JP2004294534A - Electrophotographic nonmagnetic toner and developing method using same - Google Patents

Electrophotographic nonmagnetic toner and developing method using same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophotographic nonmagnetic toner which ensures high transfer efficiency and no inadequacy of image density even in the case of low toner consumption (small toner layer thickness, small toner coating weight), is free of the problem of fusion bonding even in continuous printing on many sheets, has good developing performance and high endurance, and ensures low consumption. <P>SOLUTION: The electrophotographic nonmagnetic toner contains at least a binder resin and a colorant, and when a coating weight X (mg/cm<SP>2</SP>) of the toner on a transfer medium is in the range of 0.4-0.8, image density Y represented by the expression (1); Y=αX<SP>2</SP>+βX+0.08 is 0.9≤Y≤1.9, wherein α is -0.4 to -1.8 and βis 2.4 to 3.2. A nonmagnetic one-component developing method using the toner is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真技術を用いたプリンタ又はファックス等の画像形成装置に適用される電子写真用非磁性トナー及びそれを用いた現像方法に関する。特にフルカラー用トナー及びそれを用いた現像方法に関する。また、非磁性一成分ジャンピング現像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真技術を用いた画像形成装置の現像に適用される乾式現像剤は、トナーとフェライト粉、鉄粉、ガラスビーズ等からなるキャリアとが混合された二成分系現像剤、トナー自身に磁性粉末を含有させた磁性一成分系現像剤、及び非磁性一成分現像剤とに概ね分けられる。これらの現像剤に用いられるトナーは、結着樹脂および着色剤を主成分としており、他に、記録シートへの低温定着性や定着部材での離型性を向上させるためのワックスや、極性(正帯電か負帯電)を付与するための帯電制御剤等が添加される。トナーはこれら材料が所定の配合で混合された後、溶融混練、粉砕、分級等の工程を経て粉体に製造され、最後に、流動性、帯電性、クリーニング性および保存性等の制御のために、シリカ、酸化チタン、アルミナおよび各種の樹脂微粒子等の外添剤による表面処理が施され、最終的に現像剤として供される。
【0003】
近年、電子写真技術を応用した分野においては、画質の向上・高級化は勿論のこと、マシンの小型化が指向され、かつ、自然環境保護のため廃棄物の削減の要求が高まってきた。そして、廃棄物の削減に関しては、トナー消費量の削減、すなわち、転写媒体へのトナー付着量の削減、及び転写効率の向上が求めらている。
そして、マシンの小型化、廃棄物削減に対して、非磁性一成分現像方法は適した方法であると言える。
【0004】
一方、画質の高級化という要請に対して、フルカラー複写機及びプリンタが市場に登場し、その普及率は飛躍的に伸びると予想されていた。しかし、現状は予想をはるかに下回る普及率でしかない。フルカラー機はトナーを4色使用し、タンデム方式においては感光体ユニットも4体必要となるため、必然的にモノクロ機よりもランニングコストが掛かり、また、カラートナーの価格が高く、普及の大きな妨げとなっている。従って、カラートナーにおいては、トナーそのものの低格化は勿論、転写媒体へのトナー付着量の削減、及び転写効率の向上によるランニングコストの削減も重要である。
【0005】
上記の状況を鑑みると、フルカラー画像の画質維持、マシンの小型化、消耗品コスト削減、マシンコスト低減等を実現しようとした場合、4パス方式のシステムを持った非磁性一成分ジャンピング現像方法は、1つの適した方法であると考えられる。しかし、ジャンピング現像は非接触現像ゆえにトナーの飛翔性が画質に大きな影響を与える。飛翔性が劣るとID不足、画質の低下が発生する。
また、特に非磁性一成分現像器はトナーへのストレスが高く、トナーが微粉化したり現像ロールや層厚規制部材への融着が起こるため初期画質が良好であっても多数枚印字後の画質が劣化してしまうケースが多いのが現状である。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−84719
【特許文献2】
特開2001−22118
【特許文献3】
特開昭60−87345
【特許文献4】
特開平8−305076
【特許文献5】
特開平63−13055
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
非磁性一成分現像方法においてトナー消費量を抑えるために、転写媒体へのトナー付着量を抑えようとした場合、現像ローラ上のトナー層厚を下げることが試みられてこたが、画像濃度不足及び耐融着性の低下が避けられなかった。また、転写効率を向上させることも重要とされてきた。
【0008】
したがって本発明は、低トナー消費量(低トナー層厚、低トナー付着量)であっても、高転写効率であり、画像濃度の不足が起こらず、融着等の問題が多数枚連続プリント時においても発生せず、現像性が良好であり、高耐久、低消費量の電子写真用非磁性トナーを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子写真用非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、転写媒体上のトナー付着量X(mg/cm)が0.4〜0.8の範囲において、画像濃度Yが0.9≦Y≦1.9であって、下記式(1)のαが−0.4〜−1.8、βが2.4〜3.2を満たすことを特微とする電子写真用非磁性トナーである(請求項1)。
【式3】Y=αX+βX+0.08・・(1)
本発明の非磁性トナーは、誘電率が1.0〜2.3であり、かつ真比重が0.90〜1.15であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用非磁性トナーである(請求項2)。
本発明の非磁性トナーは、体積平均粒径が30〜70nmの疎水性シリカ、25℃での粘度が30〜3000CSのシリコーンオイル、及びBET比表面積が30〜100m/g の疎水性酸化チタンのうち少なくとも1種類が外添剤として使用され、かつ外添剤の総量がトナー粒子に対して1.0〜3.0重量%添加された請求項1または2に記載の電子写真用非磁性トナーである(請求項3)。本発明の非磁性トナーは、非磁性1成分ジャンピング現像方法に使用されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真用非磁性トナーである(請求項4)。
本発明の非磁性トナーは、フルカラ−用であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用非磁性トナ−である(請求項5)。
本発明の現像方法は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、転写媒体上のトナー付着量X(mg/cm)が0.4〜0.8の範囲において、画像濃度Yが0.9≦Y≦1.9であって、下記式(1)のαが−0.4〜−1.8、βが2.4〜3.2を満たすことを特微とする電子写真用非磁性トナーを用いることを特微とする非磁性一成分ジャンピング現像方法である。
【式4】Y=αX+βX+0.08・・(1)
【0010】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電子写真用非磁性トナ−及び現像方法について説明する。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤とを含有し、必要に応じて帯電制御剤、離型剤、定着性向上剤、その他の添加剤を含有する。また、流動性向上剤などをトナー粒子表面に付着させることが好ましい。
【0011】
本発明の非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、転写媒体上のトナー付着量X(mg/cm)が0.4〜0.8の範囲において、画像濃度Yが0.9≦Y≦1.9であって、下記式(1)のαが−0.4〜−1.8、βが2.4〜3.2を満たすことを特微とする電子写真用非磁性トナーである。
【式5】Y=αX+βX+0.08・・(1)
Yが0.9未満では画像濃度が不足し、1.9を越えると画質(色目=鮮やかさ)が悪化する、また消費量が増加する等の問題がある。αが−0.4を越えると画像濃度不足が発生し、−1.8未満では付着量に対する濃度変化が敏感になりすぎ、画像安定性が悪化する。βが2.4未満では画像濃度が不足し、3.2を越えると付着量に対する濃度変化が敏感になりすぎ、画像安定性が悪化する。好ましくは、0.9≦Y≦1.7、αが−0.7〜−1.7である。
αの値及びβの値は顔料の種類及び添加量などで決まる。
【0012】
本発明のトナーは、誘電率が1.0〜2.3であることが好ましく、より好ましくは1.0〜2.0である。誘電率は転写効率に影響し、誘電率が大きく、2.3を越えると転写効率は悪化する傾向になる。
誘電率は、結着樹脂の誘電率、添加剤の種類や添加量、溶融混練条件などで決まる。
本発明のトナーは、真比重が0.90〜1.15であることが好ましく、より好ましくは、0.90〜1.11、さらに好ましくは0.90〜1.08である。真比重は飛翔性に関係し、真比重が低い方が飛翔性が良好な傾向にある。真比重が1.15越えると飛翔性が悪化するため、画像の緻密性等の画像品質が悪化し、またトナー付着量が増加し、トナー消費量が増加する傾向となる。
真比重は、結着樹脂の真比重、添加剤の種類や添加量などで決まる。
【0013】
本発明のトナーは、着色剤を含有し、トナー粒子中に4.5〜9.0重量%含有していることが好ましく、4.5〜7.0重量%がより好ましい。4.5重量%未満では現像ローラ上のトナー層厚を低くし、低トナー付着量とした際に画像濃度低下を生じやすい。9.0重量%を越えると画質(鮮やかさ)の悪化及びトナー付着量の変化に対する画像濃度の変化が大きくなり画像安定性が悪化する傾向となる、また、着色剤による部材汚染が発生する可能性がある。
【0014】
着色剤は、ブラック用顔料としてはカーボンブラックが、マゼンタ用顔料としてはC.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、49、50,51、52、53、54、55、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、184、202、206、207、209;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレット1、2,10、13、15、23、29、35等が、シアン用顔料としてはC.I.ピグメントブル−2、3、15、16、17;C.I.バットブル−6;C.I.アシッドブル−45等が、イエロ−用顔料としてはC.I.ピグメントイエロ−1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、65、73、74、83、94、97、155、180が単独もしくは混合されて用いられる。
【0015】
本発明の結着樹脂としては、トナーの付着量と画像濃度との関係が式(1)満足するように選択すればよく、また1種類である必要はなく、適宜複数種類を混合して使用することができる。結着樹脂の例としては、トナー用樹脂として一般的なポリスチレン樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、水添ロジン、環化ゴム、ポリオレフィン系樹脂、シクロオレフィン共重合体樹脂等が挙げられる。
【0016】
また、結着樹脂はトナーの誘電率や真比重が特定する範囲に入るように選択されることが好ましい。トナーの付着量、誘電率、真比重を特定する範囲に入れるには、誘電率や真比重が小さいポリオレフィン系樹脂やシクロオレフィン共重合体樹脂を含有することが好ましい。
【0017】
ポリオレフィン系樹脂としては、オレフィン系モノマーの単独重合体及び共重合体が挙げられ、これらの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリー3−メチルー1ブテン、ポリペンテン、ポリー5−メチルー1−ヘキセン、ポリテトラデセン、ポリペンタデセン、ポリヘプタデセン、ポリオクタデセン、ポリノナデセン、ポリエイコセン及びこれらの重合体のモノマー成分の共重合体などが挙げられる。また、アクリル酸、アクリル酸エステル、メクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニルアルコール、酢酸ビニル、無水マレイン酸、スチレン、塩化ビニルなどとの共重合体も挙げられる。
【0018】
シクロオレフィン共重合体樹脂は樹脂強度、透明性、溶融特性の点でも好ましい。シクロオレフィン共重合体樹脂とは、たとえばエチレン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフィン(広義には非環式オレフィン)とシクロヘキセン、ノルボルネン、テトラシクロドデセン等の二重結合を持った脂環式化合物(シクロオレフィン)との共重合体である。このシクロオレフィン共重合体樹脂は、たとえばメタロセン系、チグラー系触媒を用いた重合法により得られた重合物である。
【0019】
本発明のシクロオレフィン共重合体樹脂の合成例としては、特開平5−339327号、特開平5−9223号、特開平6−271628号などに開示されている。シクロオレフィン共重合体樹脂をトナーに使用した例は、特開平9−101631号公報、特開2000−284528号公報などに記載されている。
【0020】
本発明においては、離型剤を含有することが好ましい。離型剤としてのワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、変性ポリエチレンワックスなどのポリオレフィン系ワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス、パラフィンワックス、マイクロワックスなどの石油系ワックス、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、硬化ひまし油などが挙げられる。ワックスの添加量はトナー粒子全体に対して、1.0〜8.0重量%であることが好ましい。1.0重量%未満では十分な離型性が得られず、8.0重量%を越えるとフィルミングや融着の原因となりやすい。
【0021】
帯電制御剤は必要に応じて添加すればよい。トナーに極性を付与するために添加される帯電制御剤は、正帯電トナー用と負帯電トナー用とに分けられる。正帯電トナー用としては、ニグロシン染料、第4級アンモニウム塩、ビリジニウム塩およびアジン、カチオン性官能基を有する低分子量ポリマー等が用いられる。また、負帯電トナー用としては、アゾ系含金属錯体、サリチル酸系金属錯体、ホウ素系金属錯体、アニオン性官能基を有する低分子量ポリマー等が用いられる。好ましい添加量はトナー粒子全体に対して0.1〜5重量%である。0.1重量%未満では帯電不良によるトナー飛散等の問題が発生しやすく、5重量%を越えると過剰帯電による画質悪化が発生しやすい傾向となる。フルカラー用トナーの場合は無色または淡色のものが選択される。なお、上記の帯電制御剤を単独又は混合して使用してもかまわない。
【0022】
本発明を構成するトナー粒子は、上記材料が所定の配合で混合され、その混合物が、溶融混練、粉砕、分級といった工程を経ることにより製造される。また、上記結着樹脂のモノマーと他の材料を用いて重合法によりトナー粒子を得てもよい。
本発明のトナーの体積平均粒子径は、5.0μm〜15.0μmが好ましく、7.0〜10.0μmがより好ましい。7.0μm未満では微粉量の増加による画像悪化が発生し、15.0μmを越えると緻密性が損なわれることによる画質悪化が発生する傾向となる。
【0023】
本発明のトナーは、トナー粒子に対して外添剤が総量で1.0重量%以上3.0重量%以下付着していることが好ましい。外添剤の種類に関しては、体積平均粒径が30nm以上70nm以下の疎水性シリカ、25℃での粘度が30〜3000CSのシリコーンオイル、BET比表面積が30m/g〜100m/gの疎水性酸化チタンのうち少なくとも1種類が添加されていることが好ましい。外添剤の総量が1.0重量%未満の場合では感光体や帯電部材へ融着しやすくなり、画像欠陥が発生しやすくなる。3.0重量%を越えると過剰な外添剤がトナーから離脱しトナーの帯電を邪魔するため帯電性への悪影響が発生しやすくなる。
疎水性シリカの体積平均粒子径が30nm未満では耐融着性、画像安定性が損なわれやすく、70nmを越えるとシリカ自体のトナー母体への分散性が悪化し、耐融着性に対する効果も薄れる傾向となる。シリコーンオイルの粘度が30CS未満では揮発成分増加によるマシン内汚染が発生しやすく、3000CSを越えると、転写効率を向上させる効果が薄れる。疎水性酸化チタンのBET比表面積が30m/g未満ではトナー母体への分散性が悪化しやすく、100m/gを越えると耐融着性及び帯電付与性が悪化する傾向となる。
また、疎水性シリカ微粒子は、さらに小粒径のものとを組み合わせて使用してもかまわない。このような外添処方を取ることにより、さらに安定した耐融着特性を得ることができる。
【0024】
トナーには上記外添剤の他に、トナーの流動性、帯電性、クリーニング性及び、保存性等の制御のためアルミナ、タルク、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムまたは、各種の樹脂微粒子等の外添剤が付着されていてもよい。
トナー粒子に上記微粒子を付着させるためには、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機により混合して攪拌する等の方法が挙げられる。
【0025】
次に、上記電子写真用非磁性トナーを使用した本発明の現像方法の1例として、非磁性一成分ジャンピング現像方法について説明する。図1は、本発明の非磁性一成分現像方法に使用する現像装置の概略構成図である。図中、1は円筒状の静電潜像保持体である感光体ドラム、2はホッパー、3は非磁性一成分現像剤、4は層規制部材、5は非磁性一成分現像剤を担持する現像ローラー、6は攪拌機である。この現像装置においては、感光体ドラム1上には、公知の電子写真法によって静電潜像が形成される。ホッパー2内には非磁性一成分現像剤3が収容されており、非磁性一成分現像剤3は、層規制部材4によって現像ローラー5のスリーブ上に一定の層厚になるように担持されるとともに層規制部材4との摩擦により電荷が付与され搬送される。該現像ローラーには直流または交流のバイアス電圧を印加する。現像ローラー5に担持された非磁性一成分現像剤は、現像ローラー5の回転により搬送されて、静電潜像を有する感光体ドラム1との間隙を、現像ローラー5との電位差によって飛翔し感光体ドラム1の表面に現像され静電潜像の顕像化が行われる。
本発明を構成する現像器の部材には、通常非磁性1成分現像方法に使用される部材が使用可能である。例えば現像ローラー及び帯電ブレードの部材には金属、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が使用可能である。
【0026】
【実施例】
以下、実施例および比較例に基づき本発明を説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、下記のようなトナーA〜Gを作製した。
【0027】
実施例1〈トナーAの作製〉
・シクロオレフィン共重合体樹脂A 88.5重量部
(ティコナ社製、商品名:TOPAS COC、重量平均分子量(Mw):200,000、数平均分子量(Mn):5,000、Mw/Mn:40)
・ポリプロピレンワックス 5.0重量部
(三洋化成工業社製、商品名:ビスコール660P)
・アゾ系亜鉛錯塩 2.0重量部
(オリエント化学社製、商品名:ボントロンE−84)
・マゼンタ顔料 4.5重量部
(クラリアント社製、商品名:Toner Magenta 6B、CI.ピグメントレッド57−1)
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、二軸のエクストルーダーにて熱溶融混練後、ジェットミルにて粉砕し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒径が9μmのトナー粒子を得た。
そして、該トナー粒子に対して体積平均粒子径40nmの疎水性シリカ(日本アエロジル社製 商品名:RY−50)を0.3重量%と体積平均粒子径が15nmの中粒径疎水性シリカ(ワッカーケミカル社製、商品名:H2000/4M)を1.0重量%とを添加し、ヘンシェルミキサーにて周速40m/sec、4分間混合し、本発明のトナーAを得た。
【0028】
実施例2〈トナーBの作製〉
シクロオレフィン共重合体樹脂が85.0重量部、マゼンタ顔料が9.0重量部、アゾ系亜鉛錯塩の1.0重量部であること以外は実施例1と同様にして本発明のトナ−Bを得た。
【0029】
実施例3〈トナーCの作製〉
マゼンタ顔料をToner Magenta E02(クラリアント社製、CI.ピグメントレッド122)に変えたこと以外は実施例1と同様にして本発明のトナーCを得た。
【0030】
実施例4〈トナーDの作製〉
マゼンタ顔料をパーマネントルビンF6B(クラリアント社製、CI.ピグメントレッド184)に変えたこと以外は実施例1と同様にして本発明のトナーDを得た。
【0031】
実施例5〈トナーEの作製〉
結着樹脂を線状低密度ポリエチレン樹脂(密度0.925g/cm)としたこと以外は実施例1と同様にして本発明のトナーEを得た。
【0032】
実施例6(トナーFの作製)
結着樹脂を、実施例1で用いたシクロオレフィン共重合体樹脂A53.0重量部、ポリエステル樹脂(三菱レイヨン社製、商品名:FC−1142)35.5重量部とした以外は実施例1と同様にして本発明のトナーFを得た。
【0033】
比較例1〈トナーGの作製〉
シクロオレフィン共重合体樹脂が88.0重量部、マゼンタ顔料が4.0重量部、アゾ系亜鉛錯塩が3.0重量部であること以外は実施例1と同様にして比較用のトナ−Gを得た。
【0034】
比較例2〈トナーHの作製〉
シクロオレフィン共重合体樹脂Aが84.5重量部、マゼンタ顔料が9.5重量部、アゾ系亜鉛錯塩が1.0重量部であること以外は実施例1と同様にして比較用のトナ−Hを得た。
【0035】
比較例3〈トナーIの作製〉
・シクロオレフィン共重合体樹脂B 83.5重量部
(ティコナ社製、商品名:TOPAS COC、重量平均分子量(Mw):15,000、数平均分子量(Mn):5,000、Mw/Mn:3)
・ポリプロピレンワックス 5.0重量部
(三洋化成工業社製、商品名:ビスコール660P)
・アゾ系亜鉛錯塩 2.0重量部
(オリエント化学社製、商品名:ボントロンE−84)
・マゼンタ顔料 9.5重量部
(クラリアント社製、商品名:Toner Magenta 6B、CI.ピグメントレッド57−1)
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、二軸のエクストルーダーにて熱溶融混練後、ジェットミルにて粉砕し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒径が9μmのトナー粒子を得た。
そして、該トナー粒子に対して体積平均粒子径40nmの疎水性シリカ(日本アエロジル社製 商品名:RY−50)を0.3重量%と体積平均粒子径が15nmの中粒径疎水性シリカ(ワッカーケミカル社製、商品名:H2000/4M)を1.0重量%とを添加し、ヘンシェルミキサーにて周速40m/sec、4分間混合し、比較用のトナーIを得た。
【0036】
比較例4〈トナーJの作製〉
・ポリエステル樹脂 90.0重量部
(三菱レイヨン社製、商品名:FC−1142)
・ポリプロピレンワックス 5.0重量部
(三洋化成工業社製、商品名:ビスコール660P)
・アゾ系亜鉛錯塩 2.0重量部
(オリエント化学社製、商品名:ボントロンE−84)
・マゼンタ顔料 3.0重量部
(クラリアント社製、商品名:Toner Magenta 6B、CI.ピグメントレッド57−1)
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、二軸のエクストルーダーにて熱溶融混練後、ジェットミルにて粉砕し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒径が9μmのトナー粒子を得た。
そして、該トナー粒子に対して体積平均粒子径40nmの疎水性シリカ(日本アエロジル社製 商品名:RY−50)を0.3重量%と体積平均粒子径が15nmの中粒径疎水性シリカ(ワッカーケミカル社製、商品名:H2000/4M)を1.0重量%とを添加し、ヘンシェルミキサーにて周速40m/sec、4分間混合し、比較用のトナーJを得た。
【0037】
<トナーのα、β>
下記の方法でトナーのα、βを求め、その値を表1に記載した。
前記トナーA〜Jの各トナーを用いて、定着機を外した2成分複写機にて一定面積(18cm)の未定着画像サンプルを得た。この時、現像剤のトナー濃度、感光体の表面電位、現像電位、露光量、転写条件等の調整により転写紙上のトナー付着量を0.4〜0.8mg/cmの間で段階的に変化させた。この時のトナー付着量の確認は未定着トナーを転写媒体上からエアガンにより取り除いた際の前後の重量により行なった。調整した未定着画像は上下ともゴムローラを使用した外部定着器により、プロセススピード125mm/sec、ローラ表面温度180℃で定着させた。定着させた画像の画像濃度はマクベス反射濃度計RD914にて測定を行なった。試験条件は、25℃、55%RHで行った。
得られた画像濃度とトナー付着量をマイクロソフト社のエクセルでグラフ化し、そのグラフから2次式の近似曲線と式を求め、α、βを求めた。
【0038】
<トナーの誘電率、真比重>
トナーの誘電率と真比重を下記の方法で求め、その値を表1に記載した。
1. 誘電率の測定方法
トナーを200kg/cmの圧力で直径25mm、厚さ4〜4.5mmの円板状ペレットに成型し、SE―70型固体電極(安藤電気社製)にセットする。その後、2500A型キャパシタンスブリッジ(ANDEEN―HAGERLING社製)にて、1KHzでのトナーのキャパシタンスを測定し、下記式により誘電率を算出した。
誘電率ε=C・d/ε
C:キャパシタンス(pF)
d:ペレットの厚さ(mm)
ε:真空中の誘電率(8.86×10−12pF/m)
S:有効電極面積(mm
2.トナーの真比重は、JIS K0061 5.2 比重瓶法に準じて測定した
【0039】
<トナーの評価>
前記実施例、比較例のトナ−A〜Jの各々トナーを非磁性一成分ジャンピング現像方法のミノルタQMS社のQMS2200の現像機に投入し、画像比率が5%のA4原稿をA4の転写紙に6000枚まで複写し、実施例1〜6及び比較例1〜4の各トナーの画像濃度(ID)、カブリ(BG)、トナー消費量、転写効率、画像の鮮やかさを、25℃、55%RHの環境条件下で評価し、結果を表2、表3に記載した。
【0040】
評価方法は下記のとおりである。
1.画像濃度(ID)はベタ画像部をマクベス反射濃度計RD−914で測定した。実用上問題ないレベルは、1.10〜1.90である。
2. カブリ(BG)は日本電色工業社製のカラーメーターZE2000で非画像部の白色度を測定し、複写前後の白色度の差で示した。実用上問題ないレベルは、0.70以下である。
3. トナー消費量は、1000枚毎の現像器からのトナ−減少量から6000枚複写した後の合計消費量を求めた。目標とした値は115g以下である。
4. 平均転写効率:1000枚複写した毎のトナー消費量と回収トナー量の差から転写効率を求め、6000枚複写までを平均した。目標とした値は75%以上である。
転写効率(%)=(トナー消費量−回収トナー量)×100/トナー消費量
5.画像の鮮やかさは、目視にて観察した。
○:画像の色が鮮やか ×:画像の色がくすんでいる
【0041】
【表1】

Figure 2004294534
【0042】
【表2】
Figure 2004294534
【0043】
【表3】
Figure 2004294534
【0044】
<評価結果>
表2および表3から明らかなように、実施例1〜6の本発明のトナーでは、初期から6000枚後の画像濃度は1.10〜1.90であり、カブリは0.70以下で実用上問題ない範囲で複写でき、且つ、トナー消費量は115g以下/6000枚であり、平均転写効率75%以上、画像は鮮やかで実用上問題ないことが確認された。これに対し比較例1のトナーは、βが小さく、画像濃度が小さかった。
一方、比較例2のトナーは、αが小さく、βが大きく、トナー消費量が多く、転写効率が小さく、カブリもやや多かった。比較例3のトナーは、αが大きく、画像濃度が過剰で画像の鮮やかさが劣っていた。比較例4のトナーは、αが大きく、βが小さく、トナー消費量が多く、転写効率が小さく、画像濃度がやや小さかった。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、低トナー消費量(低トナー層厚、低トナー付着量)であっても、高転写効率であり、画像濃度の不足が起こらず、融着等の問題が多数枚連続プリント時においても発生せず、現像性が良好であり、高耐久、低消費量の電子写真用非磁性トナー及びそれを用いた現像方法を提供することことができるという画期的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像方法で用いられる装置の一例の概略説明図。
【図2】本発明の実施例1の式(1)関係を示すグラフ
【図3】本発明の実施例2の式(1)関係を示すグラフ
【図4】比較例2の式(1)関係を示すグラフ
【図5】比較例3の式(1)関係を示すグラフ
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 ホッパー
3 非磁性一成分現像剤
4 層規制部材
5 現像ローラー
6 攪拌機
7 電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-magnetic toner for electrophotography applied to an image forming apparatus such as a printer or a facsimile using electrophotography and a developing method using the same. In particular, it relates to a full-color toner and a developing method using the same. The invention also relates to a non-magnetic one-component jumping development method.
[0002]
[Prior art]
A dry developer applied to the development of an image forming apparatus using electrophotography is a two-component developer in which a toner and a carrier made of ferrite powder, iron powder, glass beads, etc. are mixed, and a magnetic powder is used for the toner itself. And a non-magnetic one-component developer. The toner used in these developers contains a binder resin and a colorant as main components. In addition, a wax for improving low-temperature fixability to a recording sheet and a releasing property of a fixing member, and a polar ( A charge control agent or the like for giving positive charge or negative charge) is added. The toner is manufactured into a powder through a process such as melt-kneading, pulverization, and classification after these materials are mixed in a predetermined formulation, and finally, for control of fluidity, chargeability, cleaning property, storage property, and the like. Is subjected to a surface treatment with an external additive such as silica, titanium oxide, alumina and various kinds of resin fine particles, and finally used as a developer.
[0003]
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of application of electrophotographic technology, there has been an increasing demand for reducing the size of machines, as well as improving and upgrading image quality, and for reducing waste in order to protect the natural environment. As for the reduction of waste, there is a demand for a reduction in toner consumption, that is, a reduction in the amount of toner attached to a transfer medium and an improvement in transfer efficiency.
The non-magnetic one-component developing method is suitable for reducing the size of the machine and reducing waste.
[0004]
On the other hand, full color copying machines and printers have appeared on the market in response to demands for higher image quality, and it has been expected that the penetration rate will increase dramatically. However, the current situation is far lower than expected. A full-color machine uses four colors of toner, and a tandem system requires four photoreceptor units, which inevitably requires higher running costs than a monochrome machine, and the price of color toner is high, which greatly hinders its spread. It has become. Therefore, in the color toner, it is important to reduce the amount of the toner adhered to the transfer medium and to reduce the running cost by improving the transfer efficiency, as well as lowering the toner itself.
[0005]
Considering the above situation, when trying to achieve the maintenance of full-color image quality, downsizing of machines, reduction of consumables costs, reduction of machine costs, etc., a non-magnetic one-component jumping development method with a 4-pass system is This is considered to be one suitable method. However, in jumping development, the flying property of toner has a great effect on image quality because of non-contact development. Poor flight performance results in insufficient ID and lower image quality.
In particular, non-magnetic one-component developing devices have high stress on toner, and the toner may be finely powdered or may be fused to a developing roll or a layer thickness regulating member. There are many cases where is deteriorated.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-84719
[Patent Document 2]
JP 2001-22118A
[Patent Document 3]
JP-A-60-87345
[Patent Document 4]
JP-A-8-305076
[Patent Document 5]
JP-A-63-13055
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the non-magnetic one-component developing method, in order to reduce the amount of toner consumption, in an attempt to reduce the amount of toner attached to the transfer medium, attempts have been made to reduce the thickness of the toner layer on the developing roller. A decrease in fusion resistance was inevitable. It has also been important to improve transfer efficiency.
[0008]
Therefore, the present invention has a high transfer efficiency even when the toner consumption is low (low toner layer thickness and low toner adhesion amount), does not cause a shortage of image density, and causes a problem such as fusion when printing many sheets continuously. An object of the present invention is to provide a non-magnetic toner for electrophotography which does not occur even in the above-mentioned conditions, has good developing property, and has high durability and low consumption.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The non-magnetic toner for electrophotography of the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and has a toner adhesion amount X (mg / cm2) Is in the range of 0.4 to 0.8, the image density Y is 0.9 ≦ Y ≦ 1.9, α in the following formula (1) is −0.4 to −1.8, and β is This is a non-magnetic toner for electrophotography, which satisfies 2.4 to 3.2 (claim 1).
[Equation 3] Y = αX2+ ΒX + 0.08 (1)
2. The non-magnetic toner according to claim 1, wherein the non-magnetic toner has a dielectric constant of 1.0 to 2.3 and a true specific gravity of 0.90 to 1.15. It is a toner (claim 2).
The non-magnetic toner of the present invention comprises a hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 30 to 70 nm, a silicone oil having a viscosity at 25 ° C. of 30 to 3000 CS, and a BET specific surface area of 30 to 100 m.2/ G, wherein at least one of the hydrophobic titanium oxides is used as an external additive, and the total amount of the external additive is 1.0 to 3.0% by weight based on the toner particles. (Embodiment 3). The non-magnetic toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-magnetic toner of the present invention is used in a non-magnetic one-component jumping development method (claim 4).
The non-magnetic toner of the present invention is a non-magnetic toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-magnetic toner is for full color use (claim 5).
The developing method of the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and has a toner adhesion amount X (mg / cm2) Is in the range of 0.4 to 0.8, the image density Y is 0.9 ≦ Y ≦ 1.9, α in the following formula (1) is −0.4 to −1.8, and β is This is a non-magnetic one-component jumping developing method characterized by using a non-magnetic toner for electrophotography, which specially satisfies 2.4 to 3.2.
[Formula 4] Y = αX2+ ΒX + 0.08 (1)
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the non-magnetic toner for electrophotography and the developing method of the present invention will be described.
The toner of the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and optionally contains a charge control agent, a release agent, a fixing property improving agent, and other additives. Further, it is preferable to attach a fluidity improver or the like to the surface of the toner particles.
[0011]
The non-magnetic toner of the present invention contains at least a binder resin and a colorant, and has a toner adhesion amount X (mg / cm2) Is in the range of 0.4 to 0.8, the image density Y is 0.9 ≦ Y ≦ 1.9, α in the following formula (1) is −0.4 to −1.8, and β is It is a non-magnetic toner for electrophotography, which satisfies 2.4 to 3.2.
[Formula 5] Y = αX2+ ΒX + 0.08 (1)
If Y is less than 0.9, the image density is insufficient, and if it exceeds 1.9, there are problems such as deterioration of image quality (color = vividness) and increase in consumption. If α exceeds -0.4, the image density becomes insufficient, and if it is less than -1.8, the change in density with respect to the amount of adhesion becomes too sensitive and the image stability deteriorates. If β is less than 2.4, the image density becomes insufficient, and if it exceeds 3.2, the change in density with respect to the amount of adhesion becomes too sensitive, resulting in poor image stability. Preferably, 0.9 ≦ Y ≦ 1.7 and α is −0.7 to −1.7.
The value of α and the value of β are determined by the type and amount of the pigment.
[0012]
The toner of the present invention preferably has a dielectric constant of 1.0 to 2.3, more preferably 1.0 to 2.0. The dielectric constant affects the transfer efficiency. When the dielectric constant is large and exceeds 2.3, the transfer efficiency tends to deteriorate.
The dielectric constant is determined by the dielectric constant of the binder resin, the type and amount of the additive, the melt-kneading conditions, and the like.
The true specific gravity of the toner of the present invention is preferably 0.90 to 1.15, more preferably 0.90 to 1.11, and still more preferably 0.90 to 1.08. The true specific gravity is related to the flying property, and the lower the true specific gravity, the better the flying property. If the true specific gravity exceeds 1.15, the flying property deteriorates, so that the image quality such as the denseness of the image deteriorates, the amount of adhered toner increases, and the toner consumption tends to increase.
The true specific gravity is determined by the true specific gravity of the binder resin, the type and amount of the additive, and the like.
[0013]
The toner of the present invention contains a colorant, and preferably contains 4.5 to 9.0% by weight in toner particles, and more preferably 4.5 to 7.0% by weight. If it is less than 4.5% by weight, the toner layer thickness on the developing roller is reduced, and the image density tends to decrease when the toner adhesion amount is low. If the content exceeds 9.0% by weight, the image quality (brightness) deteriorates and the change in image density in response to the change in the amount of toner adhered increases, and the image stability tends to deteriorate. In addition, contamination of the member due to the colorant may occur. There is.
[0014]
As the colorant, carbon black is used as a black pigment, and C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 57, 58, 60, 63, 64, 68, 81, 83, 87, 88, 89, C. 90, 112, 114, 122, 123, 163, 184, 202, 206, 207, 209; I. Pigment Violet 19; I. Buttlets 1, 2, 10, 13, 15, 23, 29, 35, and the like include C.I. I. Pigment Blue-2, 3, 15, 16, 17; I. Buttble-6; I. Acid Bull-45 and the like, as a yellow pigment, C.I. I. Pigment Yellow-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 23, 65, 73, 74, 83, 94, 97, 155, 180 Are used alone or as a mixture.
[0015]
The binder resin of the present invention may be selected so that the relationship between the amount of adhered toner and the image density satisfies the formula (1). can do. Examples of the binder resin include general polystyrene resins, polyacrylate resins, styrene-acrylate copolymer resins, styrene-methacrylate copolymer resins, polyvinyl chloride, and polyacetic acid as toner resins. Examples thereof include vinyl, polyvinylidene chloride, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, hydrogenated rosin, cyclized rubber, polyolefin resin, and cycloolefin copolymer resin.
[0016]
Further, the binder resin is preferably selected so that the dielectric constant and the true specific gravity of the toner fall within the specified range. In order to set the toner adhesion amount, the dielectric constant, and the true specific gravity in a specific range, it is preferable to contain a polyolefin resin or a cycloolefin copolymer resin having a small dielectric constant or true specific gravity.
[0017]
Examples of the polyolefin resin include homopolymers and copolymers of olefin monomers, and specific examples thereof include polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-3-methyl-1-butene, polypentene, and poly-5-methyl-1-hexene. , Polytetradecene, polypentadecene, polyheptadecene, polyoctadecene, polynonadecene, polyeicosene, and copolymers of monomer components of these polymers. Also, copolymers with acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, vinyl alcohol, vinyl acetate, maleic anhydride, styrene, vinyl chloride and the like can be mentioned.
[0018]
Cycloolefin copolymer resins are also preferred in terms of resin strength, transparency, and melting properties. The cycloolefin copolymer resin is, for example, an α-olefin (acyclic olefin in a broad sense) such as ethylene, propylene and butylene and an alicyclic compound having a double bond such as cyclohexene, norbornene and tetracyclododecene. (Cycloolefin). This cycloolefin copolymer resin is, for example, a polymer obtained by a polymerization method using a metallocene-based or Ziegler-based catalyst.
[0019]
Examples of the synthesis of the cycloolefin copolymer resin of the present invention are disclosed in JP-A-5-339327, JP-A-5-9223, JP-A-6-271628, and the like. Examples of using a cycloolefin copolymer resin in a toner are described in JP-A-9-101631, JP-A-2000-284528 and the like.
[0020]
In the present invention, it is preferable to contain a release agent. Examples of the wax as a release agent include polyolefin waxes such as polyethylene wax, polypropylene wax and modified polyethylene wax, synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax, petroleum waxes such as paraffin wax and micro wax, carnauba wax, candelilla wax. , Rice wax, hardened castor oil and the like. The amount of the wax added is preferably 1.0 to 8.0% by weight based on the whole toner particles. If the amount is less than 1.0% by weight, sufficient releasability cannot be obtained, and if the amount exceeds 8.0% by weight, filming or fusion is likely to occur.
[0021]
The charge control agent may be added as needed. Charge control agents added to impart polarity to toner are classified into those for positively charged toner and those for negatively charged toner. For positively charged toners, nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, viridinium salts and azines, low molecular weight polymers having a cationic functional group and the like are used. For negatively charged toners, azo-based metal-containing complexes, salicylic acid-based metal complexes, boron-based metal complexes, low molecular weight polymers having an anionic functional group, and the like are used. The preferable addition amount is 0.1 to 5% by weight based on the whole toner particles. If it is less than 0.1% by weight, problems such as toner scattering due to poor charging tend to occur, and if it exceeds 5% by weight, image quality tends to deteriorate due to excessive charging. In the case of a full color toner, a colorless or light color toner is selected. The above charge control agents may be used alone or in combination.
[0022]
The toner particles constituting the present invention are produced by mixing the above-mentioned materials in a predetermined mixture, and then subjecting the mixture to a process such as melt-kneading, pulverization, and classification. Further, toner particles may be obtained by a polymerization method using the monomer of the binder resin and another material.
The volume average particle diameter of the toner of the present invention is preferably from 5.0 μm to 15.0 μm, more preferably from 7.0 to 10.0 μm. If it is less than 7.0 μm, image deterioration due to an increase in the amount of fine powder occurs, and if it exceeds 15.0 μm, image quality tends to deteriorate due to loss of denseness.
[0023]
In the toner of the present invention, it is preferable that the external additive adheres to the toner particles in a total amount of 1.0% by weight or more and 3.0% by weight or less. Regarding the type of the external additive, hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 30 nm or more and 70 nm or less, silicone oil having a viscosity at 25 ° C. of 30 to 3000 CS, and a BET specific surface area of 30 m2/ G-100m2/ G of hydrophobic titanium oxide is preferably added. When the total amount of the external additives is less than 1.0% by weight, the external additives are easily fused to the photosensitive member and the charging member, and image defects are easily generated. If the content exceeds 3.0% by weight, an excessive amount of the external additive is separated from the toner and hinders the charging of the toner.
If the volume average particle diameter of the hydrophobic silica is less than 30 nm, the fusion resistance and image stability are likely to be impaired. If the volume average particle diameter exceeds 70 nm, the dispersibility of the silica itself in the toner matrix deteriorates, and the effect on the fusion resistance is reduced. It becomes a tendency. If the viscosity of the silicone oil is less than 30 CS, contamination in the machine due to an increase in volatile components tends to occur, and if it exceeds 3000 CS, the effect of improving the transfer efficiency is diminished. BET specific surface area of hydrophobic titanium oxide is 30m2/ G, the dispersibility in the toner matrix tends to deteriorate,2/ G tends to deteriorate the fusion resistance and the charge imparting property.
The hydrophobic silica fine particles may be used in combination with those having a smaller particle diameter. By adopting such an external additive formulation, more stable anti-fusing properties can be obtained.
[0024]
Toner such as alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, or various kinds of resin fine particles for controlling toner fluidity, chargeability, cleaning property, storage stability, etc. An additive may be attached.
In order to attach the fine particles to the toner particles, a method of mixing and stirring with a general stirrer such as a turbine type stirrer, a Henschel mixer, a super mixer, or the like may be used.
[0025]
Next, a non-magnetic one-component jumping developing method will be described as an example of the developing method of the present invention using the non-magnetic toner for electrophotography. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a developing device used in the non-magnetic one-component developing method of the present invention. In the figure, 1 is a photosensitive drum which is a cylindrical electrostatic latent image holding member, 2 is a hopper, 3 is a non-magnetic one-component developer, 4 is a layer regulating member, and 5 is a non-magnetic one-component developer. The developing roller 6 is a stirrer. In this developing device, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 by a known electrophotographic method. A non-magnetic one-component developer 3 is accommodated in the hopper 2, and the non-magnetic one-component developer 3 is carried on the sleeve of the developing roller 5 by the layer regulating member 4 so as to have a constant layer thickness. At the same time, electric charges are given by friction with the layer regulating member 4 and conveyed. A DC or AC bias voltage is applied to the developing roller. The non-magnetic one-component developer carried on the developing roller 5 is conveyed by the rotation of the developing roller 5, flies through a gap between the photosensitive drum 1 having an electrostatic latent image and a potential difference from the developing roller 5, and is exposed to light. The latent image is developed on the surface of the body drum 1 to visualize the electrostatic latent image.
As a member of the developing device constituting the present invention, a member usually used in a non-magnetic one-component developing method can be used. For example, metal, silicone rubber, urethane rubber, or the like can be used for the members of the developing roller and the charging blade.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these.
First, the following toners A to G were prepared.
[0027]
Example 1 <Production of Toner A>
-88.5 parts by weight of cycloolefin copolymer resin A
(Ticona, trade name: TOPAS COC, weight average molecular weight (Mw): 200,000, number average molecular weight (Mn): 5,000, Mw / Mn: 40)
・ 5.0 parts by weight of polypropylene wax
(Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: VISCOL 660P)
・ Azo zinc salt 2.0 parts by weight
(Orient Chemical Co., trade name: Bontron E-84)
・ 4.5 parts by weight of magenta pigment
(Manufactured by Clariant, trade name: Toner Magenta 6B, CI. Pigment Red 57-1)
The raw materials having the above mixing ratios are mixed with a super mixer, hot-melt kneaded with a biaxial extruder, pulverized with a jet mill, and then classified with a dry air classifier to obtain a toner having a volume average particle size of 9 μm. Particles were obtained.
Then, 0.3% by weight of a hydrophobic silica (trade name: RY-50, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a volume average particle diameter of 40 nm with respect to the toner particles, and a medium diameter hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 15 nm ( 1.0% by weight of Wacker Chemical Co., Ltd., trade name: H2000 / 4M) was added, and the mixture was mixed with a Henschel mixer at a peripheral speed of 40 m / sec for 4 minutes to obtain a toner A of the present invention.
[0028]
Example 2 <Production of Toner B>
Except that the cycloolefin copolymer resin was 85.0 parts by weight, the magenta pigment was 9.0 parts by weight, and the azo zinc complex salt was 1.0 part by weight, the toner B of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1. Got.
[0029]
Example 3 <Production of Toner C>
A toner C of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the magenta pigment was changed to Toner Magenta E02 (manufactured by Clariant, CI. Pigment Red 122).
[0030]
Example 4 <Production of Toner D>
A toner D of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the magenta pigment was changed to permanent rubin F6B (manufactured by Clariant, CI. Pigment Red 184).
[0031]
Example 5 <Production of Toner E>
The binder resin is a linear low-density polyethylene resin (density 0.925 g / cm3The toner E of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that
[0032]
Example 6 (Production of Toner F)
Example 1 was repeated except that the binder resin was 53.0 parts by weight of the cycloolefin copolymer resin A used in Example 1 and 35.5 parts by weight of a polyester resin (trade name: FC-1142, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.). In the same manner as in the above, a toner F of the present invention was obtained.
[0033]
Comparative Example 1 <Production of Toner G>
Toner-G for comparison in the same manner as in Example 1 except that the cycloolefin copolymer resin was 88.0 parts by weight, the magenta pigment was 4.0 parts by weight, and the azo zinc complex salt was 3.0 parts by weight. Got.
[0034]
Comparative Example 2 <Preparation of Toner H>
A toner for comparison was prepared in the same manner as in Example 1, except that the cycloolefin copolymer resin A was 84.5 parts by weight, the magenta pigment was 9.5 parts by weight, and the azo zinc complex salt was 1.0 part by weight. H was obtained.
[0035]
Comparative Example 3 <Preparation of Toner I>
-83.5 parts by weight of cycloolefin copolymer resin B
(Ticona, trade name: TOPAS COC, weight average molecular weight (Mw): 15,000, number average molecular weight (Mn): 5,000, Mw / Mn: 3)
・ 5.0 parts by weight of polypropylene wax
(Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: VISCOL 660P)
・ Azo zinc salt 2.0 parts by weight
(Orient Chemical Co., trade name: Bontron E-84)
・ 9.5 parts by weight of magenta pigment
(Manufactured by Clariant, trade name: Toner Magenta 6B, CI. Pigment Red 57-1)
The raw materials having the above mixing ratios are mixed with a super mixer, hot-melt kneaded with a biaxial extruder, pulverized with a jet mill, and then classified with a dry air classifier to obtain a toner having a volume average particle size of 9 μm. Particles were obtained.
Then, 0.3% by weight of a hydrophobic silica (trade name: RY-50, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a volume average particle diameter of 40 nm with respect to the toner particles, and a medium diameter hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 15 nm ( 1.0% by weight of Wacker Chemical Co., Ltd., trade name: H2000 / 4M) was added, and the mixture was mixed with a Henschel mixer at a peripheral speed of 40 m / sec for 4 minutes to obtain a comparative toner I.
[0036]
Comparative Example 4 <Production of Toner J>
・ 90.0 parts by weight of polyester resin
(Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: FC-1142)
・ 5.0 parts by weight of polypropylene wax
(Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: VISCOL 660P)
・ Azo zinc salt 2.0 parts by weight
(Orient Chemical Co., trade name: Bontron E-84)
・ Magenta pigment 3.0 parts by weight
(Manufactured by Clariant, trade name: Toner Magenta 6B, CI. Pigment Red 57-1)
The raw materials having the above mixing ratios are mixed with a super mixer, hot-melt kneaded with a biaxial extruder, pulverized with a jet mill, and then classified with a dry air classifier to obtain a toner having a volume average particle size of 9 μm. Particles were obtained.
Then, 0.3% by weight of a hydrophobic silica (trade name: RY-50, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a volume average particle diameter of 40 nm with respect to the toner particles, and a medium diameter hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 15 nm ( 1.0% by weight of Wacker Chemical Co., Ltd., trade name: H2000 / 4M) was added, and mixed with a Henschel mixer at a peripheral speed of 40 m / sec for 4 minutes to obtain a comparative toner J.
[0037]
<Α, β of toner>
Α and β of the toner were determined by the following method, and the values are shown in Table 1.
Using each of the toners A to J, a fixed area (18 cm2) Was obtained. At this time, the toner adhesion amount on the transfer paper is adjusted to 0.4 to 0.8 mg / cm by adjusting the toner concentration of the developer, the surface potential of the photoreceptor, the development potential, the exposure amount, and the transfer conditions.2Was varied step by step. At this time, the amount of adhered toner was confirmed based on the weight before and after removing the unfixed toner from the transfer medium with an air gun. The adjusted unfixed image was fixed at the process speed of 125 mm / sec and the roller surface temperature of 180 ° C. by an external fixing device using a rubber roller on both the upper and lower sides. The image density of the fixed image was measured with a Macbeth reflection densitometer RD914. The test conditions were 25 ° C. and 55% RH.
The obtained image density and toner adhesion amount were graphed by Microsoft Excel, and a quadratic approximation curve and an equation were obtained from the graph to obtain α and β.
[0038]
<Dielectric constant of toner, true specific gravity>
The dielectric constant and the true specific gravity of the toner were determined by the following method, and the values are shown in Table 1.
1. How to measure dielectric constant
200 kg / cm of toner2Into a disk-shaped pellet having a diameter of 25 mm and a thickness of 4 to 4.5 mm, and set it on a SE-70 type solid electrode (manufactured by Ando Electric Co., Ltd.). Thereafter, the capacitance of the toner at 1 KHz was measured using a 2500A type capacitance bridge (manufactured by ANDEN-HAGERING), and the dielectric constant was calculated by the following equation.
Dielectric constant ε = C · d / ε0
C: capacitance (pF)
d: thickness of pellet (mm)
ε0: Dielectric constant in vacuum (8.86 × 10-12 pF / m)
S: Effective electrode area (mm2)
2. The true specific gravity of the toner was measured according to JIS K00615.2 Specific gravity bottle method.
[0039]
<Evaluation of toner>
The toners of the toners A to J of the embodiment and the comparative example are put into a developing machine of QMS2200 manufactured by Minolta QMS of a non-magnetic one-component jumping developing method, and an A4 document having an image ratio of 5% is transferred to A4 transfer paper. The image density (ID), fog (BG), toner consumption, transfer efficiency, and image vividness of each of the toners of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 were determined at 25 ° C. and 55%. Evaluation was made under RH environmental conditions, and the results are shown in Tables 2 and 3.
[0040]
The evaluation method is as follows.
1. The image density (ID) of the solid image portion was measured with a Macbeth reflection densitometer RD-914. A practically acceptable level is 1.10 to 1.90.
2. Fog (BG) was measured by measuring the whiteness of the non-image area with a color meter ZE2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., and indicated by the difference in whiteness before and after copying. The practically acceptable level is 0.70 or less.
3. The toner consumption was determined by the total consumption after copying 6,000 sheets from the toner reduction amount from the developing device every 1000 sheets. The target value is 115 g or less.
4. Average transfer efficiency: The transfer efficiency was determined from the difference between the amount of toner consumed and the amount of collected toner for every 1000 copies, and averaged up to 6000 copies. The target value is 75% or more.
Transfer efficiency (%) = (toner consumption−recovered toner amount) × 100 / toner consumption
5. The vividness of the image was visually observed.
:: Image color is vivid ×: Image color is dull
[0041]
[Table 1]
Figure 2004294534
[0042]
[Table 2]
Figure 2004294534
[0043]
[Table 3]
Figure 2004294534
[0044]
<Evaluation results>
As is clear from Tables 2 and 3, with the toners of Examples 1 to 6 of the present invention, the image density after 6000 sheets from the initial stage is 1.10 to 1.90, and the fog is 0.70 or less, and practical use is possible. It was confirmed that copying was possible within a range without any problem, the toner consumption was 115 g or less / 6000 sheets, the average transfer efficiency was 75% or more, the image was vivid, and there was no practical problem. On the other hand, the toner of Comparative Example 1 had a small β and a low image density.
On the other hand, in the toner of Comparative Example 2, α was small, β was large, toner consumption was large, transfer efficiency was small, and fog was slightly large. The toner of Comparative Example 3 had a large α, an excessive image density, and inferior image vividness. In the toner of Comparative Example 4, α was large, β was small, toner consumption was large, transfer efficiency was small, and image density was slightly small.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has high transfer efficiency, does not cause insufficient image density, and has problems such as fusion even if the toner consumption is low (low toner layer thickness and low toner adhesion amount). An epoch-making effect that a non-magnetic toner for electrophotography which does not occur even during continuous printing of a large number of sheets, has good developing properties, has high durability, and consumes low amount, and a developing method using the same can be provided. To play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of an example of an apparatus used in a developing method of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relation of the formula (1) in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the relationship of the expression (1) in the second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship of the expression (1) in Comparative Example 2.
FIG. 5 is a graph showing the relationship of the formula (1) in Comparative Example 3.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum
2 Hopper
3 Non-magnetic one-component developer
Four-layer regulating member
5 Developing roller
6 stirrer
7 Power supply

Claims (6)

少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、転写媒体上のトナー付着量X(mg/cm)が0.4〜0.8の範囲において、画像濃度Yが0.9≦Y≦1.9であって、下記式(1)のαが−0.4〜−1.8、βが2.4〜3.2を満たすことを特微とする電子写真用非磁性トナー。
Figure 2004294534
The image density Y is 0.9 ≦ Y ≦ 1.9 when at least a binder resin and a colorant are contained, and the toner adhesion amount X (mg / cm 2 ) on the transfer medium is in the range of 0.4 to 0.8. Wherein the α in the following formula (1) satisfies -0.4 to -1.8 and β satisfies 2.4 to 3.2.
Figure 2004294534
誘電率が1.0〜2.3であり、かつ真比重が0.90〜1.15であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用非磁性トナー。2. The non-magnetic toner for electrophotography according to claim 1, wherein the dielectric constant is 1.0 to 2.3 and the true specific gravity is 0.90 to 1.15. 体積平均粒径が30〜70nmの疎水性シリカ、25℃での粘度が30〜3000CSのシリコーンオイル、及びBET比表面積が30〜100m/g の疎水性酸化チタンのうち少なくとも1種類が外添剤として使用され、かつ外添剤の総量がトナー粒子に対して1.0〜3.0重量%添加されていることを特微とする請求項1または2に記載の電子写真用非磁性トナー。At least one of hydrophobic silica having a volume average particle diameter of 30 to 70 nm, silicone oil having a viscosity at 25 ° C. of 30 to 3000 CS, and hydrophobic titanium oxide having a BET specific surface area of 30 to 100 m 2 / g is externally added. 3. The non-magnetic toner for electrophotography according to claim 1, wherein the toner is used as an agent, and the total amount of the external additives is 1.0 to 3.0% by weight based on the toner particles. . 非磁性1成分ジャンピング現像方法に使用されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真用非磁性トナー。4. The non-magnetic toner for electrophotography according to claim 1, wherein the toner is used in a non-magnetic one-component jumping development method. フルカラ−用であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用非磁性トナ−。The non-magnetic toner for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the toner is for full color use. 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有し、転写媒体上のトナー付着量X(mg/cm)が0.4〜0.8の範囲において、画像濃度Yが0.9≦Y≦1.9であって、下記式(1)のαが−0.4〜−1.8、βが2.4〜3.2を満たすことを特微とする電子写真用非磁性トナーを用いることを特微とする非磁性一成分ジャンピング現像方法。
Figure 2004294534
The image density Y is 0.9 ≦ Y ≦ 1.9 when at least a binder resin and a colorant are contained, and the toner adhesion amount X (mg / cm 2 ) on the transfer medium is in the range of 0.4 to 0.8. The non-magnetic toner for electrophotography is characterized in that α in the following formula (1) satisfies -0.4 to -1.8 and β satisfies 2.4 to 3.2. A non-magnetic one-component jumping developing method to be fine.
Figure 2004294534
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