JP2014035462A - Toner and image forming apparatus - Google Patents

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滋章 田坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner capable of sufficient plastic deformation even at low pressure in a non-heating or low-temperature condition, and an image forming apparatus using the toner.SOLUTION: A toner contains a binder resin 4, and a soft material 5 comprising at least one of wax and an elastic material; the soft material 5 is dispersed in the binder resin 4 in a particulate shape, and has the average inter-particle distance of 330 nm or less that is defined as the average value of the closest inter-particle distances D between particles of the soft material 5.

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナー及び画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a toner and an image forming apparatus used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine.

電子写真方式の画像形成装置(例えばプリンタ)には、記録部材(記録紙又は用紙)上に形成されたトナー像を熱溶融することによって用紙上に定着させる定着装置が備えられている。この定着装置の一例として、特許文献1に示されるように、定着ローラと加圧ローラとから構成されるローラ対方式の定着装置が知られている。   An electrophotographic image forming apparatus (for example, a printer) includes a fixing device that fixes a toner image formed on a recording member (recording paper or paper) onto the paper by heat melting. As an example of this fixing device, as disclosed in Patent Document 1, a roller-pair type fixing device including a fixing roller and a pressure roller is known.

定着ローラは、アルミなどの金属製中空芯金の表面に弾性層が形成されたローラ部材であり、この芯金の内部に熱源としてハロゲンランプが配置された構成である。そして、温度制御装置が、定着ローラ表面に設けられた温度センサから出力される信号に基づいてハロゲンランプをオン/オフ制御することによって、定着ローラ表面の温度を制御する。   The fixing roller is a roller member in which an elastic layer is formed on the surface of a hollow metal core made of metal such as aluminum, and a halogen lamp is arranged as a heat source inside the core metal. Then, the temperature control device controls the temperature of the fixing roller surface by controlling the halogen lamp on / off based on a signal output from a temperature sensor provided on the surface of the fixing roller.

加圧ローラは、芯金上に被覆層としてシリコンゴムなどの耐熱性弾性層を設けたローラ部材である。この加圧ローラは、定着ローラ周面に対して圧接され、加圧ローラの上記弾性層の弾性変形によって、定着ローラと加圧ローラとの間にニップ領域が形成される。   The pressure roller is a roller member in which a heat-resistant elastic layer such as silicon rubber is provided as a coating layer on a cored bar. The pressure roller is pressed against the peripheral surface of the fixing roller, and a nip region is formed between the fixing roller and the pressure roller by elastic deformation of the elastic layer of the pressure roller.

上記の構成において、定着装置では、未定着のトナー像が形成された用紙を定着ローラと加圧ローラとの間のニップ領域に挟み込み、これら両ローラを回転させることによって上記用紙を搬送するとともに、定着ローラ周面の熱により用紙上のトナー像を溶融させて用紙に定着させる。   In the above configuration, the fixing device sandwiches the paper on which the unfixed toner image is formed in the nip region between the fixing roller and the pressure roller, and conveys the paper by rotating both the rollers, The toner image on the sheet is melted and fixed on the sheet by the heat of the peripheral surface of the fixing roller.

しかし、従来のローラ対方式は、朝一電源投入直後は、定着ローラ及び加圧ローラは、室温状態にあるため、電源ON後、所定温度にまで上昇させる必要があるため、ウォームアップ時間を要する。また、コピー動作が行われていない大気状態では、ローラ表面を所定温度に保持する必要があるため、コピー動作が行われていない時も常に加熱していなければならない。これらコピー動作以外に、無駄なエネルギーを消費する。   However, in the conventional roller pair system, immediately after the power is turned on in the morning, the fixing roller and the pressure roller are at room temperature. Further, in the atmospheric state where the copying operation is not performed, the roller surface needs to be maintained at a predetermined temperature. Therefore, the heating must always be performed even when the copying operation is not performed. In addition to these copying operations, useless energy is consumed.

このような問題を解決するために、特許文献2には、高密度酸化ポリエチレンを芯物質とし、電気的絶縁性樹脂からなる外殻を有するトナーが開示されている。   In order to solve such a problem, Patent Document 2 discloses a toner having a high-density oxidized polyethylene as a core material and an outer shell made of an electrically insulating resin.

特開平11−38802号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-38802 特公昭60−27977号公報Japanese Patent Publication No. 60-27977

しかしながら、特許文献2記載のトナーにおいては、ポリエチレンワックスはポリマー材料の中で比較的ひずみ軟化特性が強く圧力定着には適しているが、それを単にカプセル化するだけでは限界が有る。そのため、保存性を保ちながら低荷重でも十分な定着性が得るという目標を達成することはできない。   However, in the toner described in Patent Document 2, polyethylene wax has a relatively high strain softening property among polymer materials and is suitable for pressure fixing, but there is a limit to simply encapsulating it. For this reason, it is impossible to achieve the goal of obtaining sufficient fixability even at a low load while maintaining storability.

そこで、本発明では、上記課題を解決するため、非加熱又は低温条件下において圧力を主体とした定着を行う際に、低い圧力でも十分に塑性変形可能で保存性に優れたトナーを提供するとともに、このトナーを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。   Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides a toner that is sufficiently plastically deformable even at a low pressure and has excellent storage stability when performing fixing mainly under pressure under non-heating or low-temperature conditions. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using this toner.

上記問題点を解決するために、本発明に係るトナーは、結着樹脂と、ワックス及び弾性材のうちの少なくとも1種からなる軟質材とを含有し、前記軟質材は前記結着樹脂中に粒子状に分散され、前記軟質材粒子同士の最も近い粒子間距離(以下、粒子間距離と略す)の平均値として規定される平均粒子間距離が330nm以下であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the toner according to the present invention contains a binder resin and a soft material composed of at least one of wax and elastic material, and the soft material is contained in the binder resin. The average interparticle distance, which is dispersed in the form of particles and defined as the average value of the closest interparticle distances between the soft material particles (hereinafter abbreviated as interparticle distance), is 330 nm or less.

上記構成によれば、平均粒子間距離を330nm以下とすることで、弱い圧力でも全面的にトナーを塑性変形させることができるとともに、良好な保存性を得ることが可能となる。すなわち、単体のトナー粒子に応力を加えると、その応力は粒子中を抵抗なく伝わってトナー粒子は破壊する。しかし、ワックス等の軟質材が結着樹脂中に粒子状に分散した状態で存在すると、応力を受けて軟質材が変形することにより、その軟質材周辺に応力が分散される。特に軟質材の平均粒子間距離が330nm以下になると、その応力の分散が連続的となり、所定の応力に対して粒子全体が一様に塑性変形するようになる。これにより、定着性に優れたトナーを提供することができる。   According to the above configuration, by setting the average interparticle distance to 330 nm or less, the toner can be plastically deformed entirely even at a low pressure, and good storage stability can be obtained. That is, when stress is applied to a single toner particle, the stress is transmitted through the particle without resistance, and the toner particle is destroyed. However, if a soft material such as wax is present in a state of being dispersed in the binder resin in a particulate state, the soft material is deformed by receiving stress, so that the stress is dispersed around the soft material. In particular, when the average interparticle distance of the soft material is 330 nm or less, the dispersion of the stress becomes continuous, and the entire particle is uniformly plastically deformed with respect to a predetermined stress. Thereby, a toner excellent in fixing property can be provided.

軟質材は、ワックス又は弾性材を単独で使用することができる。また、ワックス及び弾性材を併用することも可能である。この場合、結着樹脂中に、ワックス粒子と弾性材粒子とが混在した状態で分散する。したがって、粒子間距離としては、ワックス粒子、弾性材粒子の種類に関係なく、最も近い粒子間の距離となる。   As the soft material, a wax or an elastic material can be used alone. It is also possible to use a wax and an elastic material in combination. In this case, the wax particles and the elastic material particles are dispersed in the binder resin in a mixed state. Therefore, the interparticle distance is the closest interparticle distance regardless of the types of wax particles and elastic material particles.

平均粒子間距離は、80nm以上であるのが好ましい。平均粒子間距離が80nm未満では、結着樹脂中に分散した軟質材粒子の平均粒子半径が小さくなりすぎて応力を受けた際に、応力の分散効果が小さくなる可能性がある。   The average interparticle distance is preferably 80 nm or more. If the average interparticle distance is less than 80 nm, the effect of dispersing the stress may be reduced when the average particle radius of the soft material particles dispersed in the binder resin becomes too small and stress is applied.

軟質材は、粒子間距離のばらつき度合いが小さいのが好ましい。具体的に、軟質材の粒子間距離の標準偏差を平均粒子間距離で除した値として規定される粒子間距離のばらつき度合いを31以下とするのが好ましい。粒子間距離のばらつき度合いが大きくなると、本発明が目的とする応力の分散が連続的とはならず、塑性変形しない部分が生じる可能性がある。   The soft material preferably has a small degree of variation in the interparticle distance. Specifically, it is preferable that the degree of variation in the interparticle distance defined as a value obtained by dividing the standard deviation of the interparticle distance of the soft material by the average interparticle distance is 31 or less. When the degree of variation in the interparticle distance increases, the stress distribution intended by the present invention may not be continuous, and a portion that does not undergo plastic deformation may occur.

軟質材の配合量は、トナー全体に対して12重量%〜30重量%とするのが好ましく、12重量%よりも少ないとトナー全体を塑性変形させにくくなり、30重量%よりも多くなると、トナーの保存性や顔料等に悪影響を及ぼすおそれが生じる。   The blending amount of the soft material is preferably 12% by weight to 30% by weight with respect to the whole toner. When the amount is less than 12% by weight, the whole toner is hardly plastically deformed. This may adversely affect the storability and pigments.

軟質材として少なくともワックスを用いる場合、ワックスは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量が2000以下であることが好ましく、1000以下であることがより好ましい。分子量が小さくなることで、トナーの硬度を下げることができ、低い圧力で全面的にトナーが流動化することで優れた定着性を発揮することができる。なお、ワックスとしては保存性の観点から、トナー使用温度範囲において固形であることが望ましく、そのためにはワックス重量平均分子量としては500以上であることが好ましい。   When at least a wax is used as the soft material, the wax preferably has a weight average molecular weight of 2000 or less, more preferably 1000 or less, as measured by gel permeation chromatography (GPC). When the molecular weight is reduced, the hardness of the toner can be lowered, and the toner can be fluidized entirely at a low pressure, so that excellent fixability can be exhibited. The wax is desirably solid in the toner use temperature range from the viewpoint of storage stability. For this purpose, the wax weight average molecular weight is preferably 500 or more.

さらに、ワックスの形状は、トナー中に分散された状態において略球形であることが好ましい。通常、多量の離型剤を配合した場合、分散形状は混練機の回転方向に力を受けるため、細長い棒状の形状になりやすい。その場合、トナーに応力がかかった場合に離型剤での応力分散の働きが不十分になる。しかし、略球形にすると、応力の集中を十分拡散することができ、良好な定着性を得ることが可能となる。分散粒子を略球形にするには、例えば、混練機の吐出後にトナーを徐冷(アニーリング)するか、あるいは、通常の冷却後に加熱及び冷却することで可能である。   Furthermore, the shape of the wax is preferably substantially spherical when dispersed in the toner. Usually, when a large amount of a release agent is blended, the dispersion shape receives a force in the rotation direction of the kneader, so that it tends to be an elongated rod shape. In that case, when the toner is stressed, the function of stress dispersion by the release agent becomes insufficient. However, when the shape is substantially spherical, the stress concentration can be sufficiently diffused, and good fixability can be obtained. In order to make the dispersed particles substantially spherical, for example, the toner is gradually cooled (annealed) after discharging from the kneader, or heated and cooled after normal cooling.

上記構成のトナーは、粉末化した状態でそのまま使用することができるほか、上記構成のトナーをコアとし、コアよりも硬度又はカラス転移点(Tg)の高い樹脂をシェルとしたカプセル構造化したものを使用することもできる。これにより、保存性と定着性を良好に維持することが可能となる。   The toner having the above structure can be used as it is in a powdered state, and has a capsule structure in which the toner having the above structure is used as a core, and a resin having a higher hardness or crow transition point (Tg) than the core. Can also be used. As a result, it is possible to maintain storability and fixability satisfactorily.

上述したトナーを用いた画像形成装置は、トナーを記録部材上にのせた後、線圧が5kgf/cm〜30kgf/cmという低い圧力で、かつ、非加熱又は低温条件下で、トナーを定着することが可能となる。また、上述したトナーを用いた画像形成装置は、トナーを記録部材上にのせた後、定着温度が80℃以下になるように制御することができる。すなわち、低温での定着が可能となる。従って、消費電力を抑えることができ、さらに、起動してから画像形成可能になるまでの時間を短縮化することが可能となる。   In the image forming apparatus using the toner described above, after the toner is placed on the recording member, the toner is fixed under a low linear pressure of 5 kgf / cm to 30 kgf / cm and under non-heating or low temperature conditions. It becomes possible. Further, the image forming apparatus using the toner described above can be controlled so that the fixing temperature becomes 80 ° C. or less after the toner is placed on the recording member. That is, fixing at a low temperature is possible. Therefore, power consumption can be suppressed, and further, the time from the start to the time when image formation becomes possible can be shortened.

以上のように、本発明によれば、軟質材を結着樹脂中に粒子状に分散させ、軟質材粒子同士の平均粒子間距離を330nm以下としたため、非加熱又は低温条件下において圧力を主体とした定着を行う際に、低い圧力でも十分に塑性変形可能で保存性に優れたトナーを得ることができる。   As described above, according to the present invention, the soft material is dispersed in the binder resin in the form of particles, and the average interparticle distance between the soft material particles is set to 330 nm or less. When fixing is performed, a toner that can be sufficiently plastically deformed even at a low pressure and has excellent storage stability can be obtained.

本発明の画像形成装置の要部を示す概略図Schematic showing the main part of the image forming apparatus of the present invention 本発明のトナーに応力が作用した状態を示す模式図Schematic diagram showing a state in which stress is applied to the toner of the present invention

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の画像形成装置の要部を示す概略図である。画像形成装置は、定着ローラ1と圧力ローラ2とを有する定着装置を備えている。本実施形態の画像形成装置では、中間転写ベルト(図示せず)によってトナー3の像が記録部材Pに転写されたのち、記録部材Pが定着ローラ1と圧力ローラの間を通過することによってトナー3像が記録部材P上に定着される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a main part of the image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus includes a fixing device having a fixing roller 1 and a pressure roller 2. In the image forming apparatus of the present embodiment, the toner 3 is transferred between the fixing roller 1 and the pressure roller after the image of the toner 3 is transferred to the recording member P by an intermediate transfer belt (not shown). Three images are fixed on the recording member P.

未定着のトナー画像は、たとえば、非磁性トナーを含む非磁性1成分現像剤、非磁性トナーおよびキャリアを含む非磁性2成分現像剤、磁性トナーを含む磁性現像剤などの現像剤に含まれるトナーで形成される。   An unfixed toner image is, for example, a toner contained in a developer such as a non-magnetic one-component developer containing a non-magnetic toner, a non-magnetic two-component developer containing a non-magnetic toner and a carrier, and a magnetic developer containing a magnetic toner. Formed with.

次にトナーの材料について説明する。トナーの結着樹脂4は特に限定されないが、例えば、環状オレフィン樹脂を用いることができる。当該樹脂は非極性であり、ワックス等の分散剤を多く配合することが可能であるため、好ましい。使用したオレフィン樹脂は特開2000−066438に詳しく述べられている。   Next, the toner material will be described. The toner binder resin 4 is not particularly limited, and for example, a cyclic olefin resin can be used. This resin is preferable because it is nonpolar and can contain a large amount of a dispersant such as wax. The olefin resin used is described in detail in JP-A-2000-066438.

結着樹脂としての環状オレフィン樹脂について詳述すると、当該樹脂は、炭素数が2〜12、好ましくは2〜6の低級アルケン、例えばエチレン、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、ノルボルネン、テトラシクロドデセン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキセン等の少なくとも1つの二重結合を有する炭素数が3〜17、好ましくは5〜12の環式及び/又は多環式化合物(環状(シクロ)オレフィン)、特に好ましくはノルボルネン又はテトラシクロドデセンとの共重合体であり無色透明で高い光透過率を有するものである。   The cyclic olefin resin as the binder resin will be described in detail. The resin is a lower alkene having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, for example, α-olefins such as ethylene, propylene and butylene (in a broad sense, acyclic). Olefins) and cyclic and / or polycyclic compounds having 3 to 17, preferably 5 to 12 carbon atoms having at least one double bond such as norbornene, tetracyclododecene, dicyclopentadiene, cyclohexene, etc. A cyclic (cyclo) olefin), particularly preferably a copolymer with norbornene or tetracyclododecene, which is colorless and transparent and has a high light transmittance.

この環状構造を有するオレフィン系重合体は、例えばメタロセン系触媒、チーグラー系触媒及びメタセシス重合(metathese polymerization)、すなわち二重結合開放(double bond opening)及び開環重合反応のための触媒を用いた重合法により得られる重合体である。この構造を有するオレフィン系重合体の合成例としては特開平5−339327号公報、特開平5−9223号公報、特開平6−271628号公報、ヨーロッパ特許出願公開(A)第203799号明細書、同第407870号明細書、同第283164号明細書、同第156464号明細書及び特開平7−253315号公報等に開示されている。   Olefin-based polymers having this cyclic structure include, for example, metallocene-based catalysts, Ziegler-based catalysts, and metathese polymerizations, that is, heavy polymers using catalysts for double bond opening and ring-opening polymerization reactions. It is a polymer obtained by a legal method. Examples of the synthesis of the olefin polymer having this structure include JP-A-5-339327, JP-A-5-9223, JP-A-6-271628, European Patent Application Publication (A) No. 203799, No. 407870, No. 283164, No. 156464, JP-A-7-253315, and the like.

これらによると、上記環状オレフィンの1種類以上のモノマーを場合によっては1種類の上記非環式オレフィン−モノマーと−78〜150℃、好ましくは20〜80℃で圧力0.01〜64バールでアルミノキサン等の共触媒とたとえばジルコニウムあるいはハフニムよりなるメタロセンの少なくとも1種類からなる触媒の存在において重合することにより得られる。他の有用な重合体はヨーロッパ特許出願公開(A)第317262号明細書に記載されており、水素化重合体及びスチレンとジシクロペンタジエンとの共重合体も使用できる。   According to these, one or more monomers of the above cyclic olefin are optionally combined with one of the above acyclic olefin-monomers and -78 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C. and a pressure of 0.01 to 64 bar and an aluminoxane. It is obtained by polymerizing in the presence of a catalyst comprising at least one metallocene comprising, for example, zirconium or hafnium. Other useful polymers are described in European Patent Application (A) 317262, and hydrogenated polymers and copolymers of styrene and dicyclopentadiene can also be used.

脂肪族又は芳香族炭化水素の不活性炭化水素にメタロセン触媒が溶解された状態で、メタロセン触媒が活性化されるため、例えばメタロセン触媒をトルエンに溶かし溶剤中で予備活性及び反応が行われる。環状構造を有するオレフィン系重合体の重要な性質は、軟化点、融点、粘度、誘電特性、非オフセット温度域及び透明度である。これらはモノマー/コモノマー、即ちコポリマー中のモノマー相互の比、分子量、分子量分布、ハイブリッドポリマー、ブレンド及び添加物の選択によって有利に調整することができる。   Since the metallocene catalyst is activated in a state where the metallocene catalyst is dissolved in the inert hydrocarbon of the aliphatic or aromatic hydrocarbon, for example, the metallocene catalyst is dissolved in toluene, and the preliminary activity and reaction are performed in a solvent. The important properties of an olefin polymer having a cyclic structure are softening point, melting point, viscosity, dielectric properties, non-offset temperature range and transparency. These can be advantageously adjusted by the choice of monomer / comonomer, ie intermonomer ratio in the copolymer, molecular weight, molecular weight distribution, hybrid polymer, blends and additives.

また、非環式オレフィンと環状オレフィンの反応仕込モル比は、目的とする環状構造を有するオレフィン系重合体により、広範囲で変化させることができ、好ましくは50:1〜1:50で、特に好ましくは20:1〜1:20に調整される。   In addition, the reaction charge molar ratio of the acyclic olefin and the cyclic olefin can be varied in a wide range depending on the olefin polymer having a target cyclic structure, preferably 50: 1 to 1:50, particularly preferably. Is adjusted from 20: 1 to 1:20.

例えば、共重合体成分が非環式オレフィンとしてエチレン、環状オレフィンとしてノルボルネンの計2種類の化合物を仕込んで反応させる場合、反応生成物の環状構造を有するオレフィン系重合体のガラス転移点(Tg)は、これらの仕込割合に大きく影響され、ノルボルネンの含有量を増加させると、Tgも上昇する傾向にある。例えばノルボルネンの含有量を約60重量% にするとTgはほぼ60〜70℃になる。数平均分子量のような物性値は、文献から公知のように調整される。   For example, when the copolymer component is charged with a total of two compounds, ethylene as an acyclic olefin and norbornene as a cyclic olefin, the glass transition point (Tg) of an olefin polymer having a cyclic structure as a reaction product. Is greatly affected by these charging ratios, and when the norbornene content is increased, Tg tends to increase. For example, when the content of norbornene is about 60% by weight, Tg is about 60 to 70 ° C. Physical properties such as number average molecular weight are adjusted as known from the literature.

結着樹脂としては、環状オレフィン樹脂のほかに、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリアミド系樹脂等を単独で使用してもよいし、または2種類以上の樹脂を混合して使用しても良い。   As the binder resin, in addition to the cyclic olefin resin, a polyester resin, a styrene acrylic resin, a polyamide resin, or the like may be used alone, or two or more kinds of resins may be mixed and used.

ポリエステル樹脂は、2価以上の酸モノマーと、2価以上のアルコールモノマーの縮重合により製造される。具体的には、酸モノマーとして、テレフタル酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸などの2官能酸モノマーもしくはその誘導体が挙げられる。アルコールモノマーとしては、ビスフェノールA誘導体、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの2官能アルコールモノマーなどが挙げられ、これらモノマーの組合せにより種々ガラス転移点の異なるポリエステル樹脂を製造することができる。   The polyester resin is produced by condensation polymerization of a divalent or higher acid monomer and a divalent or higher alcohol monomer. Specifically, examples of the acid monomer include bifunctional acid monomers such as terephthalic acid, phthalic acid, fumaric acid, maleic acid, and succinic acid, or derivatives thereof. Examples of alcohol monomers include bifunctional alcohol monomers such as bisphenol A derivatives, ethylene glycol, and neopentyl glycol. Polyester resins having different glass transition points can be produced by combining these monomers.

スチレンアクリル樹脂は、スチレン成分とアクリル成分を共重合することにより製造される。具体的には、アクリル成分としてはアクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルや、メタクリル酸n−ブチルなどのメタクリル酸エステルが使用され、これらアクリル成分とスチレンとを組み合わせることで種々ガラス転移点の異なるスチレンアクリル樹脂を製造することができる。なお、トナーに使用されるスチレンアクリル樹脂としては、ガラス転移点が55℃〜70℃のものが好ましい。   The styrene acrylic resin is produced by copolymerizing a styrene component and an acrylic component. Specifically, as the acrylic component, acrylic acid esters such as n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate and methacrylic acid esters such as n-butyl methacrylate are used, and these acrylic components and styrene are combined. Thus, styrene acrylic resins having various glass transition points can be produced. The styrene acrylic resin used for the toner preferably has a glass transition point of 55 ° C to 70 ° C.

着色剤の例としては、何でも使用でき、たとえば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルーおよびインダスレンブルーなどが挙げられる。着色剤は、1種が単独で使用されてもよく、また2種以上が併用されてもよい。着色剤は、トナーに要求される色に応じて適宜選択される。   Any colorant can be used, for example, carbon black, aniline black, acetylene black, naphthol yellow, hansa yellow, rhodamine lake, alizarin lake, bengara, phthalocyanine blue and indanthrene blue. One type of colorant may be used alone, or two or more types may be used in combination. The colorant is appropriately selected according to the color required for the toner.

帯電制御剤を含有させることによって、トナーの帯電特性を制御することができる。帯電制御剤としては、たとえば第4級アンモニウム化合物、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、クロムまたは鉄などの金属との金属錯体、アミノ化合物、などが挙げられる。また有機染料として知られる材料を帯電制御剤として用いることもできる。帯電制御剤は、1種が単独で用いられてもよく、また2種以上が併用されてもよい。   By containing a charge control agent, the charging characteristics of the toner can be controlled. Examples of the charge control agent include quaternary ammonium compounds, metal complexes of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complexes with metals such as salicylic acid, chromium or iron, and amino compounds. A material known as an organic dye can also be used as a charge control agent. One charge control agent may be used alone, or two or more charge control agents may be used in combination.

軟質材としては、ワックス及び弾性材のうち少なくとも1種を用いることができるほかに、ワックス及び弾性材を併用することも可能である。ワックス(離型剤)としては、脂肪酸エステル化合物を主成分とするエステル系ワックス;パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、マイクロクリスタリングワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;低分子量ポリウレタン等のポリウレタンワックスなど色々な種類のものを用いることができる。   As the soft material, at least one of a wax and an elastic material can be used, and a wax and an elastic material can be used in combination. Examples of the wax (release agent) include ester waxes containing fatty acid ester compounds as main components; aliphatic hydrocarbon waxes such as paraffin wax, polyolefin wax, Fischer-Tropsch wax, and microcrystalline wax; and low molecular weight polyurethanes. Various types such as polyurethane wax can be used.

エステル系ワックスとしては、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックスなどの天然ワックスのほか、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチルなどの合成ワックスを使用することができる。ワックスは、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を併用することも可能である。   Ester waxes include natural waxes such as carnauba wax, candelilla wax, rice wax, and montan wax, as well as synthetic waxes such as methyl laurate, methyl myristate, methyl palmitate, methyl stearate, and butyl stearate. can do. One type of wax may be used alone, or two or more types may be used in combination.

弾性材は、天然ゴムや合成ゴム等のゴム材料のほかに、エラストマーを使用することも可能である。具体的に、ゴム材料として、環状イソプレン、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)等が挙げられる。特に好ましいのは、環状イソプレンであり、スチレンとブタジエンとを共重合させることで得られる。スチレンとブタジエンの共重合比は20:80〜50:50が好ましく、スチレンとブタジエンの共重合比が30:70〜50:50がより好ましい。   In addition to rubber materials such as natural rubber and synthetic rubber, an elastomer can be used as the elastic material. Specific examples of the rubber material include cyclic isoprene, styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR). Particularly preferred is cyclic isoprene, which can be obtained by copolymerizing styrene and butadiene. The copolymerization ratio of styrene and butadiene is preferably 20:80 to 50:50, and the copolymerization ratio of styrene and butadiene is more preferably 30:70 to 50:50.

酸化チタン、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、クレイ等の硬質粒子をトナー中に配合してもよい。その中で特に炭酸カルシウムが粒度、形状、分散性に優れ、適している。トナー全体に対する硬質粒子の配合量は15重量%〜30重量%が好ましい。硬質粒子の配合量が15重量%より少ないとトナー全体に影響が及ばなくなるおそれがあり、また、30重量%より多いと弾性的な性質が失われて、定着性が劣るようになるおそれがある。   Hard particles such as titanium oxide, calcium carbonate, silica, alumina, and clay may be blended in the toner. Of these, calcium carbonate is particularly suitable because of its excellent particle size, shape and dispersibility. The blending amount of the hard particles with respect to the whole toner is preferably 15% by weight to 30% by weight. If the blending amount of the hard particles is less than 15% by weight, the entire toner may not be affected. If the blending amount is more than 30% by weight, the elastic properties are lost and the fixability may be deteriorated. .

硬質粒子をトナー中に配分することにより、トナーに荷重をかけた際に、環状オレフィン樹脂と硬質粒子の界面で環状オレフィン樹脂がすべり、環状オレフィン樹脂が流動しやすくなり、いわゆるひずみ軟化現象が起きる。そのため、環状オレフィン樹脂と硬質粒子の界面は弱い方が好ましい。   By distributing hard particles in the toner, when a load is applied to the toner, the cyclic olefin resin slips at the interface between the cyclic olefin resin and the hard particles, and the cyclic olefin resin easily flows, so-called strain softening phenomenon occurs. . Therefore, it is preferable that the interface between the cyclic olefin resin and the hard particles is weak.

上述したトナーは、そのまま粒状化して使用することができるほか、上述したトナー粒子をコアとし、コアよりも硬度又はカラス転移点(Tg)の高い樹脂をシェルとしたカプセル構造としたものを使用することも可能である。シェルに使用する樹脂としては、シェル部分には、たとえば、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂およびスチレンアクリル樹脂などが挙げられる。   The toner described above can be used after being granulated as it is, and a toner having a capsule structure in which the above-described toner particles are used as a core and a resin whose hardness or crow transition point (Tg) is higher than that of the core is used. It is also possible. Examples of the resin used for the shell include melamine-formaldehyde resin, polyester resin, and styrene acrylic resin in the shell portion.

シェル用の樹脂はこれに限定されず、トナーの結着樹脂として使用される公知の樹脂を樹脂として用いることができる。これらの樹脂は、1種が単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。また、カプセルの製法については特に限定されず、たとえば、奈良機械製作所社のハイブリダイゼーションシステムのように高速の気流でコア粒子にシェル用樹脂粒子を衝突させる方法を使用することができる。   The resin for the shell is not limited to this, and a known resin used as a binder resin for the toner can be used as the resin. One of these resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Further, the method for producing the capsule is not particularly limited, and for example, a method of causing the shell resin particles to collide with the core particles with a high-speed air current, such as a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., can be used.

図2は、本発明のトナーに応力が作用した状態を示す模式図である。図示のごとく、本発明に係るトナー3は、結着樹脂4に、軟質材粒子5が均一に分散している。このような構成のトナー粒子に対して外力Fが作用すると、トナー3粒子中に分散した軟質材粒子5が変形することで外力Fが分散・緩和され、トナー3粒子は破壊せずに塑性変形する。また、このとき、軟質材粒子5が変形することで、力学的エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、トナー3粒子の塑性変形が促進される。これにより、本発明のトナーは優れた定着性を発揮する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which stress is applied to the toner of the present invention. As illustrated, in the toner 3 according to the present invention, the soft material particles 5 are uniformly dispersed in the binder resin 4. When the external force F acts on the toner particles having such a configuration, the soft material particles 5 dispersed in the toner 3 particles are deformed to disperse / relax the external force F, and the toner 3 particles are plastically deformed without being destroyed. To do. At this time, since the soft material particles 5 are deformed, mechanical energy is converted into heat energy, and thus plastic deformation of the toner 3 particles is promoted. As a result, the toner of the present invention exhibits excellent fixability.

次にトナー3の製造方法について説明する。粉砕法によるトナーの作製は、結着樹脂、着色剤、軟質材及びその他の添加剤を含むトナー組成物を、混合機で乾式混合した後、混練機により溶融混練する。溶融混練によって得られる混練物を冷却固化し、固化物を粉砕機により粉砕する。その後必要に応じて分級などの粒度調整を行い、粉末状のトナーを得る。   Next, a method for manufacturing the toner 3 will be described. To prepare the toner by the pulverization method, a toner composition containing a binder resin, a colorant, a soft material and other additives is dry-mixed with a mixer and then melt-kneaded with a kneader. The kneaded product obtained by melt kneading is cooled and solidified, and the solidified product is pulverized by a pulverizer. Thereafter, particle size adjustment such as classification is performed as necessary to obtain a powdered toner.

混合機としては公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサー(商品名、三井鉱山株式会社製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)などの気流混合機が挙げられる。   Known mixers can be used. For example, Henschel mixer (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), Super mixer (trade name, manufactured by Kawata Co., Ltd.), Mechano Mill (trade name, manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.), An airflow mixer such as a hybridization system (trade name, manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) can be used.

次に、上記の混合機により混合されたものに熱及び圧力をかけて結着樹脂中にワックス等の軟質材を練り込む必要があるが、本発明では、軟質材の平均粒子間距離が80nm〜330nmであることを特徴とするため、軟質材の分散性をより向上させる必要がある。そのための方法は、軟質材の平均粒子間距離が80nm〜330nmになれば特に特定されないが、例えば、混練機を使用する場合は、スクリューの回転数は500rpm以上、できれば2000rpm以上が良い。   Next, it is necessary to knead a soft material such as wax in the binder resin by applying heat and pressure to the mixture by the above mixer, but in the present invention, the average interparticle distance of the soft material is 80 nm. Since it is ˜330 nm, it is necessary to further improve the dispersibility of the soft material. The method for this is not particularly specified if the average inter-particle distance of the soft material is 80 nm to 330 nm. For example, when a kneader is used, the rotational speed of the screw is preferably 500 rpm or more, preferably 2000 rpm or more.

一般に結着樹脂に分散剤を練り込む場合、一方の分散粒径はスクリューの回転数が大きい程、分散粒子の分散粒径が小さくなることが知られている。この場合、相溶化剤は不要となるため、トナーの保存性等が向上するというメリットがある。また、従来の二軸押出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機でも、結着樹脂と軟質材粒子に最適な相溶化剤を使用することで、平均粒子間距離が80nm〜330nmの範囲の分散状態にすることが可能である。   In general, when a dispersant is kneaded into a binder resin, it is known that the dispersed particle diameter of one dispersed particle becomes smaller as the number of rotations of the screw is larger. In this case, since a compatibilizer is unnecessary, there is an advantage that the storage stability of the toner is improved. Moreover, even in general kneaders such as conventional twin screw extruders, three rolls, and lab blast mills, the average interparticle distance is 80 nm by using a compatibilizing agent that is optimal for the binder resin and soft material particles. It is possible to achieve a dispersion state in the range of ˜330 nm.

さらに具体的には、たとえば、TEM−100B(商品名、東芝機械株式会社製)、PCM−65/87、PCM−30(以上いずれも商品名、株式会社池貝製)などの1軸または2軸のエクストルーダ、ニーデックス(商品名、三井鉱山株式会社製)などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。これらの中でも、二軸押出し機が好ましい。   More specifically, for example, TEM-100B (trade name, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), PCM-65 / 87, PCM-30 (all of which are trade names, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), etc. Extruder, Needex (trade name, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) and other open roll type kneaders. Among these, a twin screw extruder is preferable.

なお、本発明では、軟質材を結着樹脂中に分散させているが、軟質材としてワックスを用いる場合、ワックスは塑性変形しやすいため、トナー組成物を混練機で混練した後、通常通り押し出すと引伸ばされた状態で冷却固化する。これにより、トナー中のワックス粒子の形状は細長い棒状となる。一方、混練機から押出した後に緩やかに徐冷するとトナー中のワックス粒子の形状は略球形となる。   In the present invention, the soft material is dispersed in the binder resin. However, when wax is used as the soft material, since the wax is easily plastically deformed, the toner composition is extruded as usual after kneading with a kneader. It solidifies by cooling in the stretched state. As a result, the shape of the wax particles in the toner becomes an elongated rod. On the other hand, when it is gradually cooled after being extruded from the kneader, the shape of the wax particles in the toner becomes substantially spherical.

粉砕機としては、たとえば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機や高速で回転する回転子(ロータ)と固定子(ライナ)との間に形成される空間に固化物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機が挙げられる。分級には、遠心力および風力による分級によって過粉砕トナー母粒子を除去できる公知の分級機を使用でき、たとえば、旋回式風力分級機(ロータリー式風力分級機)などが挙げられる。   As the pulverizer, for example, a jet-type pulverizer that pulverizes using a supersonic jet stream or a solidified material is introduced into a space formed between a rotor (rotor) and a stator (liner) that rotate at high speed. And an impact type pulverizer for pulverization. For the classification, a known classifier capable of removing the excessively pulverized toner base particles by classification using centrifugal force and wind force can be used, and examples thereof include a swirl type wind classifier (rotary wind classifier).

以上のようにして、必要に応じて外添剤が添加されたトナーは、キャリアを添加せずそのまま一成分現像剤として使用でき、また、キャリアと混合し二成分現像剤として使用できる。一成分現像剤として使用する場合、ブレードおよびファーブラシを用いて現像スリーブで摩擦帯電させたトナーをスリーブ上に付着させることにより、トナーを搬送し画像形成を行う。二成分現像剤として使用する場合、本発明のトナーをキャリアとともに用いる。一成分現像剤および二成分現像剤は、高湿環境下における安定した帯電性能を保つことが可能な前記トナーを含むので、高湿環境下においても帯電安定性の高い二成分現像剤となる。   As described above, the toner to which an external additive is added as required can be used as a one-component developer without adding a carrier, or can be mixed with a carrier and used as a two-component developer. When used as a one-component developer, toner that has been frictionally charged with a developing sleeve using a blade and a fur brush is attached onto the sleeve, thereby conveying the toner and forming an image. When used as a two-component developer, the toner of the present invention is used with a carrier. Since the one-component developer and the two-component developer contain the toner capable of maintaining a stable charging performance in a high humidity environment, the two-component developer has high charging stability even in a high humidity environment.

キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアトナー母粒子を被覆物質で表面被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどが挙げられる。   As the carrier, a known carrier can be used, for example, a resin-coated carrier in which iron or copper, zinc, nickel, cobalt, manganese, chromium or the like alone or a composite ferrite and carrier toner base particles are surface-coated with a coating substance, or Examples thereof include a resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin.

その被覆物質も公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。   Known coating materials can also be used, such as polytetrafluoroethylene, monochlorotrifluoroethylene polymer, polyvinylidene fluoride, silicon resin, polyester resin, metal compound of ditertiary butylsalicylic acid, styrene resin, acrylic resin, Examples include polyacid, polyvinyllar, nigrosine, aminoacrylate resin, basic dye, basic dye lake, silica fine powder, and alumina fine powder.

上述した本発明のトナーを、本発明に係る画像形成装置に用いることによって、定着ローラ1と圧力ローラ2の間の線圧を5kgf/cm〜30kgf/cmという低圧で、かつ、非加熱で25℃以下という低い温度で加圧定着することが可能となる。これにより、加熱に要する電力消費を抑制可能で、画像形成装置の本体スイッチONから起動に要する時間を短縮することが可能となる。一方、定着ローラ1と圧力ローラ2の間の圧力が上記範囲よりも低い場合には、定着性が不十分になるおそれが生じ、上記範囲よりも高くなると、光沢が強くなり、また定着装置も大掛かりとなる。   By using the toner of the present invention described above in the image forming apparatus according to the present invention, the linear pressure between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 is a low pressure of 5 kgf / cm to 30 kgf / cm and 25 without heating. It becomes possible to perform pressure fixing at a temperature as low as below. As a result, power consumption required for heating can be suppressed, and the time required to start up the main body switch from the image forming apparatus can be shortened. On the other hand, when the pressure between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 is lower than the above range, the fixability may be insufficient. When the pressure is higher than the above range, the gloss becomes strong, and the fixing device also has a problem. Become a big deal.

本実施例では、種々のトナーを作製し、作製したトナーを用いて実際に画像形成装置にて画像形成を行い、トナーの定着性及び保存性の評価を行った。   In this example, various toners were prepared, and the formed toner was used to actually form an image with an image forming apparatus, and the toner fixability and storage stability were evaluated.

[トナーの作製]
結着樹脂、軟質材、顔料(カーボンブラック)及び帯電制御剤(日本カーリット社製:LR−147)を配合し、必要に応じてさらに硬質粒子(白石工業社製炭酸カルシウム、Brilliant−1500)を配合したトナー組成物を混合した後、混練機により溶融混練した。なお、本実施例では、混練機の回転数を3000rpm前後で変化させることで平均粒子間距離及び粒子間距離のばらつき度合いを種々変化させた。混練物は冷却固化した後、固化物を粉砕機により粉砕し、粒度調整を行ってトナーを得た。
[Production of toner]
A binder resin, a soft material, a pigment (carbon black) and a charge control agent (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd .: LR-147) are blended, and hard particles (calcium carbonate manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd., Brilliant-1500) are further added as necessary. The blended toner composition was mixed and then melt-kneaded by a kneader. In this example, the average interparticle distance and the degree of variation in the interparticle distance were variously changed by changing the rotational speed of the kneader around 3000 rpm. The kneaded product was cooled and solidified, and then the solidified product was pulverized by a pulverizer and the particle size was adjusted to obtain a toner.

なお、カプセル構造のトナーを製造する際には、上記工程によって得られたトナー粒子をコアとし、シェル材料として、ガラス転移点60℃のポリエステル樹脂を使用した。奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステムによってコアの周囲をシェル材料で被覆し、カプセル構造のトナーを得た。   When manufacturing the toner having a capsule structure, the toner particles obtained by the above process were used as a core, and a polyester resin having a glass transition point of 60 ° C. was used as a shell material. The periphery of the core was covered with a shell material by a hybridization system manufactured by Nara Machinery Co., Ltd., and a capsule structure toner was obtained.

結着樹脂としては、環状オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂を使用した。なお、環状オレフィン樹脂は、非環式オレフィンとしてエチレンを、環状オレフィンとしてノルボルネンをそれぞれ用い、ノルボルネン含有量60重量%となるようにして両者を前述のごとく反応させることで得た。また、ポリエステル樹脂は、前述のガラス転移点60℃のものを使用した。さらに、スチレンアクリル樹脂もガラス転移点60℃ものを使用した。   As the binder resin, a cyclic olefin resin, a polyester resin, and a styrene acrylic resin were used. The cyclic olefin resin was obtained by using ethylene as the acyclic olefin and norbornene as the cyclic olefin, and reacting both as described above so that the norbornene content was 60% by weight. The polyester resin having a glass transition point of 60 ° C. was used. Further, a styrene acrylic resin having a glass transition point of 60 ° C. was used.

軟質材としては、ワックスと合成ゴムとを使用した。ワックスとしてはエステル系ワックスで重量平均分子量が600の合成ワックスである日本油脂社製WEP−2と、エステル系ワックスで天然ワックスであるカルナバワックスを用いた。その他、脂肪族炭化水素系ワックスとしてフィッシャートロプシュワックス(サゾールワックス社製サゾールC80)を用いた。また、合成ゴムとしては、環状ポリイソプレンと、スチレンブタジエンとを用いた。   As the soft material, wax and synthetic rubber were used. As the wax, WEP-2 manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., which is an ester wax and a synthetic wax having a weight average molecular weight of 600, and carnauba wax, which is an ester wax and a natural wax, were used. In addition, Fischer-Tropsch wax (Sazol C80 manufactured by Sazol Wax) was used as the aliphatic hydrocarbon wax. As the synthetic rubber, cyclic polyisoprene and styrene butadiene were used.

なお、「脂肪酸エステルWEP−2」としては、トナー中における分散粒子の形状が略球形のものと、細長い棒状のものの2種類を使用した。すなわち、WEP−2を配合したトナー組成物を混練機で混練後、通常通りに冷却してワックス粒子が細長い棒状となったものと、混練後に緩やかに徐冷することでワックス粒子が略球形となったものの2種類のトナーを用いた。このようにして得られた、同種で形状の異なるワックス粒子を用いることでワックスの形状の影響について評価した。   In addition, as the “fatty acid ester WEP-2”, two types of dispersed particles in the toner having a substantially spherical shape and an elongated rod shape were used. That is, after the toner composition containing WEP-2 is kneaded with a kneader, it is cooled as usual to form wax particles in the form of elongated rods, and by gradually slowly cooling after kneading, the wax particles are substantially spherical. Two types of toners were used. The influence of the shape of the wax was evaluated by using the wax particles of the same type and different in shape.

上記原料を種々組み合わせてNo.1〜27のトナーを作製して評価した。具体的配合及び評価結果を表1に示す。なお、表中、配合量の欄の単位は「重量%」を意味する。また、「分子量」の表示は、「重量平均分子量」を意味する。   Various combinations of the above raw materials were used for No. 1 to 27 toners were prepared and evaluated. Specific blending and evaluation results are shown in Table 1. In the table, the unit in the blending amount column means “% by weight”. The indication of “molecular weight” means “weight average molecular weight”.

[評価試験]
(1)定着性試験
表1に示すように、作製した各トナーを用いて画像形成装置にて画像形成を行い、定着性について評価を行った。画像形成装置としては、定着ローラ及び圧力ローラがともに直径40mmで鉄の素材からなり、表面に硬質のクロムメッキが施されたものを使用している。定着ローラの中にはハロゲンランプが配置されていないが、定着性を向上させるために、ハロゲンランプを配置する等の加熱手段を設けても良い。
[Evaluation test]
(1) Fixability test As shown in Table 1, image formation was performed with an image forming apparatus using each produced toner, and the fixability was evaluated. As the image forming apparatus, a fixing roller and a pressure roller are both made of an iron material having a diameter of 40 mm and having a hard chrome plating on the surface. Although no halogen lamp is arranged in the fixing roller, a heating means such as a halogen lamp may be provided in order to improve the fixing property.

その場合、定着温度としては80℃以下が良く、65℃以下が特に好ましい。加熱温度が低い程、エネルギー消費量が少なくて済む。特に軟質材として低分子量のワックスを使用する場合、オフセット等の発生を防止するため定着温度を80℃より大きい温度で制御するのは良くなく、60℃程度になるように制御するのが良い。本実施例では定着ローラと圧力ローラの間に10kgf/cmの線圧をかけて、定着温度を25℃とし、最大定着速度225mm/sec、最大複写速度50枚/分(A4横送り)とした。   In that case, the fixing temperature is preferably 80 ° C. or less, and particularly preferably 65 ° C. or less. The lower the heating temperature, the less energy consumption. In particular, when a low molecular weight wax is used as the soft material, it is not good to control the fixing temperature at a temperature higher than 80 ° C. in order to prevent the occurrence of offset or the like, and it is preferable to control the fixing temperature to about 60 ° C. In this embodiment, a linear pressure of 10 kgf / cm is applied between the fixing roller and the pressure roller, the fixing temperature is 25 ° C., the maximum fixing speed is 225 mm / sec, and the maximum copying speed is 50 sheets / minute (A4 horizontal feed). .

トナーは、A4試験紙に黒ベタで定着させ、定着させた試験紙の黒ベタ部分が折り曲げられるように軽く折り、100gの直径10cm、高さ(幅)2cmの円柱状ローラを転がして折り目をつくった後、記録紙の折り目を広げて清潔なウエスで折り目の脱落トナーを払い落とした。評価は5段階とした。具体的基準は以下に示すとおりである。   The toner is fixed to A4 test paper with black solid, lightly folded so that the black solid part of the fixed test paper is bent, and a fold line is rolled by rolling a cylindrical roller of 100 g in diameter 10 cm and height (width) 2 cm. After making, the crease of the recording paper was widened, and the toner that had fallen off the crease was wiped off with a clean waste cloth. Evaluation was made into five steps. Specific criteria are as shown below.

評価 内容
5… 折り目の白い部分(トナー脱落部分)の幅が0.1mm以下
4… 折り目の白い部分の幅が0.2mm以下
3… 折り目の白い部分の幅が0.3mm以下
2… 折り目の白い部分の幅が0.4mm以下
1… 折り目の白い部分の幅が0.5mm以下
上述のごとく、定着性は評価5が最も評価が高く、評価1が最も評価が低くなっており、評価5〜3が実用上問題のないレベル、すなわち、実施例レベルであることを意味し、評価2〜1が実用上問題のあるレベル、すなわち、比較例レベルであることを意味する。
Evaluation Content 5 ... The width of the white part of the crease (the toner dropout part) is 0.1 mm or less 4 ... The width of the white part of the crease is 0.2 mm or less 3 ... The width of the white part of the crease is 0.3 mm or less 2 ... The crease The width of the white part is 0.4 mm or less 1... The width of the white part of the crease is 0.5 mm or less. As described above, the fixability has the highest evaluation in evaluation 5 and the evaluation in evaluation 1 has the lowest evaluation. -3 means that there is no practical problem, that is, an example level, and evaluations 2-1 mean that there is a practical problem, that is, a comparative example level.

(2)保存性
直径3cm高さ10cmの円柱状のアルミ容器に20gのトナーを入れ、60℃の恒温槽で5時間放置した後、400メッシュの超音波ふるいで、トナー凝集体の発生の有無を調べた。評価は5段階とした。具体的基準は以下に示すとおりである。
(2) Preservability 20 g of toner is placed in a cylindrical aluminum container having a diameter of 3 cm and a height of 10 cm, left in a constant temperature bath at 60 ° C. for 5 hours, and then subjected to 400 mesh ultrasonic sieving to see if toner aggregates are generated. I investigated. Evaluation was made into five steps. Specific criteria are as shown below.

評価 内容
5… メッシュ残存率が2%未満
4… メッシュ残存率が2%以上、5%未満
3… メッシュ残存率が5%以上、10%未満
2… メッシュ残存率が10%以上、20%未満
1… メッシュ残存率が20%以上
上述のごとく、定着性は評価5が最も評価が高く、評価1が最も評価が低くなっており、評価5〜3が実用上問題のないレベル、すなわち、実施例レベルであることを意味し、評価2〜1が実用上問題のあるレベル、すなわち、比較例レベルであることを意味する。
Evaluation Content 5 ... Mesh remaining rate is less than 2% 4 ... Mesh remaining rate is 2% or more and less than 5% 3 ... Mesh remaining rate is 5% or more and less than 10% 2 ... Mesh remaining rate is 10% or more and less than 20% 1 ... Mesh remaining ratio is 20% or more As described above, the fixability is rated 5 most highly, evaluation 1 is the least evaluated, and evaluations 5 to 3 are levels with no practical problems, that is, implementation. It means that it is an example level, and evaluations 2-1 mean that it is a practically problematic level, that is, a comparative example level.

(3)軟質材粒子の分散状態の観察
トナー製造時に採取できる粒径数mm程度のペレットをウルトラミクロトーム(日本電子)で100nmの厚さに薄片化し、それをTEM(日立製作所社製)で観察する。必要に応じて、オスミウム等で染色すると軟質材の分散状態が観察し易くなる。これにより、平均粒子間距離の計算が可能となる。図2に示すように、粒子間距離Dとは、ある軟質材5粒子と、その粒子に最も近接した他の軟質材5粒子との間の距離をいう。
(3) Observation of dispersed state of soft material particles Pellets with a particle size of several millimeters that can be collected during toner production were sliced to a thickness of 100 nm with an ultramicrotome (JEOL) and observed with TEM (manufactured by Hitachi, Ltd.). To do. If necessary, the dispersion state of the soft material can be easily observed by staining with osmium or the like. This makes it possible to calculate the average interparticle distance. As shown in FIG. 2, the interparticle distance D refers to a distance between a certain soft material 5 particle and another soft material 5 particle closest to the particle.

Figure 2014035462
Figure 2014035462

[評価結果]
表1より、組成としては同じであるものの、軟質材の平均粒子間距離及び粒子間距離のばらつき度合いの異なるNo.1〜No.9において、平均粒子間距離が80nm〜330nmで、粒子間距離のばらつき度合いが31以下であるNo.1、2、5、8、9及び26については、定着性及び保存性ともに使用上問題のないレベルであった。
[Evaluation results]
From Table 1, although it is the same as a composition, it is No. from which the variation degree of the average interparticle distance and the interparticle distance of a soft material differs. 1-No. No. 9 having an average interparticle distance of 80 nm to 330 nm and a variation degree of interparticle distance of 31 or less. For 1, 2, 5, 8, 9, and 26, both the fixability and the storage stability were at a level with no problem in use.

一方、平均粒子間距離が80nm〜330nmの範囲外であるNo.3,4及び6、さらに、粒子間距離のばらつき度合いが31よりも大きいNo.7については、定着性の特性が不十分なレベルであることがわかる。   On the other hand, No. whose average interparticle distance is outside the range of 80 nm to 330 nm. 3, 4 and 6, and the variation degree of the interparticle distance is larger than 31. 7 indicates that the fixing property is at an insufficient level.

一方、軟質材の平均粒子間距離が80nm〜330nmで、粒子間距離のばらつき度合いが31以下であれば、トナー全体に対する軟質材の配合量は12重量%〜30重量%の範囲内で定着性及び保存性ともに使用上問題のないレベルであった(No.10〜No.12)。   On the other hand, if the average inter-particle distance of the soft material is 80 nm to 330 nm and the variation degree of the inter-particle distance is 31 or less, the blending amount of the soft material with respect to the whole toner is within a range of 12 wt% to 30 wt%. In addition, the storage stability was at a level with no problem in use (No. 10 to No. 12).

軟質材としては、エステル系ワックスの合成ワックスとして、重量平均分子量が600のWEP−2と、重量平均分子量が800、980、2000及び5000の脂肪酸エステルの計5種類のワックスを用いた。さらに、エステル系の天然ワックスであるカルナバワックス(No.19)や、脂肪族炭化水素系ワックスであるフィッシャートロプシュワックス(No.20)を用いた。その結果、重量平均分子量が1000以下のワックスを用いたNo.1、19、20及び25は、重量平均分子量が1000よりも大きいNo.14及び15に比べて定着性に優れていることがわかる。   As the soft material, a total of five types of waxes, WEP-2 having a weight average molecular weight of 600 and fatty acid esters having weight average molecular weights of 800, 980, 2000, and 5000, were used as synthetic waxes of ester wax. Furthermore, carnauba wax (No. 19), which is an ester-based natural wax, and Fischer-Tropsch wax (No. 20), which is an aliphatic hydrocarbon wax, were used. As a result, No. 1 using a wax having a weight average molecular weight of 1000 or less. Nos. 1, 19, 20 and 25 are No. 1 having a weight average molecular weight of more than 1000. It can be seen that the fixing property is excellent as compared with 14 and 15.

また、軟質材として、ワックス以外に、合成ゴムである環状ポリイソプレン(No.21)やスチレンブタジエン(No.22)を用いた。さらに、No.27では脂肪酸エステルWEP−2及びスチレンブタジエンを併用した。これらの定着性及び保存性の評価はいずれも良好であった。   In addition to wax, cyclic polyisoprene (No. 21) and styrene butadiene (No. 22), which are synthetic rubbers, were used as the soft material. Furthermore, no. In No. 27, fatty acid ester WEP-2 and styrene butadiene were used in combination. Both of these fixability and storability evaluations were good.

ワックスの形状については、トナー中におけるワックス粒子の形状が棒状であるNo.16よりも略球状であるNo.1の方が定着性に優れている。また、トナー中に硬質粒子を配合したNo.22は、硬質粒子を配合していないNo.1よりも定着性に優れている。さらに、No.1と同じ配合の組成物をコアとし、コアの周囲をシェルで覆ったカプセル構造を有するNo.24では、No.1よりも保存性に優れている。   Regarding the shape of the wax, No. 1 in which the shape of the wax particles in the toner is substantially spherical is superior to the No. 16 in which the shape of the wax particles is rod-like in terms of fixability. Further, No. 1 in which hard particles are blended in the toner. No. 22 is No. which does not contain hard particles. It has better fixability than 1. Furthermore, no. No. 1 having a capsule structure in which a composition having the same composition as that of No. 1 is used as a core and the periphery of the core is covered with a shell. 24, no. It is superior in storage stability to 1.

1 定着ローラ
2 圧力ローラ
3 トナー
4 結着樹脂
5 軟質材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing roller 2 Pressure roller 3 Toner 4 Binder resin 5 Soft material

Claims (9)

結着樹脂と、ワックス及び弾性材のうちの少なくとも1種からなる軟質材とを含有し、前記軟質材は前記結着樹脂中に粒子状に分散され、前記軟質材粒子同士の最も近い粒子間距離(以下、粒子間距離と略す)の平均値として規定される平均粒子間距離が330nm以下であることを特徴とするトナー。 A binder resin and a soft material composed of at least one of wax and elastic material, wherein the soft material is dispersed in the binder resin in the form of particles, and between the soft particles close to each other A toner having an average interparticle distance defined as an average value of distances (hereinafter abbreviated as interparticle distance) of 330 nm or less. 前記平均粒子間距離が、80nm以上であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。 The toner according to claim 1, wherein the average interparticle distance is 80 nm or more. 前記粒子間距離の標準偏差を前記平均粒子間距離で除した値として規定される粒子間距離のばらつき度合いが31以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。 3. The toner according to claim 1, wherein a degree of variation of the interparticle distance defined as a value obtained by dividing the standard deviation of the interparticle distance by the average interparticle distance is 31 or less. 前記軟質材の配合量が、トナー全体に対して12重量%〜30重量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトナー。 4. The toner according to claim 1, wherein the amount of the soft material is 12% by weight to 30% by weight with respect to the whole toner. 前記軟質材として少なくともワックスが用いられ、前記ワックスの重量平均分子量が1000以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトナー。 The toner according to claim 1, wherein at least a wax is used as the soft material, and a weight average molecular weight of the wax is 1000 or less. 前記ワックスの形状は、トナー中に分散された状態で略球形であることを特徴とする請求項5に記載のトナー。 The toner according to claim 5, wherein the wax has a substantially spherical shape when dispersed in the toner. 請求項1〜5のいずれかに記載のトナーをコアとし、前記コアよりも硬度又はガラス転移点の高い樹脂をシェルとしたカプセル構造を有することを特徴とするトナー。 6. A toner having a capsule structure in which the toner according to claim 1 is used as a core and a resin having a hardness or glass transition point higher than that of the core is used as a shell. 請求項1〜7のいずれかに記載のトナーを記録部材上にのせ、5kgf/cm〜30kgf/cmの圧力で定着することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus, wherein the toner according to claim 1 is placed on a recording member and fixed at a pressure of 5 kgf / cm to 30 kgf / cm. 請求項1〜7のいずれかに記載のトナーを記録部材上にのせ、定着温度が80℃以下になるように制御することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus, wherein the toner according to claim 1 is placed on a recording member, and the fixing temperature is controlled to be 80 ° C. or lower.
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