JP2005017852A - Image forming method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress fogging and toner scattering while using toner which shares resin. <P>SOLUTION: In a full color image forming method using pulverized toner of a plurality of colors in which a diameter of dispersed wax particles is 0.5-2 μm and which have a volume average particle diameter of 6-10 μm, a volume percentage of particles of ≤5 μm diameter in the toner having a smaller charge amount as compared with the toner having the largest charge amount is made lower than that in the toner having the largest charge amount. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は粉砕トナーを用いたフルカラー画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、静電潜像担持体に形成した静電潜像を現像器で帯電させたトナーで顕在化することにより得られるトナー像を、中間転写媒体上で色重ねし、紙に一括転写した後、加熱定着する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置において用いられるトナーとしては、現像ローラ等にフィルミングすることなく帯電を付与することができ、かつ装置として適当な温度範囲で定着が可能となるように、結着樹脂の軟化点を110〜160℃、酸価を10〜40とするものが提案されている(特許文献1)。
【0003】
また、高転写効率、クリーニング性、トナー飛散が改善されるように、粒径4μm以下のトナー粒子の個数分布が30個数%以下、帯電量が│5│〜│50│μC/gとするものも提案されている(特許文献2)
【0004】
【特許文献1】特公平6−42081号
【0005】
【特許文献2】特許第2925431号
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のフルカラー画像形成装置に用いられるY,M,C,K各色のトナーは、樹脂、顔料、ワックス、CCA(Charge Control Agent)等を混練後、粉砕分級する粉砕法や、溶液中から粒子を生成する重合法により製造される。しかし、同様の製造条件で作成した場合、熱特性、帯電特性、流動性等に色間差が発生し、そのためトナー帯電量や現像量といった現像器特性を極力同様にするため現像器の構成を色毎に変更する等の対応が必要となり、部品を共通化できない、高精度の調整が必要になるなどの問題があった。また、中間転写媒体から紙への二次転写、及びその後の定着については色重ねした状態のトナーに対して一括しての処理が行われるので、色間差があると特性が重なった領域で条件を設定する必要があるため、設定する条件の良好域が非常に狭くなるという問題があった。そして、樹脂を共通化したトナーでは顔料等の影響により、帯電性に差が生じてかぶりやトナー飛散が問題となり、これらの点について上記特許文献1、特許文献2には触れられていない。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、樹脂を共通化したトナーを用い、かぶりやトナー飛散を低減することを目的とする。
そのために本発明は、トナー中に分散したワックス粒子の径が0.5〜2μmで、体積平均粒径が6〜10μmである複数色の粉砕トナーを用いたフルカラー画像形成方法において、帯電量が最も高いトナーに比して帯電量が低いトナーについて、5μm径以下の体積割合を少なくすることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本実施形態で使用する画像形成装置の例を説明する図である。
感光体1は図示しない帯電器で一様帯電され、露光器2からの画像露光で静電潜像が形成される。静電潜像をトナー現像するロータリ式現像器3は、Y,M,C,Kの4色の現像ユニットを有し、各ユニットの現像ローラ4がロータリ式現像器の間欠回転により感光体位置にもたらされ、その位置で感光体1と対向してトナー現像が行われる。感光体1には、駆動ローラ6、従動ローラ7、1次転写ローラ8、テンションローラ9等で張架された中間転写媒体5が1次転写ローラ8の位置で離当接し、感光体上に形成されたトナー像は中間転写媒体5に転写され(1次転写)、中間転写媒体上で4色の色重ねが行われる。
【0009】
駆動ローラ6(2次転写バックアップローラを兼ねる)と対向する位置には中間転写媒体5に離当接する2次転写ローラ13が設けられており、この位置で中間転写媒体上の4色のトナー像は一括転写される(2次転写)。すなわち、用紙トレー10から用紙繰り出しローラ11により繰り出された用紙は、紙搬送路12を通って2次転写ローラ13の位置に搬送される。中間転写媒体上で色重ねが行われている間(1次転写中)は、2次転写ローラ13は中間転写媒体と離間しているが、転写時には中間転写媒体5に当接し、転写バイアスを印加することにより中間転写媒体から用紙に4色トナー像が一括転写される(2次転写)。2次転写後の用紙は紙ガイド14を通って加熱ローラ15a、加圧ローラ15bからなる定着器15に導入され、装置上面の排紙トレー16に排出される。
【0010】
本実施形態では非磁性一成分トナーを用いた非接触現像による画像形成装置を対象としている。Y,M,C,Kの各トナーは、共通の負帯電熱可塑性ポリエステル樹脂に、顔料、ワックス、CCA、外添剤等を添加して混練後、粉砕分級する粉砕法により製造し、体積平均粒径6〜10μm(コールター社製、コールタマルチサイザーII(アパーチャー径100μm)で測定)の負帯電トナーを使用する。各色トナーの軟化点は分子量と比例関係にあり、混練条件によって変化する。
【0011】
樹脂を共通化することにより定着特性等の色間差は少なくできるが、顔料の違いにより、帯電性に色間差が生じる。帯電性の低いトナーは帯電性の高い他色のトナーに比べ、現像ローラに対する付着力が弱く、弱電界でも飛翔し易いためかぶりやトナー飛散が多くなるという問題が生じる。現像器として規制荷重を上げる等により帯電性を向上できるが、耐久時等に現像ローラ、規制ブレード、OPC等へのトナー融着(フィルミング)が発生しやすくなる等の弊害もある。
【0012】
ところで、フルカラーの画像形成においては、Y,M,C,Kの各色トナーにより形成したトナー転写像を定着器により一括して定着する。そのため、定着器の設定温度はY,M,C,K各色トナーのうち最も定着温度良好域が狭いトナーにより決まる。定着温度良好域の上限側は、トナーが溶融することによりヒートローラ側と紙側に泣き別れる高温オフセット、その影響で発生するヒートローラへの紙の巻き付き、トナーが明確に泣き別れるほどではないもののトナー像の表層が荒れるグロス(光沢度)むら等により決まるが、何れも高温オフセットに起因して決定される。
【0013】
図2は高温オフセット及びトナー飛散とワックス分散径の関係を説明する図である。
高温オフセットを改善する方法として、トナーにワックスを添加することで、定着時にヒートローラとトナー層間にワックスによる剥離効果を発現させる方法があり、ワックスの分散径(トナー中に分散したワックス粒子の径)を0.5〜2μmにすることで定着の高温オフセットが改善される。
【0014】
図示するように、ワックス分散径を0.5μm以上とすることで、高温オフセットの改善効果が得られた。またワックスの分散径が2μm超になると、高温オフセットの効果は得られるが、トナーを構成する樹脂粒子からのワックスの脱落が起きやすくなり、よりワックス主体の微粉(ワックス微粉)が発生しやすくなる。ワックス主体の1μm径前後の微粉が現像ローラに付着すると、トナーの現像ローラとの摩擦帯電を阻害し、トナーの帯電性が低下し、トナーの層形成ができなくなり、かぶりやトナー飛散が発生する。従って、ワックス分散径は0.5から2μmの範囲が高温オフセットの改善効果が得られるとともに、現像器からの飛散が少ないトナーを得ることができる。
【0015】
本実施形態では、ワックスの分散径を0.5〜2μmにして定着の高温オフセットを改善し、かつ帯電量が最も高いトナーに比して帯電量が低いトナーについて、ワックス微粉を少なくしてかぶりやトナー飛散を抑制する。
【0016】
帯電性が低いトナーの場合、トナーを構成している顔料、CCA、ワックス等を内包させた樹脂粒子からワックス微粉が脱落して当該微粉により現像ローラ上へのトナー層の形成が阻害されるため、かぶりやトナー飛散が多くなる。帯電性が高いトナーについてもワックス主体の微粉が過剰に多いとトナー層の形成が阻害され、かぶりやトナー飛散が発生するが、帯電性が低いトナーに比べ影響は軽微である。
【0017】
図3はトナー飛散とトナー帯電量、ワックス微粉量の関係を説明する図で、横軸はトナー帯電量、縦軸はトナー飛散の程度を表している。
カラートナーの場合、顔料の違いにより各色トナーの帯電性に違いが生じ、そのため、トナー飛散に差が生じる。図示するように、帯電量の低いトナーはトナー飛散が増え、さらにワックス微粉が多くなるとトナー飛散も増える。そこで、帯電性の低いトナーについては、樹脂粒子から脱落したワックス主体の微粉を分級でカットすることでかぶりや飛散を抑制することができる。ワックス主体の微粉は5μm径以下の体積割合を少なくすることで、カットすることができた。そこで、帯電量が最も高いトナーに比して帯電量が低いトナーについては、5μm径以下の体積割合を少なくすることで全体としてかぶりやトナー飛散を抑制することができる。
【0018】
図4はワックス主体の微粉量とトナーの粒径分布の関係を示す図である。
ワックス微粉量の管理は、直接的には、顕微鏡等で拡大し実際の個数をカウントすることで確認できる。また、上述したとおり、その径は1μm前後のため、コールターカウンター等の粒径測定器で測定した微粉量の粒径割合によっても確認できる。実験により、図示するように、5μm径以下のトナーの体積割合とワックス微粉量との間に強い相関が得られ、5μm径以下のトナーの体積割合でワックス微粉量を管理することができ、5μm径以下のトナーの体積割合を少なくすることでワックス主体の微粉をカットすることができる。
【0019】
以下に実施例を説明する。
本発明に用いられるトナーとしては、少なくとも着色剤、ワックス及び結着樹脂を含有し、必要に応じてその他を含有させることができる。
【0020】
(結着樹脂)
トナーに含有される結着樹脂としては、例えば、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル系単量体;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単量体等の単独重合体、それらの単量体等を2種以上組合わせた共重合体、又はそれらの混合物等の樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、特に、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル酸アルキル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリルニトリル共重合体、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が代表的な結着樹脂として好適に挙げられる。更には、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド樹脂等も好適に挙げられる。
【0021】
中でも特にポリエステル樹脂が好ましい。前記ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸、カルボン酸エステルおよびカルボン酸無水物等のカルボン酸成分を原料モノマーとする。ポリエステル樹脂は通常、アルコール成分とカルボン酸成分を不活性ガス雰囲気中に180 ℃〜250 ℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
前記ポリエステル樹脂の酸価は、着色剤の分散性を向上させるため10(KOHmg/g) 以上、好ましくは15(KOHmg/g) 以上であることが望ましく、トナーの耐環境性を悪化させないために30(KOHmg/g) 以下、好ましくは25(KOHmg/g) 以下であることが望ましい。
【0022】
酸価についてはJISK0070に準じた方法で測定することができる。
ポリエステル樹脂のガラス転移点は、トナーの耐久性の観点から55℃以上、好ましくは60℃以上であることが望ましい。ガラス転移点とは、示差走査熱量計(セイコー電子工業(株) 製DSC10 )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10℃/ 分で室温まで冷却したサンプルを、昇温速度10℃/ 分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ち上り部分からピークの頂点までの間で最大傾斜を示す接線との交点の温度をいう。
【0023】
(着色剤)
本発明に使用される着色剤としては、例えば、カーボンブラック:C.I, ピグメント・イエロー1、同3、同74、同97、同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、同13、同14、同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、同77、同79、 C.I, ディスパース・イエロー164 等の黄色染料:C.I, ピグメント・レッド48、同49:1、同53:1、同57、同57:1、同81、同122 、同5等の赤色もしくは紅色顔料:C.I, ソルベント・レッド49、同52、同58、同8等の赤色染料:C.I, ピグメント・ブルー15:3等の銅フタロシアニンおよびその誘導体の青色染顔料:C.I, ピグメント・グリーン、同36(フタロシアニン・グリーン)等の緑色顔料等が使用可能である。これらの染顔料は、単独で用いても2種以上混合しても良い。前記着色剤の使用量は、特に限定されないが、通常、結着樹脂100 に対して、2〜7程度であることが好ましい。
【0024】
(荷電制御剤;CCA)
本発明に使用される荷電制御剤は、ベンジル酸誘導体の金属塩およびサリチル酸誘導体の金属塩が挙げられる。
本発明に使用される前記ベンジル酸誘導体の金属塩およびサリチル酸誘導体の金属塩は、ともに無色であり、トナーに高い負帯電を与えることができる。また、ベンジル酸誘導体の金属塩は帯電の立ち上り性の向上に、サリチル酸の金属塩は帯電量のレベルアップにそれぞれ非常に効果がある。したがって両者を併用することにより、非磁性一成分現像法式の画像履歴、供給性を良好にすることができる。
荷電制御剤の添加量としては、荷電制御剤の導電性による帯電量の低下を防止するために、結着樹脂100 に対し3以下、好ましくは2以下が望ましい。
【0025】
(ワックス)
ワックスとしては、融点60〜120 ℃、より好ましくは70〜11O ℃が望ましい。融点が60℃以下ではトナーの凝集が発生することがある、120 ℃を超えると定着時でのワックスの染み出しが十分でなくオフセットが発生することがある。なお、前記融点は、示差走査熱量計により測定されたDSC 曲線で、吸熱ピーク温度を測定して得られた値である。
前記ワックスとしては、例えば、パラフィンワックスおよびその誘導体、モンタンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体が挙げられる。更には、アルコール系や脂肪酸系のワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド系ワックス等も挙げられる。これらのワックスは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0026】
(外添剤)
外添剤としては、二酸化ケイ素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等が挙げられるが、これらのなかでは、流動性および帯電性の付与の点からシリカ微粒子が好ましい。
【0027】
トナー物性の確認方法は以下の通りである。
(ワックス分散径の確認)
ワックス分散径は、トナーを無作為に10個抽出し透過型電子顕微鏡観察によりトナー中に分散しているワックスの大きさを測定し数値化した。
(トナーの軟化点)
トナーの軟化点温度は、フローテスター(CFT−500、島津製作所製〉を用いて約1gの試料を昇温速度6℃/ 分で加熱しながら、20kg/cmの荷重を与え、孔径1mm、高さ1mmのダイから押し出し、プランジャーの降下開始温度と降下終了温度の中間点に対応する温度を軟化点温度とした。
(トナー帯電量)
帯電量は2成分系トナーと同様にキャリア粒子とトナーを混合し、ブローオフ帯電量測定法で測定した。
【0028】
〔実施例1〕
(トナーの作製)
ポリニステル…90部
顔料…4部
ワックス…4部
CCA …2部
上記の組成の混合物を混練し、ジェット方式の粉砕機で粉砕した後、風力式分級機により、細粒・粗粒を分級し、YCMK各着色粒子を得た。
得られたYCMK各着色粒子100 部に対し、外添剤として、負帯電性シリカ2.5 部、負帯電性チタニア1.0 部を添加し表面処理することでトナーを得た。
得られたトナーで現像器を組立て、印字耐久試験を行ったところ、表1に示すように、トナー飛散、現僚ローラヘのトナーフィルミングが発生することなく12k枚の印字を終了することができた。また、そのトナーで定着試験を行ったところ、何れのトナーも145 ℃以上では十分な定着強度が得られ、YCK については195 ℃まで高温オフセットが発生することなく定着することができた。また、M については210 ℃までの確認の中では高温オフセットは発生しなかった。
【0029】
【表1】

Figure 2005017852
表中のオフセット開始温度は、表示温度まではオフセットが発生しなかったことを表す。また、未発生とは、210 ℃までの評価においてオフセットが発生しなかったことを表す。
【0030】
〔実施例2〕
実施例1と同様にしてYCMK各色のトナーを得た。
得られたトナーで現像器を組立て、印字耐久試験を行ったところ、表2に示すように、トナー飛散、現像ローラヘのトナーフィルミングが発生することなく12k枚の印字を終了することができた。また、そのトナーで定着試験を行ったところ、何れのトナーも145 ℃以上では十分な定着強度が得られ、CKについては195 ℃まで、M については200 ℃まで高温オフセットが発生することなく定着することができた。また、Y については210 ℃までの確認の中では高温オフセットは発生しなかった。
【0031】
【表2】
Figure 2005017852
〔比較例1〕
実施例1と同様にしてYCMK各色のトナーを得た。
得られたトナーで現像器を組立て、印字耐久試験を行ったところ、表3に示すように、YMはトナー飛散、現像ローラヘのトナーフィルミングが発生することなく12k枚の印字を終了することができたが、C については、耐久時には8k枚時点でトナー飛翔性不足が発生し、必要な画像濃度が得られなくなった。K については、組立て時にトナー飛散が発生し、耐久時には8k枚時点で印字の欠落が発生し、現像ローラを確認したところフィルミングが認められた。また、そのトナーで定着試験を行ったところ、何れのトナーも145 ℃以上では十分な定着強度が得られ、Y については195 ℃まで、CMK については210 ℃までの確認の中では高温オフセットは発生しなかった。
【0032】
【表3】
Figure 2005017852
【0033】
【発明の効果】
樹脂を共通化することにより定着特性等の色間差は少なくできるが、顔料の違いにより、帯電性に色間差が生じる。帯電性の低いトナーは帯電性の高い他色のトナーに比べ、かぶりやトナー飛散が多くなり、ワックス微粉が多くなると、一層かぶりやトナー飛散が発生する。そこで、5μm径以下の体積割合を少なくすることでワックス主体の微粉をカットし、かぶりやトナー飛散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態で使用する画像形成装置の例を説明する図である。
【図2】高温オフセット及びトナー飛散とワックス分散径の関係を説明する図である。
【図3】トナー飛散とトナー帯電量、ワックス微粉量の関係を説明する図である。
【図4】ワックス主体の微粉量とトナーの粒径分布の関係を示す図である。
【符号の説明】
1…感光体、2…露光器、3…ロータリ式現像器、4…現像ローラ、5…中間転写媒体、6…駆動ローラ、7…従動ローラ、8…1次転写ローラ、9…テンションローラ、10…用紙トレー、11…用紙繰り出しローラ、12…紙搬送路、13…2次転写ローラ、14…紙ガイド、15…定着器、16…排紙トレー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a full-color image forming method using pulverized toner.
[0002]
[Prior art]
In general, after a toner image obtained by exposing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier with a toner charged by a developing device is overlaid on an intermediate transfer medium and transferred onto paper in a batch An image forming apparatus that heats and fixes is known. As a toner used in such an image forming apparatus, a binder resin is used so that charging can be applied to the developing roller without filming and fixing can be performed in an appropriate temperature range as the apparatus. The thing which makes a softening point 110-160 degreeC and an acid value 10-40 is proposed (patent document 1).
[0003]
In addition, the number distribution of toner particles having a particle size of 4 μm or less is 30% by number or less and the charge amount is from | 5 | to | 50 | μC / g so that high transfer efficiency, cleaning properties, and toner scattering are improved. Has also been proposed (Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 6-42081
[Patent Document 2] Japanese Patent No. 2925431
[Problems to be solved by the invention]
By the way, Y, M, C, and K toners used in recent full-color image forming apparatuses are prepared from a kneading method in which resin, pigment, wax, CCA (Charge Control Agent), etc. are kneaded and then classified, or from a solution. Manufactured by a polymerization process that produces particles. However, when created under the same manufacturing conditions, color differences occur in the thermal characteristics, charging characteristics, fluidity, etc., so the developer configuration such as toner charge amount and development amount is made as similar as possible. There is a problem in that it is necessary to cope with each color, etc., and the parts cannot be shared, and high-precision adjustment is necessary. Also, the secondary transfer from the intermediate transfer medium to the paper and the subsequent fixing are performed in a batch on the toner with the colors overlaid. Therefore, if there is a difference between colors, the characteristics overlap. Since it is necessary to set the conditions, there is a problem that the favorable range of the conditions to be set becomes very narrow. Further, in the toner using a common resin, a difference in chargeability occurs due to the influence of a pigment or the like, which causes a problem of fogging and toner scattering. These points are not mentioned in Patent Document 1 and Patent Document 2.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use a toner with a common resin and reduce fogging and toner scattering.
Therefore, the present invention provides a method for forming a full color image using a plurality of pulverized toners in which the diameter of wax particles dispersed in the toner is 0.5 to 2 μm and the volume average particle diameter is 6 to 10 μm. The toner having a low charge amount as compared with the highest toner is characterized in that the volume ratio of a diameter of 5 μm or less is reduced.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus used in the present embodiment.
The photoreceptor 1 is uniformly charged by a charger (not shown), and an electrostatic latent image is formed by image exposure from the exposure device 2. A rotary developing unit 3 for developing toner on an electrostatic latent image has developing units of four colors Y, M, C, and K, and the developing roller 4 of each unit is positioned on the photosensitive member by intermittent rotation of the rotary developing unit. In this position, toner development is performed facing the photoreceptor 1 at that position. An intermediate transfer medium 5 stretched by a driving roller 6, a driven roller 7, a primary transfer roller 8, a tension roller 9 and the like is separated from and abutted on the photosensitive member 1 at the position of the primary transfer roller 8, and is placed on the photosensitive member. The formed toner image is transferred to the intermediate transfer medium 5 (primary transfer), and four colors are superimposed on the intermediate transfer medium.
[0009]
A secondary transfer roller 13 that is in contact with the intermediate transfer medium 5 is provided at a position facing the drive roller 6 (also serving as a secondary transfer backup roller), and four color toner images on the intermediate transfer medium are provided at this position. Are collectively transferred (secondary transfer). That is, the paper fed from the paper tray 10 by the paper feed roller 11 is conveyed to the position of the secondary transfer roller 13 through the paper conveyance path 12. While the color transfer is being performed on the intermediate transfer medium (during the primary transfer), the secondary transfer roller 13 is separated from the intermediate transfer medium. When applied, a four-color toner image is collectively transferred from the intermediate transfer medium to the paper (secondary transfer). The sheet after the secondary transfer passes through a paper guide 14 and is introduced into a fixing device 15 including a heating roller 15a and a pressure roller 15b, and is discharged to a discharge tray 16 on the upper surface of the apparatus.
[0010]
The present embodiment is intended for an image forming apparatus using non-contact development using a non-magnetic one-component toner. Y, M, C, and K toners are manufactured by a pulverization method in which pigments, waxes, CCA, external additives, and the like are added to a common negatively charged thermoplastic polyester resin, kneaded, and then pulverized and classified. A negatively charged toner having a particle diameter of 6 to 10 μm (measured by Coulter Multisizer II (aperture diameter: 100 μm) manufactured by Coulter, Inc.) is used. The softening point of each color toner is proportional to the molecular weight and varies depending on the kneading conditions.
[0011]
By using a common resin, the difference in color such as fixing characteristics can be reduced, but the difference in color causes a difference in color between the charging properties. A toner with low chargeability has a weaker adhesion to the developing roller than other color toners with high chargeability, and it tends to fly even in a weak electric field, resulting in increased fog and toner scattering. Although the chargeability can be improved by increasing the regulation load as a developing device, there is a problem that toner fusion (filming) to the developing roller, regulation blade, OPC, etc. is likely to occur during durability.
[0012]
By the way, in full-color image formation, toner transfer images formed with Y, M, C, and K color toners are collectively fixed by a fixing device. For this reason, the set temperature of the fixing device is determined by the toner having the narrowest fixing temperature range among the Y, M, C, and K color toners. The upper limit of the good fixing temperature range is high temperature offset that causes the toner to melt into the heat roller and the paper side, paper wrapping around the heat roller caused by the effect, and the toner does not cry clearly It is determined by gloss (glossiness) unevenness or the like where the surface layer of the toner image is rough, but all are determined due to high temperature offset.
[0013]
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between high temperature offset, toner scattering, and wax dispersion diameter.
As a method for improving the high temperature offset, there is a method in which a wax is added to the toner so that a peeling effect by the wax is expressed between the heat roller and the toner layer at the time of fixing. The dispersion diameter of the wax (the diameter of the wax particles dispersed in the toner). ) Of 0.5 to 2 μm improves the high temperature offset of fixing.
[0014]
As shown in the figure, the effect of improving the high temperature offset was obtained by setting the wax dispersion diameter to 0.5 μm or more. If the dispersion diameter of the wax exceeds 2 μm, the effect of high temperature offset can be obtained, but the wax is likely to fall off from the resin particles constituting the toner, and the wax-based fine powder (wax fine powder) is more likely to be generated. . When the fine powder having a diameter of about 1 μm mainly composed of wax adheres to the developing roller, it inhibits the frictional charging of the toner with the developing roller, the toner chargeability is lowered, the toner layer cannot be formed, and fogging and toner scattering occur. . Accordingly, when the wax dispersion diameter is in the range of 0.5 to 2 μm, the effect of improving the high temperature offset can be obtained, and a toner with less scattering from the developing device can be obtained.
[0015]
In this embodiment, the wax dispersion diameter is set to 0.5 to 2 μm to improve the high-temperature offset of the fixing, and for the toner having a lower charge amount compared to the toner having the highest charge amount, the amount of the wax is reduced to reduce the fog. And suppress toner scattering.
[0016]
In the case of a toner with low chargeability, fine wax particles fall off from the resin particles containing the pigment, CCA, wax, etc. constituting the toner, and the fine powder inhibits formation of the toner layer on the developing roller. , Fogging and toner scattering increase. Even if the toner has high chargeability, if the amount of fine powder mainly composed of wax is excessive, the formation of the toner layer is hindered and fogging and toner scattering occur. However, the influence is less than that of toner with low chargeability.
[0017]
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between toner scattering, toner charge amount, and wax fine powder amount. The horizontal axis represents the toner charge amount and the vertical axis represents the degree of toner scattering.
In the case of a color toner, a difference in chargeability of each color toner occurs due to a difference in pigment, and therefore a difference in toner scattering occurs. As shown in the figure, toner with a low charge amount increases toner scattering, and when the amount of fine wax powder increases, toner scattering also increases. Therefore, for toner with low chargeability, fogging and scattering can be suppressed by classifying the wax-based fine powder that has fallen off from the resin particles. The fine powder mainly composed of wax could be cut by reducing the volume ratio of 5 μm diameter or less. Therefore, as for the toner having a low charge amount as compared with the toner having the highest charge amount, fogging and toner scattering can be suppressed as a whole by reducing the volume ratio of the diameter of 5 μm or less.
[0018]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of fine powder mainly composed of wax and the particle size distribution of the toner.
The control of the amount of fine wax powder can be confirmed directly by enlarging with a microscope or the like and counting the actual number. Moreover, as mentioned above, since the diameter is around 1 μm, it can be confirmed by the particle size ratio of the fine powder amount measured by a particle size measuring device such as a Coulter counter. As shown in the figure, a strong correlation is obtained between the volume ratio of toner having a diameter of 5 μm or less and the amount of fine wax powder, and the amount of wax fine powder can be controlled by the volume ratio of toner having a diameter of 5 μm or less. By reducing the volume ratio of the toner having a diameter equal to or less than that, the fine powder mainly composed of wax can be cut.
[0019]
Examples will be described below.
The toner used in the present invention contains at least a colorant, a wax, and a binder resin, and may contain others as necessary.
[0020]
(Binder resin)
Examples of the binder resin contained in the toner include styrenes such as styrene and chlorostyrene; monoolefins such as ethylene, propylene, butadiene, and isoprene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate. , Acrylic monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate; α-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate and butyl methacrylate; vinyl methyl ether and vinyl ethyl Homopolymers of monomers such as vinyl ethers such as ether and vinyl butyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and vinyl isopropenyl ketone, and combinations of two or more of these monomers Such as copolymers or mixtures thereof. Butter, and the like. Among these resins, typical examples include polystyrene resins, styrene-alkyl acrylate alkyl copolymers, styrene-alkyl methacrylate copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, polyethylene resins, and polypropylene resins. A preferred example of the resin is a resin. Furthermore, a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a silicon resin, a polyamide resin and the like are also preferable.
[0021]
Of these, polyester resins are particularly preferred. The polyester resin uses an alcohol component and a carboxylic acid component such as a carboxylic acid, a carboxylic acid ester, and a carboxylic acid anhydride as raw material monomers. The polyester resin can be usually produced by polycondensation of an alcohol component and a carboxylic acid component in an inert gas atmosphere at a temperature of 180 ° C to 250 ° C.
The acid value of the polyester resin is desirably 10 (KOHmg / g) or more, preferably 15 (KOHmg / g) or more in order to improve the dispersibility of the colorant, so as not to deteriorate the environmental resistance of the toner. It is 30 (KOHmg / g) or less, preferably 25 (KOHmg / g) or less.
[0022]
The acid value can be measured by a method according to JISK0070.
The glass transition point of the polyester resin is 55 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, from the viewpoint of toner durability. The glass transition point is raised to 100 ° C. using a differential scanning calorimeter (DSC10 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.), left at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min. When the sample was heated at a heating rate of 10 ° C / min and the thermal history was measured, the maximum slope between the extension of the baseline below the glass transition point and the peak rising portion to the peak apex was obtained. The temperature at the intersection with the indicated tangent.
[0023]
(Coloring agent)
Examples of the colorant used in the present invention include carbon black: C.I. I, Pigment Yellow 1, 3, 3, 74, 97, 98, etc. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments: C.I. I, Pigment Yellow 12, 13, 13, 17, etc. Acetoacetic Arylamide Disazo Yellow Pigment: C.I. I, Solvent Yellow 19, 77, 79, C.I. Yellow dyes such as I, Disperse Yellow 164, etc .: C.I. Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5 etc. Red or red pigment: C.I. Red dyes such as I, Solvent Red 49, 52, 58, 8; I. Pigment Blue 15: 3 and other copper phthalocyanines and their blue dyes: C.I. Green pigments such as I, Pigment Green, and 36 (phthalocyanine green) can be used. These dyes and pigments may be used alone or in combination of two or more. The amount of the colorant used is not particularly limited, but it is usually preferably about 2 to 7 with respect to the binder resin 100 1.
[0024]
(Charge control agent; CCA)
Examples of the charge control agent used in the present invention include metal salts of benzylic acid derivatives and metal salts of salicylic acid derivatives.
Both the metal salt of the benzylic acid derivative and the metal salt of the salicylic acid derivative used in the present invention are colorless and can give a high negative charge to the toner. In addition, the metal salt of benzylic acid derivative is very effective in improving the rise of charge, and the metal salt of salicylic acid is very effective in increasing the level of charge. Therefore, by using both in combination, it is possible to improve the image history and supply ability of the non-magnetic one-component development method.
The addition amount of the charge control agent is 3 or less, preferably 2 or less with respect to the binder resin 100 in order to prevent a decrease in the charge amount due to the conductivity of the charge control agent.
[0025]
(wax)
The wax preferably has a melting point of 60 to 120 ° C, more preferably 70 to 110 ° C. When the melting point is 60 ° C. or lower, toner aggregation may occur. When the melting point is higher than 120 ° C., the wax may not ooze out during fixing and offset may occur. The melting point is a value obtained by measuring the endothermic peak temperature with a DSC curve measured by a differential scanning calorimeter.
Examples of the wax include paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, and polyolefin wax and derivatives thereof. Furthermore, alcohol-based and fatty acid-based waxes, animal-based waxes, mineral-based waxes, ester waxes, acid amide-based waxes and the like can also be mentioned. These waxes may be used alone or in combination of two or more.
[0026]
(External additive)
Examples of the external additive include silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), aluminum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, cerium oxide, iron oxide, copper oxide, and tin oxide. Silica fine particles are preferable from the viewpoint of imparting properties and charging properties.
[0027]
The confirmation method of toner physical properties is as follows.
(Confirmation of wax dispersion diameter)
The wax dispersion diameter was quantified by randomly extracting ten toners and measuring the size of the wax dispersed in the toner by observation with a transmission electron microscope.
(Toner softening point)
The softening point temperature of the toner is such that a load of 20 kg / cm 2 is applied while heating a sample of about 1 g at a temperature rising rate of 6 ° C./min using a flow tester (CFT-500, manufactured by Shimadzu Corporation), Extrusion was performed from a die having a height of 1 mm, and the temperature corresponding to the midpoint between the descending start temperature and the descending end temperature of the plunger was defined as the softening point temperature.
(Toner charge amount)
The charge amount was measured by mixing the carrier particles and the toner in the same manner as the two-component toner and measuring the blow-off charge amount.
[0028]
[Example 1]
(Production of toner)
Polynistel ... 90 parts Pigment ... 4 parts Wax ... 4 parts CCA ... 2 parts After kneading the mixture of the above composition and pulverizing with a jet type pulverizer, fine particles and coarse particles are classified with a wind classifier, YCMK colored particles were obtained.
To 100 parts of the obtained YCMK colored particles, 2.5 parts of negatively chargeable silica and 1.0 part of negatively chargeable titania were added as external additives and surface-treated to obtain a toner.
When the developer was assembled with the obtained toner and subjected to a printing durability test, as shown in Table 1, printing of 12k sheets could be completed without causing toner scattering and toner filming on the working roller. It was. Further, when a fixing test was conducted with the toner, all the toners had a sufficient fixing strength at 145 ° C. or higher, and YCK could be fixed up to 195 ° C. without causing a high temperature offset. For M 1, high temperature offset did not occur in the confirmation up to 210 ° C.
[0029]
[Table 1]
Figure 2005017852
The offset start temperature in the table represents that no offset occurred until the display temperature. Further, “not generated” means that no offset occurred in the evaluation up to 210 ° C.
[0030]
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, toners of each color of YCMK were obtained.
A developer was assembled with the obtained toner and a printing durability test was conducted. As shown in Table 2, printing of 12k sheets could be completed without causing toner scattering and toner filming on the developing roller. . Further, when a fixing test was performed with the toner, all the toners had a sufficient fixing strength at 145 ° C. or higher, and the toner was fixed to 195 ° C. for CK and 200 ° C. for M 2 without high temperature offset. I was able to. For Y 1, high temperature offset did not occur in the confirmation up to 210 ° C.
[0031]
[Table 2]
Figure 2005017852
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, toners of each color of YCMK were obtained.
When the developer was assembled with the obtained toner and a printing durability test was performed, as shown in Table 3, YM could finish printing 12k sheets without causing toner scattering and toner filming on the developing roller. However, with regard to C 1, the toner flying performance was insufficient at the time of 8k sheets at the end of durability, and the necessary image density could not be obtained. With respect to K 2, toner scattering occurred during assembly, lack of printing occurred at the time of 8k sheets during endurance, and filming was observed when the developing roller was checked. In addition, when a fixing test was performed with the toner, sufficient fixing strength was obtained for all toners at 145 ° C. or higher, and high temperature offset occurred in Y 1 up to 195 ° C. and CMK up to 210 ° C. I did not.
[0032]
[Table 3]
Figure 2005017852
[0033]
【The invention's effect】
By using a common resin, the difference in color such as fixing characteristics can be reduced, but the difference in color causes a difference in color between the charging properties. A toner with low chargeability causes more fog and toner scattering than other color toners with high chargeability, and more fog and toner scattering occur when the amount of fine wax powder increases. Therefore, by reducing the volume ratio of 5 μm diameter or less, it is possible to cut wax-based fine powder and suppress fogging and toner scattering.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus used in the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between high temperature offset, toner scattering, and wax dispersion diameter.
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between toner scattering, toner charge amount, and wax fine powder amount.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of fine powder mainly composed of wax and the particle size distribution of toner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoconductor, 2 ... Exposure device, 3 ... Rotary developing device, 4 ... Developing roller, 5 ... Intermediate transfer medium, 6 ... Driving roller, 7 ... Driven roller, 8 ... Primary transfer roller, 9 ... Tension roller, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Paper tray, 11 ... Paper feeding roller, 12 ... Paper conveyance path, 13 ... Secondary transfer roller, 14 ... Paper guide, 15 ... Fixing device, 16 ... Paper discharge tray

Claims (1)

トナー中に分散したワックス粒子の径が0.5〜2μmで、体積平均粒径が6〜10μmである複数色の粉砕トナーを用いたフルカラー画像形成方法において、帯電量が最も高いトナーに比して帯電量が低いトナーについて、5μm径以下の体積割合を少なくすることを特徴とする画像形成方法。In a full color image forming method using a multi-colored pulverized toner in which the diameter of wax particles dispersed in the toner is 0.5 to 2 μm and the volume average particle diameter is 6 to 10 μm, compared with the toner having the highest charge amount. An image forming method characterized by reducing the volume ratio of a diameter of 5 μm or less for a toner having a low charge amount.
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