナーをクリーニングにより回収して廃トナーとな
る。このときクリーニングプロセス工程を有さずに、次
の帯電、露光、現像プロセスを行うのがクリーナーレス
プロセスである。まず転写において高転写性実現が不可
欠で、トナーの球形化処理や重合トナーによる転写性改
良が行われている。しかし100%転写残トナーが零と
は困難で、ある程度は感光体上に残り、次の現像プロセ
スでは、非画像部の残トナーが現像に戻されれば画像的
に問題は生じない。よってこの非画像部に残留したトナ
ーの現像での回収が重要なポイントである。特に定着時
の非オフセット性を満たすために低融点離型剤を添加し
たトナーにおいては流動性が低下する傾向にあり、転写
性が良くないのと、クリーナーレスプロセスでは現像で
の回収に難があるため、非画像部に前の画像パターンの
メモリが残ってしまう。
【0025】このようにトナーは、上記した課題に対
し、総合的に満足するものでなければならなず、特にオ
イルを使用しないオイルレス定着トナーにおいては定着
部材に使用したオイル機能をトナー自身に持たせるた
め、トナー中にワックス等の離型剤を使用すると、帯電
性の問題が生じ、連続使用時に帯電量の変動を招きトナ
ー自体の寿命がもたない、また現像ブレードにトナーの
融着、感光体へのフィルミング等の問題が生じ、オイル
レストナーの定着性と現像性、耐久性との両立が非常に
困難である。
【0026】本発明は上記問題点に鑑み、均一な帯電分
布を有し、画像の長期安定化を図れるトナー及び電子写
真装置を提供することを目的とする。
【0027】一成分現像法に使用しても現像ローラに縦
筋が生じず、連続使用しても層規制ブレードや現像ロー
ラにトナーの熱融着や凝集を生じず、帯電量の低下を抑
え、また樹脂特性を劣化させることなく添加剤の分散性
を向上させ安定した現像性を維持出来るトナー及び電子
写真装置を提供することを目的とする。
【0028】また、複数の感光体や現像部を有する像形
成ステーションを並べて配置し、感光体に無端状の転写
体を当接させて転写体に順次各色のトナーを連続して転
写させる一次転写プロセスを実行して、転写体に多層の
転写カラートナー画像を形成し、その後転写体に形成し
た多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体
に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構
成された転写システムを具備するタンデム方式の電子写
真装置において、転写時の中抜けや飛び散りを防止し、
高転写効率が得られ、転写体等へのフィルミングを回避
し、クリーニングローラへの融着を防止できるトナー及
び電子写真装置を提供することを目的とする。
【0029】クリーナレスプロセスにおいても高転写効
率が得られ、帯電量、流動性の低下がなく、現像でのメ
モリーが生じず、クリーナレスプロセスを可能とし、地
球環境汚染防止と資源の再活用を可能にするトナー及び
電子写真装置を提供することを目的とする。
【0030】また、オイル塗布しないオイルレス定着で
高透光性、光沢性を発現するフルカラー電子写真用トナ
ー及び電子写真装置を提供することを目的とする。そし
て低溶融性のシャープメルト樹脂を使用したカラートナ
ーにおいても現像ローラやドクターブレード、中間転写
体等へのフィルミングを回避でき、また、高湿下での長
期使用においても、感光体、中間転写体等フィルミング
を防止できるトナー及び電子写真装置を提供することを
目的とする。
【0031】また、ベルトを使用した定着プロセスにお
いても、低定着圧力、長定着ニップ構成の曲率の大きい
ローラを使用したベルト定着においても、紙のベルトへ
の非巻付き性を良好なものとし、さらにベルトと紙が分
離する時に生じる画像先端部の欠けを防止することがで
き、さらに現像、転写性とも両立を図れるトナー及び電
子写真装置を提供することを目的とする。
【0032】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み本発明に
係る構成は、少なくとも像担持体と前記像担持体に静電
潜像を形成する帯電露光手段とトナー担持体を含むトナ
ー像形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形成
した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に
無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一
次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に
多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形
成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写
媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよ
う構成された転写システムを具備する電子写真装置に適
用されるトナーであって、前記転写プロセスが、第1の
一次転写位置から第2の一次転写位置までの距離をd1
(mm)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場
合、d1/v≦0.65(sec)の条件を満足する構
成であり、前記トナーが、ゲル浸透クロマトグラフィー
(GPC)における分子量分布において、数平均分子量
が100〜5000、重量平均分子量が200〜100
00、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分
子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と
数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が
1.02〜10、分子量5×102〜1×104の領域に
少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、ヨウ素価が
25以下、けん化価が30〜300であるワックスから
なる定着助剤を酸価1〜70mgKOH/gである結着
樹脂100重量部に対して1〜12重量部添加したトナ
ーである。
【0033】また、本発明に係る構成は、少なくとも像
担持体と前記像担持体に静電潜像を形成する帯電露光手
段とトナー担持体を含むトナー像形成ステーションを複
数個有し、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化した
トナー像を、前記像担持体に無端状の転写体を当接させ
て前記転写体に転写させる一次転写プロセスが順次連続
して実行して、前記転写体に多層の転写トナー画像を形
成し、その後前記転写体に形成した多層のトナー像を、
一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる二次
転写プロセスが実行されるよう構成された転写システム
を具備し、前記転写プロセスが、第1の一次転写位置か
ら第2の一次転写位置までの距離をd1(mm)、感光
体の周速度をv(mm/s)とした場合、d1/v≦
0.65(sec)の条件を満足する構成であり、像担
持体上に形成された静電潜像を、ゲル浸透クロマトグラ
フィー(GPC)における分子量分布において、数平均
分子量が100〜5000、重量平均分子量が200〜
10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量
平均分子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分
子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子
量)が1.02〜10、分子量5×102〜1×104
領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、ヨウ
素価が25以下、けん化価が30〜300であるワック
スからなる定着助剤を酸価1〜70mgKOH/gであ
る結着樹脂100重量部に対して1〜12重量部添加し
たトナーにより可視像化する電子写真装置である。
【0034】
【発明の実施の形態】デジタル高画質化、高彩色再現性
カラー化、定着ローラにオフセット防止用のオイルを使
用しないで高透光性と耐オフセット性の両立を図ること
ができ、さらには現像一成分におけるローラ傷やブレー
ド融着による縦筋の発生や、転写体のクリーニング不
良、クリーニングローラのスクレープ不良の防止との両
立実現を本形態のトナーにより可能とするものである。
【0035】感光体と帯電手段とトナー担持体を含むト
ナー像形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形
成した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体
に無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる
一次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体
に多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に
形成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転
写媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行される
よう構成された転写プロセスにおいて、第1の一次転写
位置から第2の一次転写位置までの距離をd1(m
m)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d
1/v≦0.65(sec)となる転写位置構成では、
例えば1色目のイエロートナーが一次転写された後、次
の2色目のマゼンタトナーが一次転写されるまでの時間
が極めて短く、転写体の帯電緩和及び転写されたトナー
の電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマゼン
タトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロート
ナーの電荷作用により反発され、転写効率の低下、転写
時の文字の中抜けという問題が生じる。さらに第3色目
のシアントナーの一次転写の時、前のイエロー、マゼン
タトナーの上に転写される際にシアントナーの飛び散
り、転写不良、転写中抜けがより顕著に発生する。
【0036】さらに最後のブラックトナーの第4色目の
一次転写位置から二次転写位置までの距離をd2(m
m)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d
2/v≧0.75(sec)となる転写位置構成では、
複写用紙に一括して二次転写される際、トナー相互の電
荷による反発により画像乱れが生じる。
【0037】そこで、ヨウ素価が25以下、けん化価が
30〜300からなる構成のワックスを、酸価1〜70
mgKOH/gである結着樹脂100重量部に対して1
〜12重量部添加することにより、一次転写でのトナー
多層転写時にトナーの電荷作用による反発が緩和され、
転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、画像乱れを抑
えることができる。
【0038】ワックスは高級脂肪酸と高級アルコールと
エステル結合からなるエステル系のワックスが好適に使
用され、DSC法による融点が50〜100℃のものが
好ましい。より好ましくはヨウ素価が15以下、けん化
価が50〜250、DSC法による融点が55〜90
℃、さらに好ましくは、ヨウ素価が5以下、けん化価が
70〜200、DSC法による融点が60〜85℃のも
のである。
【0039】ヨウ素価が25より大きいと、一次転写で
のトナー多層転写時にトナーの電荷作用による反発が緩
和されにくくなる。けん化価が30より小さくなると、
不けん化物、炭化水素の存在が増加し、感光体フィルミ
ング、帯電性の悪化を生じる。また電荷制御剤との分散
性が不良となり、フィルミング、融着、連続使用時の帯
電性の低下を招く。300より大きくなると樹脂中での
ワックスの分散性が悪化し、トナーの電荷作用による反
発が緩和されにくくなる。またカブリやトナー飛散の増
大を招く。樹脂酸価が1mgKOH/gより小さくなる
と、一次転写でのトナー多層転写時にトナーの電荷作用
による反発が緩和されにくくなる。樹脂酸価が70mg
KOH/gより大きくなると、耐環境性が悪化し、かぶ
り増大を招く。
【0040】またトナーの粒度分布において、粒径5μ
m以下のトナー粒子が個数分布で40個数以下であるこ
とが好ましい。40個数よりも多いと、転写率が低下
し、転写体でのクリーニング性が低下する。また感光体
や転写体へのフィルミングを生じ易くなる。
【0041】粒度分布測定は、コールターカウンタTA
−II型(コールターカウンタ社)を用い、個数分布、
体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及び
パーソナルコンピュータを接続して測定する。電解液は
1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製
する。電解水溶液100〜150ml中に分散剤として
界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)を0.1〜5m
g加え、さらに測定試料を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
を行い、コールターカウンタTA−II型にてアパーチ
ャー70μのアパーチャーを用いて個数を基準として2
〜40μの粒子の粒度分布を測定する。
【0042】また、定着においては、これまでカラー定
着性向上のため、高分子量成分の少ない分子量分布の狭
いシャープメルトな低軟化性の結着樹脂を使用してい
た。この構成では透光性を確保できるが、オフセットが
生じるため定着ローラにオイルを塗布する必要があっ
た。またオイルレス定着を実現するため、シャープメル
トな低軟化性の結着樹脂に離型剤を添加する構成では、
離型剤や、顔料、電荷制御剤などの分散が困難で、カブ
リや帯電不良による転写性の低下、クリーニング性の悪
化、感光体や現像ローラへのフィルミング、帯電の立上
がりの劣化、繰返し使用時における帯電変動による画像
濃度の変動等の不都合が発生した。従来の離型性ではポ
リエステル樹脂中での分散が困難なこと、またカブリ等
の画質を低下させること、またカラートナーでは色濁り
が生じ、鮮明な透光性がえられない。
【0043】本形態のトナーにより、これらの種々の電
子写真特性を両立させることが可能となる。
【0044】本形態のトナーにより、定着助剤の添加に
より定着特性、特にオイルレス定着における非オフセッ
ト性と高光沢性、高透光性を発現でき、高温保存性を低
下させることがない。また定着ローラにフッ素系やシリ
コン系部材を使用しても、ハーフトーンのオフセットを
防止できる。さらには連続使用時の帯電安定性が得ら
れ、定着性と現像帯電安定性との両立が可能となる。
【0045】さらにはこれを結着樹脂中に添加する際の
分散の状態向上により、離型性、透光性等の定着性、帯
電安定化等の現像性をより向上することができる。離型
剤の添加により他の内添加剤の分散性を低下させる場合
が考えられるが、本形態の添加剤の構成により双方の分
散性を低下させること無く、定着性と現像性の両立を図
ることができる。
【0046】定着助剤としては、ゲル浸透クロマトグラ
フィー(GPC)における分子量分布において、数平均
分子量が100〜5000、重量平均分子量が200〜
10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量
平均分子量/数平均分子量)が1.1〜8、Z平均分子
量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)
が1.02〜10、分子量5×102〜1×104の領域
に少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、ヨウ素価
が25以下、けん化価が30〜300からなる構成のワ
ックスであり、これを酸価1〜70mgKOH/gであ
る結着樹脂100重量部に対して1〜12重量部添加す
る構成である。
【0047】さらに融点以上の温度での10℃変化時の
容積増加率が2〜30%の材料が好ましい。固体から液
体に変わるとき急激に膨張することで定着時の熱で溶融
したとき、トナー相互の接着性がより強化され、より定
着性が向上し、また定着ローラとの離型性も良くなり耐
オフセット性も向上する。2より小さくと効果が少な
く、30より大きくなると混練時の分散性が低下する。
添加量としては結着樹脂100重量部に対して1〜12
重量部添加することが好ましい。1重量部より小さいと
定着性向上の効果が得られず、12重量部より大きいと
貯蔵安定性に難点がある。
【0048】またワックスの220℃における加熱減量
は8重量%以下であることが好ましい。加熱減量が8重
量%より大きくなると、加熱混練時に結着樹脂中に結着
樹脂中に残留し、結着樹脂のガラス転移点を大きく低下
させトナーの貯蔵安定性を損なう。現像特性に悪影響を
与え、カブリや感光体中間転写体のフィルミングを生じ
させる。
【0049】またGPCにおける分子量において、数平
均分子量が100〜5000、重量平均分子量が200
〜10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重
量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均
分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子
量)が1.02〜10のものが好ましい。より好ましく
は数平均分子量が500〜4500、重量平均分子量が
600〜9000、重量平均分子量と数平均分子量の比
(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜7、Z
平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均
分子量)が1.02〜9、さらに好ましくは数平均分子
量が700〜4000、重量平均分子量が800〜80
00、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分
子量/数平均分子量)が1.01〜6、Z平均分子量と
数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が
1.02〜8である。
【0050】数平均分子量が100より小さく、重量平
均分子量が200より小さくなると保存安定性が悪化す
る。分子量極大ピークが5×102よりも小さい範囲に
位置していると、定着助剤とともに電荷制御剤の分散性
が悪化する。トナーの保存性が低下、感光体、転写体に
フィルミング、現像ローラ上での縦筋、クリーニングロ
ーラでのスクレープ不良等の発生を生じてしまう。
【0051】数平均分子量が5000より大きく、重量
平均分子量が10000より大きく、重量平均分子量と
数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が
8より大きく、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平
均分子量/数平均分子量)が10より大きく、分子量極
大ピークが1×104の領域よりも大きい範囲に位置し
ていると、離型作用が弱くなり定着性、耐オフセット性
等の定着性機能が低下する。
【0052】定着助剤としては、メドウフォーム油誘導
体、カルナウバワックス、ホホバ油誘導体、木ロウ、ミ
ツロウ、オゾケライト、カルナウバワックス、キャンデ
リアワックス、モンタンワックス、セレシンワックス、
ライスワックス等の天然ワックス、フィッシャートロプ
ッシュワックス等の合成系ワックス、ヒドロキシステア
リン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコー
ル脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等の多価
アルコール脂肪酸エステル等の材料が好ましく、一種類
又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【0053】ヒドロキシステアリン酸の誘導体として
は、12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒド
ロキシステアリン酸ブチル、プロピレングリコール=モ
ノ12−ヒドロキシステアラート、グリセリン=モノ1
2−ヒドロキシステアラート、エチレングリコール=モ
ノ12−ヒドロキシステアラート等が好適な材料であ
る。
【0054】グリセリン脂肪酸エステルとしてはグリセ
リン=モノトリステアラート、グリセリン=ドコサノア
ート等が好適な材料である。
【0055】グリコール脂肪酸エステルとしては、プロ
ピレングリコール=モノパルミタート、プロピレングリ
コール=モノステアラート等のプロピレングリコール脂
肪酸エステル、エチレングリコール=モノステアラート
等のエチレングリコール脂肪酸エステルが好適な材料で
ある。
【0056】ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソル
ビタン=モノパルミタート、ソルビタン=モノステアラ
ート、ソルビタン=モノトリステアラートが好適な材料
である。さらには、ペンタエリスリトールのステアリン
酸エステル、アジピン酸とステアリン酸又はオレイン酸
の混合エステル類等の材料が好ましく、一種類又は二種
類以上組み合わせての使用も可能である。
【0057】メドウフォーム油誘導体としては、メドウ
フォーム油脂肪酸、メドウフォーム油脂肪酸の金属塩、
メドウフォーム油脂肪酸エステル、水素添加メドウフォ
ーム油、メドウフォーム油アミド、ホモメドウフォーム
油アミド、メドウフォーム油トリエステル、エポキシ化
メドウフォーム油のマレイン酸誘導体、メドウフォーム
油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合
物、ハロゲン化変性メドウフォーム油が好ましい材料で
ある。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可
能である。
【0058】メドウフォーム油をけん化分解して得られ
るメドウフォーム油脂肪酸は18〜22個の炭素原子を
有する脂肪酸からなる。その金属塩はナトリウム、カリ
ウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、
鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウム
などの金属塩が使用することが出来る。
【0059】メドウフォーム油脂肪酸エステルとしては
例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタ
エリスリトール、ポリプロピレングリコール、トリメチ
ロールプロパンなどのエステルであり、特に、メドウフ
ォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、メ
ドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステ
ル、メドウフォーム油脂肪酸トリメチロールプロパンエ
ステルなどが好ましい。
【0060】さらには、メドウフォーム油脂肪酸とグリ
セリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレ
ンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−
4,4’−ジイソシアネート(MDI)、等のイソシア
ネートで架橋して得られるメドウフォーム油脂肪酸多価
アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく
使用できる。
【0061】水素添加メドウフォーム油はメドウフォー
ム油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたもので
ある。
【0062】メドウフォーム油アミドはメドウフォーム
油を加水分解した後、エステル化することにより脂肪酸
メチルエステルとし、その後、濃アンモニア水と塩化ア
ンモニウムとの混合物と反応して得られる。さらにこれ
に水素添加することにより融点を調節することが可能と
なる。また加水分解する前に水素添加することも可能で
ある。融点が75〜120℃の物が得られる。ホモメド
ウフォーム油アミドは、メドウフォーム油を加水分解後
還元してアルコールとした後、二トリルを経て得られ
る。
【0063】ホホバ油誘導体としては、ホホバ油脂肪
酸、ホホバ油脂肪酸の金属塩、ホホバ油脂肪酸エステ
ル、水素添加ホホバ油、ホホバ油アミド、ホモホホバ油
アミド、ホホバ油トリエステル、エポキシ化ホホバ油の
マレイン酸誘導体、ホホバ油脂肪酸多価アルコールエス
テルのイソシアネート重合物、ハロゲン化変性ホホバ油
が好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み
合せての使用が可能である。
【0064】ホホバ油をけん化分解して得られるホホバ
油脂肪酸は18〜22個の炭素原子を有する脂肪酸から
なる。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、
鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウムなどの金属塩が
使用することが出来る。
【0065】ホホバ油脂肪酸エステルとしては例えば、
メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリ
トール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプ
ロパンなどのエステルであり、特に、ホホバ油脂肪酸ペ
ンタエリスリトールモノエステル、ホホバ油脂肪酸ペン
タエリスリトールトリエステル、ホホバ油脂肪酸トリメ
チロールプロパンエステルなどが好ましい。
【0066】さらには、ホホバ油脂肪酸とグリセリン、
ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多
価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソ
シアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−
ジシソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架
橋して得られるホホバ油脂肪酸多価アルコールエステル
のイソシアネート重合物も好ましく使用できる。水素添
加ホホバ油はホホバ油に水素添加して不飽和結合を飽和
結合としたものである。
【0067】ホホバ油アミドはホホバ油を加水分解した
後、エステル化することにより脂肪酸メチルエステルと
し、その後、濃アンモニア水と塩化アンモニウムとの混
合物と反応して得られる。さらにこれに水素添加するこ
とにより融点を調節することが可能となる。また加水分
解する前に水素添加することも可能である。融点が75
〜120℃の物が得られる。ホモホホバ油アミドは、ホ
ホバ油を加水分解後還元してアルコールとした後、二ト
リルを経て得られる。
【0068】添加量は結着樹脂100重量部に対し、
0.5〜10重量部が好ましい。0.5より少ないと透
光性向上の効果が得られない。10より大きいとトナー
の流動性が低下するばかりでなくそれ以上添加しても飽
和して効果が向上しない。特にワックスは、DSC法に
よる融点が76〜90℃であるカルナウバワックス、6
6〜80℃であるキャンデリラワックス、64〜78℃
である水添ホホバ油、64〜78℃である水添メドウフ
ォーム油又は74〜90℃であるライスワックスからな
る群より選ばれた少なくとも1種又は2種以上のワック
スが好ましい。
【0069】ケン化価は、試料の1gをけん化するのに
要する水酸化カリウムKOHのミリグラム数をいう。酸
価とエステル価の和にあたる。ケン化価値を測定するに
は約0.5Nの水酸化カリウムのアルコール溶液中で試
料をケン化した後、0.5Nの塩酸で過剰の水酸化カリ
ウムを滴定する。
【0070】ヨウ素価は試料にハロゲンを作用させたと
きに、吸収されるハロゲンの量をヨウ素に換算し、試料
100gに対するg数で表したものをいう。脂肪100
gに吸収されるヨウ素のグラム数であり、この値が大き
いほど試料中の脂肪酸の不飽和度が高いことを示す。試
料のクロロホルムまたは四塩化炭素溶液にヨウ素と塩化
水銀(II)のアルコール溶液又は塩化ヨウ素の氷酢酸
溶液を加えて、放置後反応しないで残ったヨウ素をチオ
硫酸ナトリウム標準液で滴定して吸収ヨウ素量を算出す
る。
【0071】加熱減量の測定は試料セルの重量を0.1
mgまで精秤(W1mg)し、これに試料10〜15m
gを入れ、0.1mgまで精秤する(W2mg)。試料
セルを示差熱天秤にセットし、秤量感度を5mgにして
測定開始する。温度制御は下記プログラムにて行う。測
定後、チャートにより試料温度が220℃になった時点
での重量減を0.1mgまで読み取る(W3mg)。装
置、真空理工製TGD−3000、昇温速度10℃/m
in、最高温度220℃、保持時間1min、加熱減量
(%)=W3/(W2−W1)×100。
【0072】また、ワックスの結着樹脂中の分散平均粒
子径が0.1〜1.5μmで、分散粒子径分布が0.1
μm未満の粒子が30個数%以下、0.1〜2.0μm
の粒子が65個数%以上、2.0μmを越える粒子が5
個数%以下であることが好ましい。TEMによるトナー
の断面写真から粒径とその個数を分散平均粒子径が0.
1μmより小さく、0.1μm未満の粒子が30個数%
より多いとき、離型剤としての離型効果が小さく、定着
能力が発揮できない。分散平均粒子径が1.5μmより
大きく、2.0μmを越える粒子が5個数%よりも多い
とき、樹脂中でのワックスの分散性が悪化し、トナーの
電荷作用による反発が緩和されにくくなる。またカブリ
やトナー飛散の増大を招く。
【0073】本形態ではトナーの電荷制御の目的、及び
オイルレス定着をより強固なものとするために、結着樹
脂に前記した定着助剤と電荷制御剤を併用配合する。好
ましい材料としては(化1)に示すサリチル酸誘導体の
金属塩が用いられる。
【0074】
【化1】
【0075】また、本形態ではトナーの電荷制御の目
的、及びオイルレス定着をより強固なものとするため
に、結着樹脂に上記した定着助剤と電荷制御剤を併用配
合する。好ましい材料としては(化2)に示すベンジル
酸誘導体の金属塩が用いられる。
【0076】
【化2】
【0077】この構成により、オイルレス定着において
広範囲の非オフセット温度域を確保できると共に、定着
時での帯電作用による画像乱れを防止できる。これは定
着助剤のもつ酸価を有する官能基と金属塩の帯電極性の
効果と思われる。また連続使用時での帯電量の低下を防
止できる。現像でのブレード融着を抑えられる。
【0078】添加量は結着樹脂100重量部に対し、
0.5〜5重量部が好ましい。より好ましくは1〜4重
量部、さらに好ましくは3〜4重量部である。0.5重
量部よりも少ないと、帯電作用効果が無くなる。5重量
部より大きいと、カラー画像での色濁りが目立ってく
る。
【0079】また、本形態のトナーでは結着樹脂として
ポリエステル樹脂を使用し、前記した定着助剤、電荷制
御剤との併用、そしてトナー又はポリエステル樹脂の分
子量を特定することにより、混練時での定着助剤、電荷
制御剤の分散をより良好なものとすることができ、帯電
性の安定化が図られる。またトナー凝集も防止すること
が可能となり、長期間連続して使用しても感光体、転写
体、現像ローラへのフィルミングを防止することが可能
となる。定着での高透光性、高色再現性を確保でき、か
つ定着オイルを必要とせずとも、より高温度域にまでオ
フセット幅を広げられる構成を創出した。現像において
は帯電性を上げるためにより強いストレスがかけられ、
また転写体のクリーニングにおいてもクリーニング性を
上げるため強い負荷がかけられる。
【0080】本形態の結着樹脂としてGPCにおける分
子量分布で、2×103〜3×104の領域に少なくとも
一つの分子量極大ピークを有し、かつ、高分子量領域に
存在する成分として3×104以上の分子量成分を結着
樹脂全体に対し5%以上有し、重量平均分子量が1万〜
20万、Z平均分子量が2万〜50万、重量重量平均分
子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子
量)が3〜100、Z平均分子量と数平均分子量の比
(Z平均分子量/数平均分子量)が10〜2000、高
化式フローテスタによる1/2法による溶融温度(以下
軟化点)が80〜150℃、流出開始温度は80〜12
0℃、樹脂のガラス転移点が45〜68℃の範囲である
ポリエステル樹脂を成分とすることが好ましい。
【0081】好ましくは重量平均分子量が1万〜12
万、Z平均分子量が2万〜30万、重量平均分子量/数
平均分子量が3〜50、Z平均分子量/数平均分子量が
10〜1000、軟化点が90〜140℃、流出開始温
度は85〜115℃、ガラス転移点が52〜65℃の範
囲であるポリエステル樹脂を成分とすることが好まし
い。より好ましくは重量平均分子量が1万〜4万、Z平
均分子量が2万〜10万、重量平均分子量/数平均分子
量が3〜20、Z平均分子量/数平均分子量が10〜1
00、軟化点が105〜135℃、流出開始温度は90
〜120℃、ガラス転移点が58〜65℃の範囲である
ポリエステル樹脂を成分とすることが好ましい。
【0082】また高分子量領域に存在する成分として、
好ましくは1×105以上の分子量成分を結着樹脂全体
に対し3%以上有することが好ましい。さらには高分子
量領域に存在する成分として、3×105以上の分子量
成分を結着樹脂全体に対し0.5%以上有することが好
ましい。
【0083】好ましくは高分子量領域に存在する成分と
して、8×104〜1×107の分子量成分を結着樹脂全
体に対し3%以上有し、かつ1×107以上の成分は含
有しない構成が好ましい。
【0084】更に好ましくは、高分子量領域に存在する
成分として、3×105〜9×106の高分子量成分を結
着樹脂全体に対し1%以上有し、かつ9×106以上の
成分は含有しない構成である。
【0085】更に好ましくは、高分子量領域に存在する
成分として、7×105〜6×106の高分子量成分を結
着樹脂全体に対し1%以上有し、かつ6×106以上の
成分は含有しない構成である。
【0086】高分子量成分が多すぎると、あるいは巨大
すぎると混練時に巨大分子量成分が残留し、透光性を阻
害する。また樹脂自体の製造効率が低下する。現像ロー
ラ供給ローラに不要な傷を付け画像に縦筋を生じさせ
る。また定着助剤の分散性が低下する。
【0087】結着樹脂の重量平均分子量が1万より小さ
く、Z平均分子量が2万より小さく、重量平均分子量/
数平均分子量が3より小さく、Z平均分子量/数平均分
子量が10より小さく、軟化点が80℃より小さく、流
出開始温度が80℃より小さく、ガラス転移点が45℃
より小さくとなると、混練時の分散性が低下し、カブリ
の増加や耐久性の悪化を招く。また混練時の混練ストレ
スが充分にかからず、分子量を適正値に維持できなくな
る。樹脂中でのワックスや電荷制御剤の分散性が悪化
し、トナーの電荷作用による反発が緩和されにくくな
る。またカブリやトナー飛散の増大を招く。また耐オフ
セット性、高温保存性の悪化、さらには転写体でのクリ
ーニング不良、感光体へのフィルミングが発生する。
【0088】結着樹脂の重量平均分子量が20万より大
きく、Z平均分子量が50万より大きく、重量平均分子
量/数平均分子量が100より大きく、Z平均分子量/
数平均分子量が2000より大きく、軟化点が150℃
より大きく、流出開始温度が120℃より大きく、ガラ
ス転移点が68℃より大きくとなると、機械の処理中の
負荷が過大となり生産性の極端な低下や、カラー画像で
の透光性の低下や定着強度の低下につながる。
【0089】また、溶融混練処理されたトナーのGPC
における分子量分布が、2×103〜3×104の領域に
少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、5×104
〜1×106の領域に少なくとも一つの分子量極大ピー
ク又はショルダーを有する構成とすることである。好ま
しくはトナーの低分子量側に存在する分子量極大ピーク
が、3×103〜2×104の領域に少なくとも一つ有
し、さらに好ましくは4×103〜2×104の領域に少
なくとも一つ有する構成である。
【0090】また、トナーの高分子量側に存在する分子
量極大ピーク又はショルダーの位置が、6×104〜7
×105の領域に少なくとも一つ有し、さらに好ましく
は8×104〜5×105の領域に分子量極大ピーク又は
ショルダーを少なくとも一つ有する構成である。
【0091】低分子量側に存在するトナーの分子量分布
の分子量極大ピーク位置が、2×103より小さくなる
と耐久性が悪化し、3×104より大きくなると定着性
が悪化し、透光性が低下する。
【0092】また、高分子量側に存在するトナーの分子
量分布の分子量極大ピーク又はショルダーの位置が、5
×104より小さくなると、耐オフセット性が低下し、
保存安定性が悪化する。現像性の悪化と廃トナーリサイ
クル性も低下する。1×10 6より大きくなると粉砕性
が低下し、生産効率の低下を招く。
【0093】さらに、トナーの高分子量領域に存在する
成分として、5×105以上の高分子量成分の含有量が
結着樹脂全体に対し10wt%以下であることが好まし
い。5×105以上の高分子量領域に存在する成分が多
くなり、あるいは巨大の状態は、混練時にトナー構成材
料に均一な混練ストレスが加わらず、混練状態が不具合
となった結果である。これにより透光性が著しく阻害さ
れる。また分散不良によるカブリの増大、現像ローラ、
供給ローラの傷の発生、トナーの粉砕性が悪化し製造効
率が低下する。
【0094】より好ましくは、5×105以上の高分子
量成分の含有量が結着樹脂全体に対し5%以下であり、
さらに好ましくは、1×106以上の高分子量成分の含
有量が結着樹脂全体に対し1%以下、若しくは含有しな
い構成である。
【0095】また、トナーのGPCクロマトグラムにお
ける分子量分布で、2×103〜3×104の領域に存在
する分子量極大ピークの分子量分布の高さをHa、5×
104〜1×106の領域に存在する分子量極大ピーク又
はショルダーの高さをHbとすると、Hb/Haを0.
15〜0.9とすることである。
【0096】Hb/Haが、0.15より小さくなると
耐オフセット性が悪化し、保存安定性も低下し、現像ス
リーブや感光体へのフィルミングを助長する結果とな
る。0.9より大きくなると現像ローラ供給ローラに傷
を生じさせ、また粉砕性が悪化し、生産性が低下しコス
トアップにつながる。より好ましくは、Hb/Haが
0.15〜0.7、さらに好ましくは、Hb/Haが
0.2〜0.6である。
【0097】また、高透光性を確保できかつ定着オイル
を必要とせずとも、オフセット防止のため、トナーのG
PCにおける分子量分布で、2×103〜3×104の領
域に少なくとも一つの分子量極大ピーク、5×104
1×106の領域に少なくとも一つの分子量極大ピーク
又はショルダーを有する構成で、分子量5×104〜1
×106の領域に存在する分子量分布の極大ピーク又は
ショルダーに相当する分子量値よりも大きい領域にある
分子量曲線に着目し、その分子量分布の極大ピーク又は
ショルダーの高さを1と基準として、その分子量極大ピ
ーク又はショルダーの高さに対して90%の高さに相当
する分子量をM90、分子量極大ピーク又はショルダー
の高さの10%の高さに相当する分子量をM10とした
場合、M10/M90が0.5〜8とすることで実現で
きる。さらには、(M10−M90)/M90が0.1
〜7とすることで実現できる。
【0098】上記M10/M90、さらには、(M10
−M90)/M90の値(分子量分布曲線の傾き)を規
定することは超高分子量成分の分子切断の状態を定量化
できるものであり、この値が上記記載した範囲内(分子
量分布曲線の傾きが急峻であることを示唆する)である
場合には、透光性を阻害している超高分子量成分が混練
時の切断により無くなり、高透光性を有するようにな
る。さらには、この高分子側に現れるピ−ク又はショル
ダーを形成する高分子量成分が耐オフセット性に寄与
し、オイルを使用せずともカラートナーのオフセットの
発生を防ぐことが可能となる。
【0099】さらにはこの超高分子量成分を分子切断す
る際に、結着樹脂中で定着助剤、電荷制御剤の均一分散
化処理を可能とすることができ、帯電量が均一化し、鮮
明な解像度を有し、長期連続使用しても耐久性を悪化さ
せることがない。また中間転写体のクリーニング性が向
上し、現像ローラでの縦筋の発生もなく、転写時の中抜
けを防止でき高効率な転写性を得ることが可能となる。
【0100】M10/M90の値が8より大きく、また
は(M10−M90)/M90が7より大きい場合に
は、依然超高分子量成分が残存し、透光性を阻害する。
M10/M90の値が0.5より小さく、または(M1
0−M90)/M90が0.1より小さい場合には、混
練時の機械的負荷が過大となり生産性が低下する。トナ
ーの耐久性が低下する。より好ましくはM10/M90
の値が0.5〜6であり、(M10−M90)/M90
が0.1〜4.5である。さらに好ましくは、M10/
M90の値が0.5〜4.5であり、(M10−M9
0)/M90が0.1〜3.5である。
【0101】これにより、デジタル高画質化、高彩色再
現性カラー化、接触式一成分現像における現像ローラ、
供給ローラでの長期安定して使用可能ならしめ、定着ロ
ーラにオフセット防止用のオイルを使用しないで高透光
性と耐オフセット性の両立を図れ、さらにはクリーナプ
ロセスの実現、中間転写体を使用した転写工程での高転
写性を実現することができる。
【0102】上記した結着樹脂を溶融混練処理において
高せん断力にて混練することで従来にない特性を発現す
ることが可能となる。オイルを用いない定着でカラート
ナーの高い透光性と耐オフセット性を両立させることが
出来る。つまり超高分子量成分を付与した結着樹脂を高
せん断力により、超高分子量成分を低分子量化しそれに
より高透光性が発現し、さらにはこの低分子量化した超
高分子量成分の存在により耐オフセット性も満足でき
る。また超高分子量成分を有するため、混練時に高いせ
ん断力がかかるため、定着助剤がより均一に分散させる
ことが可能となり、より透光性が良化し、非オフセット
性、高画質、高彩色再現性が得られる。
【0103】溶融混練処理後のトナーの重量平均分子量
が8000〜18万、Z平均分子量が18000〜45
万、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子
量/数平均分子量)が3〜80、Z平均分子量と数平均
分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が10〜1
000となることである。
【0104】この適性範囲にトナーを高せん断力による
混練処理することにより、オイルを用いない定着でカラ
ートナーの高透光性と耐オフセット性を両立させること
が可能となる。
【0105】好ましくは重量平均分子量が8000〜1
0万、Z平均分子量が18000〜30万、重量平均分
子量/数平均分子量が3〜60、Z平均分子量/数平均
分子量が10〜500であることが好ましい。
【0106】さらに好ましくは重量平均分子量が1万〜
4万、Z平均分子量が2万〜8万、重量平均分子量/数
平均分子量が3〜30、Z平均分子量/数平均分子量が
10〜50であることが好ましい。
【0107】重量平均分子量が8000より小さく、Z
平均分子量が18000より小さく、重量平均分子量/
数平均分子量が3より小さく、Z平均分子量/数平均分
子量が10より小さくなると、混練ストレスが充分にか
からず、分子量を適正値に維持できなくなる。定着助剤
の分散性が低下し耐オフセット性、高温保存性の悪化、
さらには中間転写体でのクリーニング不良、感光体への
フィルミングが発生する。
【0108】重量平均分子量が18万より大きく、Z平
均分子量が45万より大きく、重量平均分子量/数平均
分子量が80より大きく、Z平均分子量/数平均分子量
が1000より大きくなると、せん断力の圧力が働きす
ぎ、逆に電荷制御剤等の内添剤が相互に凝集を生じ、分
散性の低下につながり、クリーナプロセス時のかぶりの
増加、画像濃度の低下、転写不良の発生を招く。また定
着強度の低下や、透光性、光沢度が低下する。
【0109】また結着樹脂はTHF不溶成分が5重量%
以下、好ましくはTHF不溶成分を有しないことであ
る。THF不溶成分が5重量%より多いとカラー画像の
透光性を悪化させる要因となり、画質を劣化させていま
う。
【0110】本形態に好適に使用される結着樹脂は、ア
ルコール成分とカルボン酸、カルボン酸エステル及びカ
ルボン酸無水物等のカルボン酸成分との重縮合によって
得られるポリエステル樹脂が好適に使用される。
【0111】2価カルボン酸又は低級アルキルエステル
としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩基酸、
マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、
シトラコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、及び無水フ
タル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの
芳香族二塩基酸、及びこれらのメチルエステル、エチル
エステル等を例示することが出来る。この中でコハク
酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族
二塩基酸及びそれらの低級アルキルエステルが好まし
い。コハク酸とテレフタル酸、若しくはフタル酸とテレ
フタル酸とを組合わせた使用が好ましい。
【0112】3価以上のカルボン酸成分としては1,
2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼ
ントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカ
ルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、
1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−
ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボ
ン酸、1,3−ジカルボキシルー2−メチルー2−メチ
レンカルボキプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ
ル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン
酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸及びこれらの
酸無水物、アルキル(炭素数1〜12)エステル等が挙
げられる。
【0113】2価アルコールとしては、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、1,3−ブチレングリコール、1,4
−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネ
オペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、ビスフェノールAエチレンオキサイ
ド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加
物、などのジオール、グレセリン、トリメチロールプロ
パン、トリメチロールエタンなどのトリオール、及びそ
れらの混合物を例示することが出来る。この中でネオペ
ンチルグリコール、トチメチロールプロパン、ビスフェ
ノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールA
プロピレンオキサイド付加物が好ましい。
【0114】3価以上のアルコール成分としては、ソル
ビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,
4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリ
スリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−
ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、
グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メ
チル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロール
エタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒ
ドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0115】重合は公知の重縮合、溶液重縮合等を用い
ることが出来る。これによって耐塩ビマット性やカラー
トナーの色材の色を損なうことなしに、良好なトナーを
得ることができる。
【0116】多価カルボン酸と多価アルコールの使用割
合は通常、カルボキシル基数に対する水酸基数の割合
(OH/COOH)で0.8〜1.4が一般的である。
【0117】樹脂及びトナーの分子量は、数種の単分散
ポリスチレンを標準サンプルとするゲル浸透クロマトグ
ラフィー(GPC)によって測定された値である。
【0118】装置は、東ソー社製HPLC8120シリ
ーズ、カラムはTSKgel superHM−H H4
000/H3000/H2000(7.8mm径、15
0mm×3)、溶離液THF(テトラヒドロフラン)、
流量0.6ml/min、試料濃度0.1%、注入量2
0μL、検出器RI、測定温度40℃、測定前処理は試
料をTHFに溶解後0.45μmのフィルターでろ過し
シリカ等の添加剤を除去した樹脂成分を測定する。測定
条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリス
チレン標準試料により得られる検量線における分子量の
対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件
である。
【0119】また装置は、WATERS製GPC−15
0C、カラムはShodex HT−806M(8.0
mmI.D.−30cm×2)、溶離液はo−ジクロロ
ベンゼン、流量は1.0mL/min、試料濃度は0.
3%、注入量は200μL、検出器はRI、測定温度は
130℃、測定前処理は試料を溶媒に溶解後0.5μm
の金属焼結フィルターでろ過処理して測定してもよい。
測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポ
リスチレン標準試料により得られる検量線における分子
量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される
条件である。
【0120】また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所の
フローテスタ(CFT500)により、1cm3の試料
を昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーにより
約9.8×105N/m2の荷重を与え、直径1mm、長
さ1mmのダイから押し出して、このプランジャーのピ
ストンストロークと温度との関係における昇温温度特性
との関係から、ピストンストロークが立上がり始める温
度が流出開始温度(Tfb)、曲線の最低値と流出終了
点の差の1/2を求め、それと曲線の最低値を加えた点
の位置における温度を1/2法における溶融温度(軟化
点Tm)となる。
【0121】また樹脂のガラス転移点は示差走査熱量計
を用い、100℃まで昇温し、その温度にて3分間放置
した後、降温速度10K/minで室温まで冷却したサ
ンプルを、昇温速度10K/minで昇温して熱履歴を
測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長
線とピークの立上がり部分からピークの頂点までの間で
の最大傾斜を示す接線との交点の温度を言う。
【0122】DSCによる吸熱ピークの融点は、島津製
作所の示差熱量分析計DSC−50を使用した。5K/
minで200℃まで昇温し、5分間保温10℃まで急
冷後、15分間放置後5K/minで昇温させ、吸熱
(融解)ピークから求めた。セルに投入するサンプル量
は10mg±2mgとした。
【0123】高せん断力による混練により、より定着性
現像性耐久性等の特性が向上する。
【0124】具体的は、異方向に回転し、加熱または冷
却が可能な対向する2本のロールを有し、一方のロール
(RL1)のロール温度ともう一方のロール(RL2)
のロール温度に温度差を設け、かつ前記ロール(RL
1)と前記ロール(RL2)とを異なる周速で回転させ
て2本のロール間で混練処理することにより実現でき
る。さらには一方のロール(RL1)が前半部と後半部
で温度差を有する構成とすることである。
【0125】そしてそのロールの温度設定及び温度勾
配、回転数及び負荷電流の混練条件と結着樹脂の軟化
点、定着助剤の融点、添加量を最適な条件で処理するこ
とにより向上する。
【0126】2本ロールの回転数比を1.1倍から2.
5倍の範囲内で行うことにより混練時に適切なせん断力
が生じ、結着樹脂の分子切断、着色剤等の内部添加剤の
分散性が向上し、定着性、現像性が向上する。加熱して
トナーを溶融し巻き付ける側のロールの回転比を高くす
る構成である。1.1倍以下であると適切なせん断力が
生じず、分散性が向上せず、透光性が悪化する。逆に
2.5倍以上であると、生産性が急激に低下し、また分
散性が向上せず、現像性の悪化を招く。
【0127】またこのときの2本のロールにかかる負荷
電流値の比を1.25〜10の範囲となるような条件で
混練することで、適切なせん断力が加わりより内添剤の
分散性が向上する。この範囲よりも小さいと分散性が向
上せず、透光性が悪化する。また生産性も低下する。逆
にこの範囲よりも大きいと、ローラにかかる負荷が大き
くなりすぎ、超高分子量成分がより低分子量化しすぎる
ため、非オフセット性が低下し、オフセットが発生する
ようになる。
【0128】さらにより分散の均一性を高められ、高転
写性、現像性を向上させることが可能となる。また高温
高湿下、低温低湿下での特性を安定化させることが出来
る。
【0129】また本形態の現像プロセスにおいては、弾
性又は剛性の現像ローラ上にゴムやメタル等の弾性ブレ
ード等を一定の圧力により接触させ、トナーの薄層を形
成して感光体と接触又は非接触により現像する構成であ
る。一成分現像法としては、ウレタン樹脂からなるスポ
ンジ系の供給ローラとシリコン樹脂又はウレタン樹脂か
らなる現像ローラを一定の食い込み量により接触させ、
供給ローラから現像ローラにトナーを供給し、現像ロー
ラ上に弾性体のゴムや金属ステンレスのドクターブレー
ドを接触して、または金属性のローラを現像ローラとア
ゲインスト(同方向)に回転接触して、トナーの薄層を
形成し、それを感光体と接触または非接触にて直流また
は交流印可してトナー像を形成する現像法が好適に使用
される。
【0130】このとき、交流バイアスの周波数が0.5
〜10kHz、交流バイアスが0.3〜1.2kV(p
−p)であり、感光体と現像ローラ間の周速度比が1:
1.2〜1:1.8とすることにより、ドットを忠実に
再現でき、良好な現像γ特性とでき、高画質画像を実現
できる。そして低地カブリ、高画像濃度が得られる。周
波数が0.5〜5kHz、交流バイアスが0.3〜1.
0kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の
周速度比が1:1.2〜1:1.5がより好ましく、更
に好ましくは周波数が0.5〜2kHz、交流バイアス
が0.5〜0.9kV(p−p)であり、かつ感光体と
現像ローラ間の周速度比が1:1.2〜1:1.4であ
る。
【0131】このとき、周波数が0.5kHzより小さ
いと、ドット再現性が悪化し、中間調再現性が悪化す
る。周波数が10kHzより大きくなると、現像領域で
の追随ができず、効果が現れない。交流バイアスが0.
3kV(p−p)より小さくなると、ベタ追随性維持効
果が得られず、交流バイアスが1.2kV(p−p)よ
り大きくなるとカブリが増大する。感光体と現像ローラ
間の周速度比が1:1.2より小さいと(現像ローラが
遅くなる)画像濃度が得にくい。感光体と現像ローラ間
の周速度比が1:1.8より大きくなると(現像ローラ
速度が上がる)とトナー飛散が多くなる。
【0132】供給ローラと現像ローラは同方向に回転さ
せ、現像ローラと供給ローラの周速を1:1〜0.8:
0.2の割合で現像ローラを早くする構成とする。また
現像ローラは感光体表面に9.8〜9.8×10
2(N)の圧力で圧接して感光体上の静電潜像が現像さ
れる。また弾性ブレードは5〜5×102(N)の圧力
で現像ローラ上に圧接してトナー層が形成される。
【0133】さらに、トナー溜めから供給されるトナー
の供給量を現像ローラ上へ搬送する際の現像ローラ上の
トナー搬送量を一定量に制御するため、ウレタン樹脂等
からなるスポンジ状の供給ローラを、現像ローラに対し
一定の食い込み量0.1〜1mmで、現像ローラと接触
させる構成が取られる。
【0134】トナー溜めから供給されるトナーの供給量
を現像ローラ上へ搬送する際の現像ローラ上のトナー搬
送量を一定量に制御するため、ウレタン樹脂等からなる
スポンジ状の供給ローラを現像ローラと接触させて具備
する構成が取られる。これはトナーの搬送量を一定量に
規制するために有効な手段である。
【0135】ただ従来のトナーでは、この現像構成にお
いては、長期使用していると現像ローラ上での傷や、ブ
レードに異物の付着により画像上に縦筋が生じる画像不
良が発生しやすい。特にカラー定着性を向上させるため
に、低軟化性の結着樹脂の使用や、低融点離型剤を添加
したトナーではより顕著に発生する。
【0136】また、長期連続使用中に現像ローラ上のト
ナーの搬送量が低下したり、べた黒画像を取った場合に
画像後半部の濃度が部分的に低下するベタ追随性不良が
発生しやすい。現像ローラ上のトナーの帯電量を吸引式
により測定すると帯電量が大きく低下していることが分
かった。さらに追求すると供給ローラ部のトナーの帯電
量が大きく増加しており、つまり画像濃度の低下はトナ
ーの帯電量が低下しているのではなくて、現像ローラに
供給される前の供給ローラ部においてチャージアップし
ており供給ローラから現像ローラへの供給能力が低下し
たためである。よってトナーの飛散を防ぎながら画像濃
度を確保できる構成が必要になる。ドクターブレードの
圧接力を高めてトナーの帯電能力を上げる構成も有効で
あるが、トナーの融着を招きやすく現像ローラに傷を生
じさせる。
【0137】そこで、本形態のトナー構成とすることに
より、定着特性を犠牲にすることなく、現像ローラ上の
縦筋の発生、ベタ追随性不良、トナーの融着を防止する
ことができることを見い出した。
【0138】これは樹脂中での均一分散が可能となり、
帯電分布が安定化し供給ローラでのトナーの過帯電を抑
えると共に、連続使用時の画像濃度を安定化でき、また
べた追随性も良好なものとなる。均一分散によりトナー
の流動性が維持でき現像ローラ上でのトナーの搬送状態
をスムーズなものとし、搬送状態を常に安定化できる効
果がある。特に高湿下での搬送状態の安定化に効果が大
きい。このとき現像ローラ上のトナーの吸引式ファラデ
ーケージ法によるトナーの帯電量が−5〜−45μC/
gであることが好ましい。−5μC/gより小さいとト
ナー飛散が増大し、−45μC/gより大きくなると画
像濃度が出にくい。
【0139】また、本形態のトナーは、感光体に形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像するトナー像形成ステ
ーションを複数個有し、感光体に無端状の転写体を当接
させて転写体に顕像化したトナーを転写させる一次転写
プロセスを順次連続して実行して、転写体に多層のトナ
ー像を形成し、その後転写体に形成した多層のトナー像
を、一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる
二次転写プロセスが実行されるよう構成された転写シス
テムを具備する電子写真装置に好適に使用される。
【0140】このとき、2次転写時に転写材に転写され
ずに残留するトナーをクリーニング除去することが必要
であり、バイアスを印可したローラや、ファーブラシ等
が使用される。このときトナーがクリーニングされにく
いと、中間転写体との接触によりトナーがフィルミング
を生じてしまう。またローラにより除去されたトナーを
このローラから金属プレートによりスクレープする際に
その金属プレートに融着し、スクレープ不良が生じてし
まう。特にカラー画像の光沢性、高透光性のカラー定着
性を向上させるために、低軟化性の結着樹脂の使用や、
低融点離型剤を添加したトナーではより顕著に発生し易
くなる。
【0141】そこで、本形態のトナーの使用により、ト
ナーの帯電性の安定化が得られ、均一な帯電性を有し、
地カブリが少なく転写時の中抜けを防止できるとともに
高転写効率を得ることが可能となる。クリーニング性に
おいては、樹脂中の均一分散性の向上、良好な帯電性、
材料の有する離型性のため、クリーニング性を良好なも
のとし、フィルミング、スクレープ不良を回避できる。
【0142】そこで、本形態のトナーの使用により、ト
ナーの帯電性の安定化が得られ、均一な帯電性を有し、
地カブリが少なく転写時の中抜けを防止できるとともに
高転写効率を得ることが可能となる。クリーニング性に
おいては、樹脂中の均一分散性の向上、良好な帯電性、
材料の有する離型性のため、クリーニング性を良好なも
のとし、フィルミング、スクレープ不良を回避できる。
【0143】また、本形態では、転写プロセス後に感光
体上に残留したトナーをクリーニングにより回収するク
リーニングプロセス工程を有さずに、次の帯電、露光、
現像プロセスを行うクリーナーレスプロセスを基本構成
とする電子写真装置に好適に使用される。
【0144】本形態のトナーの使用により、トナーの凝
集を抑え、過帯電を防止し、帯電性の安定化が得られ、
高転写効率を得ることが可能となる。また樹脂中での均
一分散性の向上、良好な帯電性、材料の有する離型性に
より、非画像部に残留したトナーの現像での回収が良好
に行える。そのため、非画像部の前の画像パターンが残
る現像メモリーも発生もない。
【0145】また、本形態では、トナーを定着する手段
にベルト式の定着媒体を使用する構成の定着プロセスを
具備する電子写真装置に好適に使用される。そのベルト
としては耐熱性と変形自在性とを有するニッケル電鋳ベ
ルトやポリイミドベルトの耐熱ベルトが用いられる。離
形性を向上するために表面層としてシリコーンゴム、フ
ッ素ゴム、フッ素樹脂を用いる構成である。これらの定
着ベルトにおいてはこれまでは離型オイルを塗布してオ
フセットを防止してきた。オイルを使用せずに離型性を
有するトナーにより、離型オイルを塗布する必要はなく
なった。しかし離型オイルを塗布しないと帯電しやす
く、未定着のトナー像がベルトと近接すると帯電の影響
により、トナー飛びが生じる場合がある。特に低温低湿
下において発生しやすい。またトナーが高温オフセット
防止のため一定以上の高分子量成分を付加し、ある程度
の弾性要素を持たせたとき、トナーの細い縦線のパター
ンを描いた紙が曲率の大きいベルトからの隔離時に先端
部がベルトに持っていかれる先端オフセットが生じる場
合がある。また従来の剛性の定着ローラと比べて弾性体
のベルト式では、オイルレスにより傷による寿命低下が
問題となる。
【0146】そこで、本形態のトナーの使用により、オ
イルを使用せずともオフセットの発生を防止でき、カラ
ー高透光性を得ることができる。またトナーの過帯電性
を抑制できベルトとの帯電作用によるトナーの飛びを抑
えられる。またベルトからの隔離時に先端部がベルトに
持っていかれるオフセットトナーの分子量分布と滑性の
効果により防止することが可能となる。
【0147】また、本形態に使用される顔料としては、
カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、
アゾ染料の金属錯体、、C.I.ピグメント・イエロー
180のベンズイミダゾロン系の黄色顔料、C.I.ピ
グメント・イエロー1,3,74,97,98等のアセ
ト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピ
グメント・イエロー12,13,14,17等のアセト
酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソル
ベントイエロー19,77,79、C.I.ディスパー
ス・イエロー164、C.I.ピグメント・レッド4
8,49:1,53:1,57,57:1,81,12
2,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド4
9,52,58,8等の赤色染料、C.I.ピグネント
・ブルー15:3等のフタロシアニン及びその誘導体の
青色染顔料が1種又は2種類以上で配合される。添加量
は結着樹脂100重量部に対し、3〜8重量部が好まし
い。
【0148】さらに、トナーの体積平均粒径は3〜11
μmで、好ましくは3〜9μm、より好ましくは3〜6
μmである。11μmより大きいと、解像度が低下し高
画質が得らず、3μmより小さいと、トナーの凝集が強
くなり地カブリが増大する。
【0149】定着助剤の体積平均粒径は1〜10μm
で、好ましくは2〜8μm、より好ましくは2〜5μm
である。
【0150】またトナーの体積粒径分布の変動係数が1
5〜35%、個数粒径分布の変動係数が20〜40%で
あることが好ましい。より好ましくは、体積粒径分布の
変動係数が15〜30%、個数粒径分布の変動係数が2
0〜35%、さらに好ましくは、体積粒径分布の変動係
数が15〜25%、個数粒径分布の変動係数が20〜3
0%である。
【0151】変動係数とはトナーの粒径における標準偏
差を平均粒径で割ったものである。コールターカウンタ
(コールター社)を使用して測定した粒子径をもとにし
たものである。標準偏差は、n個の粒子系の測定を行な
った時の、各測定値の平均値からの差の2乗を(n−
1)で割った値の平方根であらわされる。
【0152】つまり変動係数とは粒度分布の広がり具合
をあわらしたもので、体積粒径分布の変動係数が15%
未満、又は個数粒径分布の変動係数が20%未満となる
と、生産的に困難であり、コストアップの要因となる。
体積粒径分布の変動係数が35%より大、または個数粒
径分布の変動係数が40%より大きくなると、粒度分布
がブロードとなるとトナーの凝集性が強くなり、感光体
へのフィルミングが発生しやすくなる。
【0153】トナーは予備混合処理、溶融混錬処理、粉
砕分級処理、外添処理の工程を経て作成される。
【0154】予備混合処理は、結着樹脂とこれに分散さ
せるべき添加剤を撹拌羽根を具備したミキサなどにより
均一分散する処理である。ミキサとしては、スーパーミ
キサ(川田製作所製)、ヘンシェルミキサ(三井三池工
業製)、PSミキサ(神鋼パンテック製)、レーディゲ
ミキサ等の公知のミキサを使用する。
【0155】図1にトナー溶融混練処理の概略斜視図
を、図2に平面図、図3に正面図、図4に側面図を示
す。601はトナー原料の定量供給機、602はロール
(RL1)、603はロール(RL2)、604はロー
ル(RL1)上に巻きついたトナーの溶融膜、602−
1はロール(RL1)の前半部(原料の搬送方向の上流
部)、602−2はロール(RL2)の後半部(原料の
搬送方向の下流部)、605はロール(RL1)の前半
部602−1を加熱するための熱媒体の流入口、606
はロール(RL1)の前半部602−1を加熱した熱媒
体の流出口、607はロール(RL1)の後半部602
−2を加熱又は冷却するための媒体の流入口、608は
ロール(RL1)の後半部602−2を加熱又は冷却し
た媒体の流出口、609はロール(RL2)603を加
熱又は冷却するための媒体の流入口、610はロール
(RL2)603を加熱又は冷却した媒体の流出口、6
11はロール表面のスパイラル状の溝で深さは2〜10
mm程度、612はロール間で形成されるトナー溜りで
ある。611の螺旋状の溝はトナーの混練時に材料が原
料投入部の右端から排出部の左端にスムーズに搬送され
るに好ましいものである。
【0156】定量供給機から原料供給フィーダ613を
伝わりながら開口部614からトナー原料が矢印615
のようにロール(RL1)602−1側の端部付近に落
下させる。供給フィーダの開口部の長さは616で表さ
せる。この長さはロール半径の1/2〜4倍の長さが好
ましい。短いと落下させる材料が溶融する前に2本のロ
ーラの隙間から下に落下する量が急増する。長すぎると
原料フィーダでの搬送途中で原料が分離して均一な分散
が得られない。
【0157】また落下位置は図4の矢印にて図示するよ
うにロール(RL1)602の2本のロールが最近接す
る点から20°〜80°の範囲の地点に落下させる。2
0°よりも小さい角度であると2本のロールの隙間から
落下する量が急増する。80°以上であると落下させる
際、トナー粉末の舞上りが多くなり周辺を汚染する。ま
たカバー617は開口部長さ616よりも広い領域をカ
バーできるように設置する。図3ではカバーの図示は省
略している。
【0158】定量供給機601からトナー原料は供給フ
ィーダ613を伝わりながら開口部614から落下す
る。落下したトナー原料はロール(RL1)602−1
側の端部付近に投下される。そして602−1の熱とロ
ール(RL2)603との圧縮せん断力により樹脂が溶
融し、ロール(RL1)の前半部602−1に巻付くよ
うになる。その状態がロール(RL1)の後半部602
−2の端部にまで広がり、ロール(RL1)の前半部6
02−1よりも低い温度で加熱又は冷却されたロール
(RL2)の後半部602−2からトナー魂として剥離
される。なお、上記処理の間、ロール603は室温以下
に冷却されている。ロール(RL1)602とロール
(RL2)603のクリアランスは0.1〜0.9mm
である。本実施例では原料投入量は10kg/h、ロー
ル(RL1)(RL2)の直径は140mm、長さは8
00mmで行った。
【0159】得られたトナー塊を、カッターミルなどで
粗粉砕し、その後ジェットミル粉砕(例えばIDS粉砕
機、日本ニューマティック工業)などで細かく粉砕し、
さらに必要に応じて気流式分級機で微粉粒子をカットし
て、所望の粒度分布のトナー粒子(トナー母体粒子)を
得るものである。そして分級処理により3〜6μmの範
囲の体積平均粒子径を有するトナー粒子(トナー母体粒
子)を所得する。
【0160】外添処理は、前記分級により得られたトナ
ー粒子(トナー母体粒子)にシリカなどの外添剤を混合
する処理である。これにはヘンシェルミキサ、スーパー
ミキサなどの公知のミキサが使用される。
【0161】次に、実施例により本発明を更に詳細に説
明する。
【0162】(表1)に実施例で使用する結着樹脂の特
性を示す。樹脂はビスフェノールAプロピルオキサイド
付加物、テレフタル酸、トリメリット酸、コハク酸、フ
マル酸を主成分としたポリエステル樹脂を使用し、配合
比、重合条件により熱特性を変えた樹脂を使用した。
【0163】
【表1】
【0164】Mnfは結着樹脂の数平均分子量、Mwf
は結着樹脂の重量平均分子量、Mzfは結着樹脂のZ平
均分子量、Wmfは重量平均分子量Mwfと数平均分子
量Mnfとの比Mwf/Mnf、Wzfは結着樹脂のZ
平均分子量Mzfと数平均分子量Mnfの比Mzf/M
nf、AVは樹脂酸価を示す。
【0165】(表2)(表3)に本実施例で使用するワ
ックス及びその物性値を示す。Mnrはワックスの数平
均分子量、Mwrはワックスの重量平均分子量、Mzr
はワックスのZ平均分子量を示す。Tw(℃)はDSC
法による融点、Ct(%)は融点+10℃での容積増加
率(%)、Ck(wt%)は220℃の加熱減量を示
す。
【0166】
【表2】
【0167】
【表3】
【0168】(表4)に本実施例で使用する顔料を示
す。
【0169】
【表4】
【0170】(表5)に本実施例で使用する電荷制御剤
を示す。
【0171】サリチル酸誘導体の金属塩として、炭素数
1〜10のアルキル基としては例えば、メチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチ
ル基等が挙げられる。金属Yとしては亜鉛、ニッケル、
コバルト、銅、クロムが挙げられ、亜鉛、クロムが好ま
しい。ベンジル酸誘導体の金属塩としては、R1〜R4
ベンゼン環、アルカリ金属Xとしてはリチウム、ナトリ
ウム、カリウム等が挙げられ、カリウムが好ましい。
【0172】
【表5】
【0173】(表6)に本実施例で使用する外添剤を示
す。その帯電量はノンコートのフェライトキャリアとの
摩擦帯電のブローオフ法により測定したものである。2
5℃45%RHの環境下で、100mlのポリエチレン
容器にキャリア50gとシリカ等0.1gを混合し、縦
回転にて100min-1の速度で5分、30分間攪拌し
た後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104(P
a)で60secブローした。
【0174】正帯電性では5分間攪拌後の5分値が+1
00〜+800μC/gで、30分間攪拌後の30分の
値が+50〜+400μC/gであることが好ましい。
30分値での帯電量が5分値での帯電量の40%以上を
維持しているシリカが好ましい。低下率が大きいと長期
連続使用中での帯電量の変化が大きく、一定の画像を維
持できなくなる。
【0175】負帯電性では5分値が−100〜−800
μC/gで、30分の値が−50〜−600μC/gで
あることが好ましい。高い帯電量のシリカでは少量の添
加量で機能を発揮できる。
【0176】
【表6】
【0177】(表7)に本実施例での混練条件を示す。
【0178】Tmは結着樹脂の軟化点、Twは定着助剤
の融点、Trj1(℃)はロール(RL1)の前半部の
加熱温度、Trk1(℃)はロール(RL1)の後半部
の加熱温度、Tr2(℃)ロール(RL2)の加熱温
度、Rw1はロール(RL1)の回転数、Rw2はロー
ル(RL2)の回転数、ロール(RL1)の回転時の負
荷電流値をDr1、ロール(RL2)の負荷電流値をD
r2と示している。
【0179】
【表7】
【0180】(表8)に本実施例に本実施例で使用した
トナー材料組成を示す。
【0181】
【表8】
【0182】それぞれのトナーの重量平均粒径は6〜7
μm、体積粒径分布の変動係数が20〜25%、個数粒
径分布の変動係数が25〜30%となるように試作し
た。
【0183】顔料、電荷制御剤、ワックスの配合量比は
結着樹脂100重量部に対する配合量(重量部)比を括
弧内に示す。外添剤はトナー母体100重量部に対する
配合量(重量部)を示している。外添処理はFM20B
において、攪拌羽根Z0S0型、回転数2000rp
m、処理時間5min、投入量1kgで行った。
【0184】(表9)(表10)に本実施例で混練処理
を施した後のトナーの分子量特性を示す。トナーはマゼ
ンタトナーのTM1から4と、tm11トナーで比較評
価した。イエロー、シアン、ブラックトナーでも同様な
結果になる。Mnvはトナーの数平均分子量、Mwvは
トナーの重量平均分子量、Wmvはトナーの重量平均分
子量Mwvと数平均分子量Mnvの比Mwv/Mnv、
WzvはトナーのZ平均分子量Mzvと数平均分子量M
nvの比Mzv/Mnvを示す。
【0185】MLは分子量分布において低分子量側の分
子量極大ピークを示す分子量値、MHは高分子量側の分
子量極大ピークを示す分子量値、SmはHb/Ha、S
K1はM10/M90、SK2は(M10−M90)/
M90を示す。
【0186】
【表9】
【0187】
【表10】
【0188】また図5~11に分子量分布特性を示す。
【0189】図5a、図5bはそれぞれ結着樹脂PES
−1、トナーTM−1の分子量分布特性、 図6a、図
6bはそれぞれ結着樹脂PES−2、トナーTM−2の
分子量分布特性、図7a、図7bはそれぞれ結着樹脂P
ES−3、トナーTM−3の分子量分布特性、図8a、
図8bはそれぞれ結着樹脂PES−4、トナーTM−4
の分子量分布特性、図9a、図9bはそれぞれ結着樹脂
pes−5、トナーtm−5の分子量分布特性を示す。
【0190】結着樹脂PES−1では3×104以上の
高分子量成分を結着樹脂分子量分布全体に対し面積比で
5%以上存在している。また3×105〜9×106の高
分子量成分を結着樹脂分子量分布全体に対し面積比で1
%以上有している。同様にPES−2、3、4も3×1
4以上の高分子量成分を結着樹脂分子量分布全体に対
し面積比で5%以上存在している。また3×105〜9
×106の高分子量成分を結着樹脂分子量分布全体に対
し面積比で1%以上有している。しかしpes−5では
3×104以上の高分子量成分の存在は結着樹脂分子量
分布全体に対し面積比で5%以下であり、また3×10
5〜9×106の高分子量成分は存在しない。
【0191】混練によりトナーではそれが分子切断さ
れ、高分子成分側にピーク又はショルダーとなって現れ
ていることが分かる。つまり透光性を阻害している成分
が切断によりなくなり、高分子側に急峻な傾きとなって
あらわれ、これが透光性を阻害せずに耐オフセット性を
維持させている要因である。トナーTM−1では3×1
5以上の高分子量成分量はトナー分子量分布全体に対
し面積比で5%以下であり、1×106以上の高分子量
成分はほとんど含有していない。同様にTM−2、3、
4も3×105以上の高分子量成分量はトナー分子量分
布全体に対し面積比で5%以下であり、1×106以上
の高分子量成分はほとんど含有していない。
【0192】また図10、図11に分子量分布特性の一
例を示す。図11には高分子成分側に急峻な分子量ピー
クとなる特性のM10、M90を概略的に示している。
分子量分布の極大ピークの高さを100%としている。
図10はトナーTM−3の分子量分布特性のM10、M
90を概略的に示している。高分子成分側にはショルダ
ー形状として現れており、このショルダー部の肩の頂点
の高さを100%の基準としている。これは結着樹脂P
ES3の高分子量成分が、混練により分子切断され、高
分子成分側にショルダーとなって現れたためである。
【0193】その高分子側の分布のピーク高さを100
%としたとき、極大ピーク又はショルダーに相当する分
子量値よりも大きい領域にある分子量曲線、すなわちこ
の領域における分子量分布曲線の傾きが負となる部位、
つまり分布曲線の右側の部位において、分子量分布の極
大ピーク又はショルダーの高さを100%とした場合
に、分子量極大ピーク又はショルダーの高さの90%に
相当する分子量をM90、分子量極大ピーク又はショル
ダーの高さの10%に相当する分子量をM10としてい
る。ここで、M10/M90の値(分子量分布曲線の傾
き)は、超高分子量成分の分子切断の状態を定量化でき
るものである。M10/M90の値が小さいということ
は分子量分布曲線の傾きが急峻であり、透光性を阻害し
ている成分が切断によりなくなり、高透光性を有するわ
けである。さらには、この高分子側に現れるピ−クが耐
オフセット性に寄与しているわけである。
【0194】また図12に定着助剤WB−1の分子量分
布特性を示す。横軸は分子量の対数を取っている。
【0195】(実施例1)図13は本実施例で使用した
フルカラー画像形成用の電子写真装置の構成を示す断面
図である。図13において、カラー電子写真プリンタの
外装筐は省略している。プリンタ内の転写ベルトユニッ
ト2の着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保
守等は前面板を倒し開いてプリンタ内部を大きく解放す
ることにより行われる。この転写ベルトユニット17の
着脱動作は、感光体の回転軸母線方向に対し平行方向に
なるように設計されている。
【0196】転写ベルトユニット17は、転写ベルト1
2、弾性体よりなる第1色(イエロー)転写ローラ10
Y、第2色(マゼンタ)転写ローラ10M、第3色(シ
アン)転写ローラ10C、第4色(ブラック)転写ロー
ラ10K、アルミローラよりなる駆動ローラ11、弾性
体よりなる第2転写ローラ14、第2転写従動ローラ1
3、転写ベルト12上に残ったトナー像をクリーニング
するベルトクリーナブレード16、クリーナブレードに
対向する位置にローラ15を設けている。
【0197】このとき、第1色(Y)転写位置から第2
色(M)転写位置までの距離は42mm(第2色(M)
転写位置から第3色(C)転写位置、第3色(C)転写
位置から第4色(K)転写位置も同様距離)、感光体の
周速度は100mm/sである。
【0198】転写ベルト12は、絶縁性ポリカーボネー
ト樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィ
ルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポ
リカーボネート樹脂(たとえば三菱ガス化学製,ユーピ
ロンZ300)95重量部に、導電性カーボン(たとえ
ばケッチェンブラック)5重量部を加えてフィルム化し
たものを用いた。また、表面にフッ素樹脂をコートし、
厚みは約120μm、体積抵抗は107〜1012Ω・c
m、表面抵抗は107〜1012Ω/□である。ドット再
現性を向上させためもある。転写ベルト12の長期使用
による弛みや,電荷の蓄積を有効に防止できるようにす
るためであり、また、表面をフッ素樹脂でコートしてい
るのは、長期使用による転写ベルト表面へのトナーフィ
ルミングを有効に防止できるようにするためである。体
積抵抗が107Ω・cmよりも小さいと、再転写が生じ
易く、1012Ω・cmよりも大きいと転写効率が悪化す
る。
【0199】第1転写ローラは径14mmのカーボン導
電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ω
である。第1転写動作時には、第1転写ローラ10は、
転写ベルト12を介して感光体1に1.0〜9.8
(N)の押圧力で圧接され、感光体上のトナーがベルト
上に転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再
転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生
じ易くなる。1.0(N)よりも小さいと転写不良を生
じ、9.8(N)よりも大きいと転写文字抜けが生じ
る。
【0200】第2転写ローラ14は径20mmのカーボ
ン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜1
6Ωである。第2転写ローラ14は、転写ベルト12
及び紙、OHP等の転写媒体とを介して転写ローラ13
に圧接される。この転写ローラ13は転写ベルト12に
従動回転可能に構成している。第2次転写での第2転写
ローラ14と対向転写ローラ13とは5.0〜21.8
(N)の押圧力で圧接され、紙等の記録材上に転写ベル
トからトナーが転写される。抵抗値が102Ωよりも小
さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転
写不良が生じ易くなる。5.0(N)よりも小さいと転
写不良となり、21.8(N)よりも大きいと負荷が大
きくなり、ジッタが出やすくなる。
【0201】図13において、イエロー(Y)、マゼン
タ(M)、シアン(C)、黒(B)の各色用の4組の像
形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが、図の
ように直列状に配置されている。
【0202】各像形成ユニット18Y、18M、18
C、18K、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成
部材よりなるので、説明を簡略化するためY用の像形成
ユニット18Yについて説明し、他色用のユニットの説
明については省略する。
【0203】像形成ユニットは以下のように構成されて
いる。1は感光体、3は画素レーザ信号光、4はJIS
−A硬度60°のシリコーンゴムよりなるφ18mmの
現像ロ−ラで、感光体に21Nの力で圧接され、矢印の
方向に回転する。6はφ14mmの導電性ウレタンスポ
ンジよりなる供給ローラで、トナーホッパ内のトナーを
現像ローラに供給する。5は金属製のブレードで現像ロ
ーラ上にトナーの層を形成する。電源は、省略している
が、現像ローラ4には−230Vの直流と、500V
(p−p)、周波数1kHzの交流電圧が印可される。
供給ローラ6には−330Vの直流バイアスが印可され
る。
【0204】2はエピクロルヒドリンゴムよりなるφ1
2mmの帯電ローラで直流バイアス−1kVが印加され
る。感光体1表面を−450Vに帯電する。8はクリー
ナ、9は廃トナーボックス、7はトナーである。
【0205】紙搬送は転写ユニット17の下方から搬送
され、転写ベルト12と第2転写ローラ14との圧接さ
れたニップ部に紙給送ローラ(図示せず)により用紙が
送られてくるように、紙搬送路が形成されている。
【0206】転写ベルト12上のトナーは第2転写ロー
ラ14に印加された+1300Vにより紙に転写され、
定着ローラ201、加圧ローラ202、定着ベルト20
3、加熱媒体ローラ204、インダクションヒータ部2
05から構成される定着部に搬送され、ここで定着され
る。
【0207】図14にその定着プロセス図を示す。定着
ローラ201とヒートローラ204との間にベルト20
3がかけられている。定着ローラ201と加圧ローラ2
02との間に所定の加重がかけられており、ベルト20
3と加圧ローラ202との間でニップが形成される。ヒ
ートローラ204の外部周面にはフェライトコア20
6、とコイル207よりなるインダクションヒータ部2
05が設けられ、外面には温度センサー208が配置さ
れている。
【0208】ベルトは30μmのNiを基体としてその
上にシリコーンゴムを150μm、さらにその上にPF
Aチューブ30μmの重ねあわせた構成である。
【0209】加圧ローラ202は加圧バネ209により
定着ローラ201に押しつけられている。トナー210
を有する記録材211は、案内板212に沿って動く。
【0210】定着部材としての定着ローラ201は、長
さが250mm、外径が14mm、厚さ1mmのアルミ
ニウム製中空ローラ芯金213の表面に、JIS規格に
よるゴム硬度(JIS−A)が20度のシリコーンゴム
からなる厚さ3mmの弾性層214を設けている。この
上にシリコーンゴム層215が3mmの厚みで形成され
外径が約20mmとなっている。図示しない駆動モータ
から駆動力を受けて100mm/sで回転する。
【0211】ヒートローラ204は肉厚1mm、外径2
0mmの中空パイプからなっている。定着ローラ表面温
度はサーミスタを用いて表面温度170度に制御した。
【0212】加圧部材としての加圧ローラ202は、長
さが250mm、外径20mmである。これは外径16
mm、厚さ1mmのアルミニウムからなる中空ローラ芯
金216の表面にJIS規格によるゴム硬度(JIS−
A)が55度のシリコーンゴムからなる厚さ2mmの弾
性層217を設けている。この加圧ローラ202は、回
転可能に設置されており、片側147Nのバネ加重のバ
ネ209によって定着ローラ201との間で幅5.0m
mのニップ幅を形成している。
【0213】以下、動作について説明する。フルカラー
モードではY,M,C,Kのすべての第一転写ローラ1
0が押し上げられ、転写ベルト12を介して像形成ユニ
ットの感光体1を押圧している。この時第一転写ローラ
には+800Vの直流バイアスが印可される。画像信号
がレーザ光3から送られ、帯電ローラ2により表面が帯
電された感光体1に入射し、静電潜像が形成される。感
光体1と接触し反対方向に回転する現像ローラ4上のト
ナー7が感光体1に形成された静電潜像を顕像化する。
【0214】このとき像形成ユニット18Yの像形成の
速度(感光体の周速に等しい100mm/s)と転写ベ
ルト12の移動速度は感光体速度が転写ベルト速度より
も0.5〜1.5%遅くなるように設定されている。
【0215】像形成工程により、Yの信号光3Yが像形
成ユニット18Yに入力され、Yトナーによる像形成が
行われる。像形成と同時に第1転写ローラ10Yの作用
で、Yトナー像が感光体1Yから転写ベルト12に転写
される。このとき第1転写ローラ10Yには+800V
の直流電圧を印加した。
【0216】第1色(Y)第一転写と第2色(M)第一
転写間のタイムラグを持たせて、Mの信号光3Mが像形
成ユニット18Mに入力され、Mトナーによる像形成が
行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10Mの作用
で、Mトナー像が感光体1Mから転写ベルト12に転写
される。このとき第一色(Y)トナーが形成されている
上にMトナーが転写される。同様にC(シアン)、K
(ブラック)トナーによる像形成が行われ、像形成と同
時に第1転写ローラ10C、10Bの作用で、YMCK
トナー像が転写ベルト12上に形成される。いわゆるタ
ンデム方式と呼ばれる方式である。
【0217】転写ベルト12上には4色のトナー像が位
置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最
後のBトナー像の転写後、4色のトナー像はタイミング
を合わせて給紙カセット(図示せず)から送られる紙
に、第2転写ローラ14の作用で一括転写される。この
とき転写ローラ13は接地し、第2転写ローラ14には
+1.3kVの直流電圧を印加した。紙に転写されたト
ナー像は定着ローラ対201・202により定着され
た。紙はその後排出ローラ対(図示せず)を経て装置外
に排出された。中間転写ベルト12上に残った転写残り
のトナーは、クリーニングブレード16の作用で清掃さ
れ次の像形成に備えた。
【0218】図15にはベルトへの一次転写を行わずに
紙搬送ベルト17上に紙18を搬送させ,OPC上のト
ナーを直接転写させるタンデム方式を示す。
【0219】(表11)(表12)に図12の電子写真
装置により、画像出しを行った結果を示す。(表12)
ではトナーが3色重なったフルカラー画像における文字
部での転写不良の状態、及び定着での定着ベルトへの紙
の巻付き性を評価した。
【0220】
【表11】
【0221】
【表12】
【0222】図12に示す電子写真装置により、前記の
ように製造したトナーを用いて画像出しを行ったとこ
ろ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなど
がなくベタ黒画像が均一で、16本/mmの画線をも再
現した極めて高解像度高画質の画像が得られ、画像濃度
1.3以上の高濃度の画像が得られた。また、非画像部
の地かぶりも発生していなかった。更に、A4用紙1万
枚の長期耐久テストにおいても、流動性、画像濃度とも
変化が少なく安定した特性を示した。また現像時の全面
ベタ画像を取ったときの均一性も良好であった。現像メ
モリーも発生していない。また転写においても中抜けは
実用上問題ないレベルであり、転写効率は90%であっ
た。また、感光体、転写ベルトへのトナーのフィルミン
グも実用上問題ないレベルであった。転写ベルトのクリ
ーニング不良も未発生であった。また定着時のトナーの
乱れやトナー飛びもほとんど生じていない。またクリー
ニングブレード8を使用せずに転写時の残トナーをこの
まま現像での回収を行うクリーナプロセスにおいても、
回収がスムーズに行え、前画像の履歴が残ることがなか
った。また3色の重なったフルカラー画像においても、
転写不良は発生せず、定着時において、定着ベルトへの
紙の巻付きは発生しなかった。図15に電子写真装置に
よっても、同様な結果が得られた。
【0223】しかしtm7、ty7、tc7、tb7の
トナーは感光体のフィルミングや転写不良や、転写時の
文字の飛び散りが発生し、カブリも多く発生した。転写
ベルトのフィルミングや、クリーニング不良も発生し
た。現像時の全面ベタ画像を取ったときに後半部にかす
れが生じた。3色重ねの画像出力時には定着ベルトへの
紙の巻付きが発生した。定着時にトナー飛びが発生し
た。
【0224】次に(表13)にOHP用紙に付着量1.
2g/cm2以上のベタ画像をプロセス速度100mm
/s、オイルを塗布しないベルトを用いた定着装置にて
非オフセット性試験を行った。定着ニップ部でOHPの
ジャムは発生しなかった。普通紙の全面ベタグリーン画
像では、オフセットは122000枚目までは全く発生
しなかった。シリコン又はフッ素系の定着ベルトでオイ
ルを塗布せずともベルトの表面劣化現象はみられない。
【0225】透過率と、高温でのオフセット性を評価し
た。プロセス速度は100mm/s、定着温度180℃
で透過率は分光光度計U−3200(日立製作所)で、
700nmの光の透過率を測定した。定着性、耐オフセ
ット性、保存安定性の結果を示す。
【0226】
【表13】
【0227】OHP透光性が80%以上を示しており、
また非オフセット温度幅も40〜60Kとオイルを使用
しない定着ローラにおいて良好な定着性を示した。また
60℃、5時間の保存安定性においても凝集はほとんど
見られなかった。
【0228】しかしtm7のトナーは貯蔵安定性テスト
で固まりが生じ、また非オフセット温度域も狭い結果と
なった。
【0229】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第1の
一次転写位置から第2の一次転写位置までの距離が短く
かつ高速なタンデム方式の転写プロセスにおける転移性
と、さらにはオイルレス定着をも実現させるため、ヨウ
素価が25以下、けん化価が30〜300であるワック
スを含む定着助剤を、酸価1〜70mgKOH/gであ
る結着樹脂100重量部に対して1〜12重量部添加し
たトナーを使用することにより、転写時の中抜けや飛び
散りを防止し、高転写効率を得ることが可能となる。
【0230】そして、高湿下での長期使用においても、
感光体、転写体のフィルミングを防止することができ
る。また、転写体のクリーニング性を向上することがで
きる。さらにまた、クリーニングブレードを使用しない
クリーニングプロセスにおいても転写残トナーの回収が
スムーズに行え、前画像の履歴が残らないようにするこ
とができる。
【0231】その上、シリコン又はフッ素系の定着手段
(ローラやベルト)でオイルを塗布せずとも、高いOH
P透光性を維持しながらオフセット性を防止できる。ま
た長期使用してもベルトの表面劣化現象を生じることな
く、良好な非オフセット性を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理
の概略斜視図
【図2】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理
の平面図
【図3】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理
の正面図
【図4】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理
の断面図
【図5】本発明の実施例の結着樹脂及びトナーの分子量
分布特性を示す図
【図6】本発明の実施例の結着樹脂及びトナーの分子量
分布特性を示す図
【図7】本発明の実施例の結着樹脂及びトナーの分子量
分布特性を示す図
【図8】本発明の実施例の結着樹脂及びトナーの分子量
分布特性を示す図
【図9】本発明の実施例の結着樹脂及びトナーの分子量
分布特性を示す図
【図10】本発明の実施例の定着助剤の分子量分布特性
を示す図
【図11】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を
示す図
【図12】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を
示す図
【図13】本発明の実施例で使用した電子写真装置の構
成を示す断面図
【図14】本発明の実施例で使用した定着ユニットの構
成を示す断面図
【図15】本発明の実施例で使用した電子写真装置の構
成を示す断面図
【符号の説明】
1 感光体 3 レーザ信号光 4 現像ローラ 5 ブレード 10 第1転写ローラ 12 転写ベルト 14 第2転写ローラ 13 駆動テンションローラ 17 転写ベルトユニット 18B,18C,18M,18Y 像形成ユニット 18 像形成ユニット群 201 定着ローラ 202 加圧ローラ 203 定着ベルト 205 インダクションヒータ部 206 フェライトコア 207 コイル 602 ロール(RL1) 603 ロール(RL2) 604 ロール(RL1)上に巻きついたトナーの溶融
膜 605 熱媒体の流入口 606 熱媒体の流出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/01 G03G 15/01 114A 114 15/16 15/16 103 103 9/08 321 331 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 AA08 CA08 CA12 CA14 CB07 CB13 EA03 EA05 EA06 EA07 EA10 2H030 AA03 AB02 AD01 BB42 BB43 2H200 FA02 FA05 FA08 GA12 GA47 GB12 GB26 HA02 HB12 JA02 JA26 JB45 JB46 JC04 JC15 JC16 MA04 MA06 MA20 MB04 MB05 MB06

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも像担持体と前記像担持体に静電
    潜像を形成する帯電手段とトナー担持体を含むトナー像
    形成ステーションを複数個有し、前記像担持体上に形成
    した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に
    無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一
    次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に
    多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形
    成した多層のトナー像を、一括して転写媒体に一括転写
    させる二次転写プロセスが実行されるよう構成された転
    写システムを具備する電子写真装置に適用されるトナー
    であって、 前記転写プロセスが、第1の一次転写位置から第2の一
    次転写位置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度
    をv(mm/s)とした場合、d1/v≦0.65(s
    ec)の条件を満足する構成であり、かつ前記トナー
    が、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)における分
    子量分布において、数平均分子量が100〜5000、
    重量平均分子量が200〜10000、重量平均分子量
    と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)
    が1.01〜8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z
    平均分子量/数平均分子量)が1.02〜10、分子量
    5×102〜1×104の領域に少なくとも一つの分子量
    極大ピークを有し、ヨウ素価が25以下、けん化価が3
    0〜300であるワックスを含む定着助剤を、酸価1〜
    70mgKOH/gである結着樹脂100重量部に対し
    て1〜12重量部添加したすることを特徴とするトナ
    ー。
  2. 【請求項2】少なくとも像担持体と前記像担持体に静電
    潜像を形成する帯電手段とトナー担持体を含むトナー像
    形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形成した
    静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に無端
    状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一次転
    写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に多層
    の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形成し
    た多層のトナー像を、一括して転写媒体に一括転写させ
    る二次転写プロセスが実行されるよう構成された転写シ
    ステムを具備する電子写真装置であって、 前記転写プロセスが、第1の一次転写位置から第2の一
    次転写位置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度
    をv(mm/s)とした場合、d1/v≦0.65(s
    ec)の条件を満足する構成であり、像担持体上に形成
    された静電潜像を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GP
    C)における分子量分布において、数平均分子量が10
    0〜5000、重量平均分子量が200〜10000、
    重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/
    数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と数平均
    分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02
    〜10、分子量5×102〜1×104の領域に少なくと
    も一つの分子量極大ピークを有し、ヨウ素価が25以
    下、けん化価が30〜300であるワックスを含む定着
    助剤を酸価1〜70mgKOH/gである結着樹脂10
    0重量部に対して1〜12重量部添加したトナーにより
    可視像化することを特徴とする電子写真装置。
  3. 【請求項3】少なくとも像担持体と前記像担持体に静電
    潜像を形成する帯電手段とトナー担持体を含むトナー像
    形成ステーションを複数個有し、前記像担持体上に形成
    した静電潜像を顕像化したトナー像を、順次連続して転
    写媒体に転写させる転写プロセスが実行されるよう構成
    された転写システムを具備する電子写真装置に適用され
    るトナーであって、 前記転写プロセスが、第1の転写位置から第2の転写位
    置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度をv(m
    m/s)とした場合、d1/v≦0.65(sec)の
    条件を満足する構成であり、前記トナーが、ゲル浸透ク
    ロマトグラフィー(GPC)における分子量分布におい
    て、数平均分子量が100〜5000、重量平均分子量
    が200〜10000、重量平均分子量と数平均分子量
    の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜
    8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/
    数平均分子量)が1.02〜10、分子量5×102
    1×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピーク
    を有し、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300
    であるワックスを含む定着助剤を、酸価1〜70mgK
    OH/gである結着樹脂100重量部に対して1〜12
    重量部添加したすることを特徴とするトナー。
  4. 【請求項4】少なくとも像担持体と前記像担持体に静電
    潜像を形成する帯電手段とトナー担持体を含むトナー像
    形成ステーションを複数個有し、前記像担持体上に形成
    した静電潜像を顕像化したトナー像を、順次連続して転
    写媒体に転写させる転写プロセスが実行されるよう構成
    された転写システムを具備する電子写真装置であって、
    前記転写プロセスが、第1の転写位置から第2の転写位
    置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度をv(m
    m/s)とした場合、d1/v≦0.65(sec)の
    条件を満足する構成であり、前記像担持体上に形成され
    た静電潜像を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
    における分子量分布において、数平均分子量が100〜
    5000、重量平均分子量が200〜10000、重量
    平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平
    均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と数平均分子
    量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜1
    0、分子量5×102〜1×104の領域に少なくとも一
    つの分子量極大ピークを有し、ヨウ素価が25以下、け
    ん化価が30〜300であるワックスを含む定着助剤を
    酸価1〜70mgKOH/gである結着樹脂100重量
    部に対して1〜12重量部添加したトナーにより可視像
    化することを特徴とする電子写真装置。
  5. 【請求項5】結着樹脂が、重量平均分子量Mwが1万〜
    30万、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比M
    w/Mnが3〜50、Z平均分子量Mzと数平均分子量
    Mnの比Mz/Mnが10〜800、高化式フローテス
    タによる1/2流出温度が80〜150℃、流出開始温
    度は80〜120℃である多価カルボン酸又はその低級
    アルキルエステルと多価アルコールとの縮重合によって
    得られるポリエステル樹脂を含む請求項1または3記載
    のトナー。
  6. 【請求項6】結着樹脂が多価アルコールと、芳香族系ジ
    カルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸又はその低級
    アルキルエステルを含有するカルボン酸成分とを縮重合
    によって得られるポリエステル樹脂を含む請求項1また
    は3記載のトナー。
  7. 【請求項7】結着樹脂が多価アルコールと、脂肪族系ジ
    カルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸又はその低級
    アルキルエステルを含有するカルボン酸成分とを縮重合
    によって得られるポリエステル樹脂を含む請求項1また
    は3記載のトナー。
  8. 【請求項8】外添剤が、平均粒径が35〜85nm、窒
    素吸着によるBET比表面積が5〜100m2/gで、
    シリコーンオイルで表面処理した疎水性シリカ又は酸化
    チタン微粉末を含み、前記外添剤をトナー母体粒子10
    0重量部に当たり0.1〜5重量部添加する請求項1ま
    たは3記載のトナー。
  9. 【請求項9】外添剤が、平均粒径が80〜300nm、
    窒素吸着によるBET比表面積が0.1〜10m2/g
    で、シリコーンオイルで表面処理した無機微粉末を含
    み、前記外添剤をトナー母体粒子100重量部に当たり
    0.1〜5重量部添加する請求項1または3記載のトナ
    ー。
  10. 【請求項10】ワックスの結着樹脂中の分散平均粒子径
    が0.1〜1.5μmで、分散粒子径分布が0.1μm
    未満の粒子が30個数%以下、0.1〜2.0μmの粒
    子が65個数%以上、2.0μmを越える粒子が5個数
    %以下である請求項1または3記載のトナー。
  11. 【請求項11】転写体が転写ベルトであり、前記転写ベ
    ルトの表面抵抗が10 7〜1012Ω/□で、体積抵抗が
    107〜1012Ω・cmである請求項1または3記載の
    トナー。
  12. 【請求項12】第1転写の転写ローラの抵抗値が102
    〜106Ω・cmで、第2転写に使用する転写ローラの
    抵抗値が102〜106Ω・cmである請求項1または3
    記載のトナー。
  13. 【請求項13】結着樹脂が、重量平均分子量Mwが1万
    〜30万、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比
    Mw/Mnが3〜50、Z平均分子量Mzと数平均分子
    量Mnの比Mz/Mnが10〜800、高化式フローテ
    スタによる1/2流出温度が80〜150℃、流出開始
    温度は80〜120℃である多価カルボン酸又はその低
    級アルキルエステルと多価アルコールとの縮重合によっ
    て得られるポリエステル樹脂を含む請求項2または4記
    載の電子写真装置。
  14. 【請求項14】結着樹脂が多価アルコールと、芳香族系
    ジカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸又はその低
    級アルキルエステルを含有するカルボン酸成分とを縮重
    合によって得られるポリエステル樹脂を含む請求項2ま
    たは4記載の電子写真装置。
  15. 【請求項15】結着樹脂が多価アルコールと、脂肪族系
    ジカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸又はその低
    級アルキルエステルを含有するカルボン酸成分とを縮重
    合によって得られるポリエステル樹脂を含む請求項2ま
    たは4記載の電子写真装置。
  16. 【請求項16】外添剤が、平均粒径が35〜85nm、
    窒素吸着によるBET比表面積が5〜100m2/g
    で、シリコーンオイルで表面処理した疎水性シリカ又は
    酸化チタン微粉末を含み、前記外添剤をトナー母体粒子
    100重量部に当たり0.1〜5重量部添加する請求項
    2または4記載の電子写真装置。
  17. 【請求項17】外添剤が、平均粒径が80〜300n
    m、窒素吸着によるBET比表面積が0.1〜10m2
    /gで、シリコーンオイルで表面処理した無機微粉末を
    含み、前記外添剤をトナー母体粒子100重量部に当た
    り0.1〜5重量部添加する請求項2または4記載の電
    子写真装置。
  18. 【請求項18】ワックスの結着樹脂中の分散平均粒子径
    が0.1〜1.5μmで、分散粒子径分布が0.1μm
    未満の粒子が30個数%以下、0.1〜2.0μmの粒
    子が65個数%以上、2.0μmを越える粒子が5個数
    %以下である請求項2または4記載の電子写真装置。
  19. 【請求項19】転写体が転写ベルトであり、前記転写ベ
    ルトの表面抵抗が10 7〜1012Ω/□で、体積抵抗が
    107〜1012Ω・cmである請求項2または4記載の
    電子写真装置。
  20. 【請求項20】第1転写の転写ローラの抵抗値が102
    〜106Ω・cmで、第2転写に使用する転写ローラの
    抵抗値が102〜106Ω・cmである請求項2または4
    記載の電子写真装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004252045A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Ricoh Co Ltd カラー画像形成装置
JP5251975B2 (ja) * 2008-09-19 2013-07-31 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 トナー、現像剤、トナーの製造方法
JP2016090847A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 株式会社リコー トナー、二成分現像剤、及び画像形成装置

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