JP3745813B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録および静電印刷等に使用される静電荷像現像用非磁性一成分トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
静電荷像を現像するための方法としては、磁性体キャリアと非磁性トナーの混合物を用いる二成分現像方式とキャリアを用いない一成分現像方式がある。従来、二成分現像方式が主流でより広く用いられてきたが、最近では一成分現像方式はキャリアを使用しないためキャリアの交換も不要で、小型で簡単な現像装置で安定した画像が得られるという特徴があるため広く用いられるようになってきた。
【0003】
一成分現像は、現像スリーブとトナー規制ブレードとの圧接間隙を通過しスリーブ上に形成された荷電トナーの薄層が感光体上に形成された静電荷像を現像する方式である。トナーの荷電および現像スリーブ上へのトナー薄層の形成はトナー規制ブレードの圧接部においてなされるため、トナーにストレスがかかり、トナー規制ブレードや現像スリーブへのトナーの固着が起こりやすくなる。
【0004】
品質の良い画像を得るには、一般に、カブリ、フィルミングおよび固着等が発生しない、定着性等の特性が良好なトナーが有用であることが知られている。最近では、特に、画像形成装置の小型化や省エネルギー化の観点から低温定着性が要求されており、これが実現すれば画像形成装置の省エネルギー化を図れるだけでなく、ウォームアップ時間の短縮により、より快適な操作性を得ることができる。
【0005】
また、画像形成装置の小型化に伴い、定着ローラの小型化をも図る必要があり、定着性ローラが小さくなると定着ローラ対のニップ幅も小さくなることから、より優れた定着性を有するトナーが要求されている。この要求は、特に、低温定着を実現する場合において重要になる。
【0006】
トナーに要求される種々の特性を向上させるために、トナーあるいはトナーの結着樹脂のメルトインデックス値(以下、「MI値」という)を調整することについて従来より種々の提案がなされている。例えば、特開平4−50863号公報では、接触帯電方式に適したトナーには適度な粒度とMI値を有することが必要であると記載されている。しかしながら、このトナーでは低温定着性に問題がある。
【0007】
一方、特公昭63−32181号公報および特開平6−130725号公報では、トナーおよび結着樹脂のMI値が規定されたトナーが開示されているが、これらトナーには低温での定着性に問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐固着性および低温定着性に優れ、カブリ、フィルミング、画像濃度等の画像性にも優れた静電荷像現像用非磁性一成分トナーを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも結着樹脂および着色剤を含む静電荷像現像用トナーであって、調製された該トナーの125℃におけるメルトインデックス値(以下、「MI値」という)が15〜40(g/10分)であり、前記結着樹脂の150℃におけるMI値が3〜12(g/10分)であることを特徴とする静電荷像現像用非磁性一成分トナーに関する。
【0010】
本発明の静電荷像現像用非磁性一成分トナーは、トナーとこれに含まれる結着樹脂のMI値を規定することを特徴とする。調製されたトナーに所望のMI値を持たせることにより、低温での良好な定着性が実現でき、さらに、これに含まれる結着樹脂のMI値をも規定し、適度な硬さをもたせることにより、トナー製造過程での過粉砕等を回避して微粉の発生を抑制し、微粉に起因する固着、カブリおよびフィルミング等による画質劣化を防止する。
【0011】
本発明のトナーの125℃におけるMI値(g/10分)は15〜40であり、結着樹脂の150℃におけるMI値(g/10分)は3〜12である。MI値はある特定温度における溶融粘度を示す指標であり、この値が大きいほどその特定温度における粘性が低いことを表す。トナーについてMI値が15より小さいと低温定着性に問題が生じ、40を越えると粘性が低すぎオフセット性に問題が生じる。結着樹脂についてMI値が3より小さいと樹脂が硬すぎて粉砕性に劣り生産性に問題が生じたり、そのため粉砕時過粉砕が起こって微粉が発生する。また、そのMI値が12を越えると樹脂は脆くなり、現像機内で微粉が発生し、トナー凝集や固着が起こり画質劣化および耐久性低下を招く結果となる。
【0012】
MI値はJIS規格K−7210のA法に準じて測定した値を示しているが、本発明のトナーとこれに含まれる結着樹脂とでは溶融粘度特性が大きく異なるため、等温では測定不可能であった。すなわち、125℃においては本発明のトナーは上記測定法で測定可能な粘性を示すが、前記結着樹脂は軟化しないため測定不可能であり、一方で、150℃においては前記結着樹脂は測定可能な粘性を示すが、本発明のトナーは粘性が低くなりすぎるため、全て流れ落ちて測定不可能となる。
【0013】
本発明の静電荷像現像用トナーは少なくとも結着樹脂および着色剤からなり、その他所望の添加剤、例えば、オフセット防止剤、荷電制御剤、流動化剤、各種樹脂微粒子等を含有してもよい。
【0014】
本発明において使用されるトナー結着樹脂は150℃におけるMI値(g/10分)が3〜12である樹脂ならば特に限定されないが、ポリエステル系樹脂またはウレタン変性ポリエステル樹脂が好ましい。
【0015】
ポリエステル樹脂はポリオール成分とポリカルボン酸から合成されるが、ポリオール成分は少なくともエーテル化ジフェノールを含み、エーテル化ジフェノールとしてはビスフェノールAまたはジ-(4-ヒドロキシフェニル)メタンのジフェニール類と、エチレンオキサイド、プロピレンオキサド、ジエチエレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトールからなる群から選ばれる化合物との付加物が使用でき、ジカルボン酸成分としては、マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸等、トリカルボン酸成分としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,5-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,3-ジカルボキシ-2-メチル-2-メチルカルボキシプロパンテトラ(メチルカルボキシ)メタン等が使用できる。
【0016】
ポリエステルの合成に当たっては、ポリオール成分およびポリカルボン酸成分をそれぞれ複数種混合して用いてもよい。また、ポリエステルをトナー中に複数種併用することもできる。
【0017】
また、線状低分子量体ポリエステル樹脂をイソシアネート類の存在下で鎖伸張反応させ、生成したウレタン変性ポリエステル樹脂を使用することもできる。イソシアネート成分としては、ヘキサメチレンイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が使用される。イソシアネート類はポリエステルの有する水酸基(−OH基)に対するイソシアネート基(−NCO基)のモル比(NCO/OH)が0.8〜1.5、好ましくは1.0〜1.3になるように添加する。
【0018】
好ましいポリエステル樹脂の物性については、軟化点(Tm)は90〜135℃、好ましくは95〜130℃であり、90℃未満では耐熱保管性に問題が生じ、135℃を越えると低温定着性に問題が生じる。ガラス転移点(Tg)は、55℃〜75℃、好ましくは57〜68℃であり、55℃未満ではトナー凝集に問題が生じ、75℃を越えると低温定着性に問題が生じる。また、酸価(Av)は5〜50KOHmg/g、好ましくは10〜40KOHmg/gであり、5KOHmg/g未満では着色剤やオフセット防止剤等の分散性が悪くなり、荷電不良トナーの発生によるカブリが生じ、50KOHmg/gを越えると耐環境性に問題が生じる。
【0019】
本発明に使用されるオフセット防止剤としては軟化点が60〜150℃のものを好ましく用いることができ、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の低分子量ポリオレフィンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等の酸化型低分子量ポリオレフィンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス等が挙げられる。トナー樹脂100重量部に対するこれらの含有量は2〜7重量部、好ましくは3〜5重量部である。
【0020】
好ましくは、結着樹脂に対するオフセット防止剤の分散性を向上させるため、酸価が1〜45KOH mg/g、好ましくは2〜30KOH mg/gのものを使用する。特に好ましくは、低温オフセットおよび高温オフセットの防止の両目的を達成するために2種類のオフセット防止剤を使用することである。
【0021】
低温オフセット防止の目的で用いられるオフセット防止剤としては使用結着樹脂より低い軟化点、好ましくは少なくとも10℃低い軟化点を有するものであり、ワックス自身の軟化点が60〜100℃、好ましくは70〜90℃、酸価が1〜20KOHmg/g、好ましくは3〜15KOHmg/gのものが用いられ、例えば、カルナバワックス、サゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス、酸化型ポリエチレンワックス等が挙げられる。トナー樹脂100重量部に対して1〜6重量部、好ましくは2〜5重量部添加する。
【0022】
高温オフセット防止の目的で用いられるオフセット防止剤としては使用結着樹脂と同等の軟化点、好ましくは10℃以上高い軟化点を有するものであり、ワックス自身の軟化点が110〜150℃、好ましくは120〜150℃、酸価が1〜30KOHmg/g、好ましくは2〜20KOHmg/gのものが用いられ、例えば、酸化型低分子量ポリオレフィンワックスが挙げられる。トナー樹脂100重量部に対して0.5〜5重量部、好ましくは1〜3重量部添加する。
【0023】
上記2種類のオフセット防止剤を含有させる場合、それらの合計量はトナー樹脂100重量部に対し2〜7重量部、好ましくは3〜5重量部になるようにするが、低温定着性およびオフセット防止の観点から、低温オフセット防止剤を高温オフセット防止剤より多くすることが望ましい。2重量部より少ないとオフセット防止の効果が不十分になり、7重量部より多いとトナーの流動性が悪くなる。上記オフセット防止剤の中で、特に好ましい組み合わせはカルナバワックスと酸化型低分子量ポリオレフィンワックスとの併用である。
【0024】
なお、本発明において軟化点は示差走査熱量計(DSC)により測定された値を示している。
【0025】
本発明で使用する着色剤は特に限定されるものではなく、従来電子写真で使用されてきた着色剤を用いることができ、以下のものが例示できる。
まず、着色剤として黒色顔料は、カーボン・ブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、グラファイト、フェライト、マグネタイトなどを使用することができる。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、バンザーイエローG、バンザーイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレヘーキなどを使用することができる。
【0026】
また、赤色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、パーマネントオレンジGTR、バルカンファストオレンジGG、パーマネントレッドF4RH、パーマネントカーミンFBなどを使用することができる。
また、青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルーなどを使用することができる。
なお、これらの着色剤の量は、トナー中における樹脂100重量部に対して、1〜20重量部、好ましくは、3〜15重量部になるようにする。
【0027】
また、従来の乾式現像剤で一般に使用されている荷電制御剤も必要に応じて使用してもよく、負荷電制御剤としては、含金属系またはメタルフリー系の錯塩等を添加してもよい。例えば、クロム錯塩型アゾ染料、銅フタロシアニン系顔料、クロム錯塩、亜鉛錯塩、アルミニウム錯塩、カリックスアレン系化合物、弗素四級アンモニウム塩等が使用できる。なお、これらの負荷電制御剤の量はトナー中における樹脂100重量部に対して、0.5〜8重量部、好ましくは1〜5重量部になるようにする。
【0028】
本発明のトナーには、その他必要に応じて流動化剤を添加してもよい。流動化剤を用いる場合には、シリカ微粒子、二酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子等を使用することができる。これらの微粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して用いることが望ましい。流動化剤の量は、トナー100重量部に対して0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部用いることが望ましい。
【0029】
また、乳化重合、ソープフリー乳化重合、非水分散重合等の各種樹脂微粒子を単独または組み合わせて用いることができる。
【0030】
本発明の静電荷像現像用トナーは、公知の方法、例えば、上記材料を混合、混練し、冷却した混練物を粉砕、分級する方法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化分散法、スプレードライ法等により容易に得ることができる。得られたトナー粒子の体積平均粒径は4〜15μm、好ましくは5〜12μmであり、4μmより小さいと現像、転写および定着時等の取り扱いが困難になり、画像劣化を引き起こし、15μmより大きいと高画質化の目的に沿わない。
【0031】
このようにして得られた本発明のトナーは、例えば図1に示される概略構成を有する非磁性一成分現像装置に適用される。この装置はトナー担持体(現像スリーブ)の表面に規制ブレードを圧接させて、トナー担持体表面におけるトナー量を規制すると共にトナー担持体表面に供給されたトナーを摩擦帯電させ、この摩擦帯電されたトナーをトナー担持体から感光体に供給するように構成されている。
【0032】
図1において、感光体ドラム1は導電性基体上に感光層が形成されており、図中矢印方向に回転される。帯電部材である帯電ブラシ2は、感光体ドラム1の表面に接触して設けられている。そして、電源3により帯電ブラシ2に所定の帯電電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面は所定の極性および表面電位に帯電される。所定の電位に帯電された感光体ドラム1表面に、画像露光4により静電潜像を形成し、この静電潜像を非磁性一成分現像装置5により現像し、トナー像を形成する。なお、一成分現像装置5の詳細については後述する。
【0033】
転写部材である転写ローラ6は、芯金の外周に導電性弾性層が形成されており、感光体ドラム1に所定の圧力で圧接されて、図中矢印方向に回転する。また、転写ローラ6にはトナーの荷電極性とは逆極性のバイアスが電源7により印加されている。転写材8は感光体ドラム1と転写ローラ6との間に搬送され、上述したバイアスの印加の下に感光体ドラム1のトナー像が転写材8上に転写される。
【0034】
トナー像が表面に転写された転写材8は、内部にヒーターを内蔵した加熱ローラ(直径20mm)および加熱ローラに圧接された加圧ローラ(直径20mm)からなる定着ローラ対11(バネ圧4.5kg)を備えた定着装置まで搬送され、定着ローラ対11の間を通過することにより表面に担持したトナー像が定着される。
【0035】
トナー像が転写材8に転写された後の感光体ドラム1表面は、クリーニングブレードを備えたクリーニング装置9により残留トナーや紙粉等の異物が除去され、その後除電装置10の光照射により除電されて次の作像プロセスに供される。。
【0036】
上述した本発明のトナーを適用する一成分現像装置5は、図示しない駆動手段により図中矢印方向に回転駆動される駆動ローラ21を備えており、この駆動ローラには該ローラの外径より若干大きい内径の可撓性の現像スリーブ22が外嵌されている。現像スリーブ22はその両端部が背後から押圧ガイド23により駆動ローラ21に圧接される一方、該圧接により反対側にできたたるみ部分30が感光体ドラム1に柔軟に接触している。また、現像スリーブ22には押圧ガイド23と同じ側からトナー規制ブレード24が当接している。
【0037】
現像スリーブ22の背後にはバッファ室25が、さらにその背後にトナー供給室26があり、バッファ室25にはトナー供給回転部材27が、トナー供給室26にはトナー撹拌・供給回転部材28がそれぞれ配置されている。さらに、現像スリーブ22の下面には、バッファ室25から外部へトナーが漏れることを防止するための下シール部材29が当接している。この現像装置によると、回転部材28の回転によりトナー供給室26からバッファ室25へ送り込まれた非磁性一成分トナーはトナー供給回転部材27の回転によって順次現像スリーブ22表面に供給される。
【0038】
一方、現像スリーブ22は駆動ローラ21の駆動回転に摩擦力により従動回転しており、これに供給されたトナーはトナー規制ブレード24と該スリーブ22との間を通過することでブレード24の圧力下に摩擦帯電し、且つ、所定厚さの薄層とされる。このトナー薄層は現像スリーブ22表面に保持され、感光体ドラム1に臨む現像領域に搬送され、適切な現像バイアス印加の下で静電潜像の現像に供される。
【0039】
以上、本発明のトナーを使用する非磁性一成分現像装置の一例を記載したが、これに限定されるものではない。例えば、図1の現像装置においては現像スリーブ22として、駆動ローラ21の外径よりその内径が大きく、弛み部分30が形成されるものを使用しているが、このような弛み部分が形成されない構成、すなわち駆動ローラ21の外径と同等の内径を有する現像スリーブも使用可能である。
【0040】
また、本発明のトナーを適用する画像形成装置としては、図1に記載された装置に限定されるものではなく、例えば、図2に概略構成が記載された画像形成装置も適用可能である。
【0041】
図2の画像形成装置は、図1の画像形成装置が備えているクリーニング装置9および除電装置10を備えておらず、コストダウンが図られている。そして、現像装置5が残留トナーの回収および静電潜像の現像を行っており、帯電ブラシ2が感光体ドラム1の帯電および除電を行っている。また、転写装置として、トナーの荷電極性とは逆極性のバイアスが電源7により印加された針電極6'を備えている。定着装置の定着ローラ対11'(バネ圧6.2kg)は、内部に図示しないヒーターを備えた加熱ローラおよび加熱ローラに圧接された加圧ローラを備えており、加熱ローラの直径(16mm)は加圧ローラの直径(20mm)より小さくなっている。この構成により定着ニップ幅が広くなっており、厚紙に対する定着性能が向上されている。
【0042】
なお、本発明のトナーを適用する定着装置としては、画像形成装置の小型化の観点から定着ローラ直径が25mm以下、好ましくは10〜20mmであり、バネ圧が3.0〜8.0kgであるものが好適に使用される。
【0043】
以下、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
【0044】
【実施例】
(低分子量ポリエステル樹脂Aの合成)
3リットル4つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、N2ガス導入管、温度計、撹拌装置を付し、マントルヒーターに設置した。このフラスコにビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物590g、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物110g、イソフタル酸180gおよびテレフタル酸35gを入れ、N2ガスをフラスコに導入しながら230℃で脱水重縮合を行い、低分子量ポリエステル樹脂A(Tg:60℃)を得た。
【0045】
(高分子量ポリエステル樹脂Bの合成)
3リットル4つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、N2ガス導入管、温度計、撹拌装置を付し、マントルヒーターに設置した。このフラスコにビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物810g、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物50g、イソフタル酸800g、1,6−ジプロピル−1,6−ヘキサンジオール165gおよびグリセリン40gを入れ、N2ガスをフラスコに導入しながら250℃で脱水重縮合を行い、高分子量ポリエステル樹脂B(Tg:36℃)を得た。
【0046】
(低分子量ポリエステル樹脂Cの合成)
3リットル4つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、N2ガス導入管、温度計、撹拌装置を付し、マントルヒーターに設置した。このフラスコにビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物450g、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物250g、イソフタル酸165gおよびテレフタル酸50gを入れ、N2ガスをフラスコに導入しながら240℃で脱水重縮合を行い、低分子量ポリエステル樹脂C(Tg:62℃)を得た。
【0047】
(高分子量ポリエステル樹脂Dの合成)
3リットル4つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、N2ガス導入管、温度計、撹拌装置を付し、マントルヒーターに設置した。このフラスコにビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物820g、イソフタル酸510g、1,6−ジプロピル−1,6−ヘキサンジオール170gおよびグリセリン83.5gを入れ、N2ガスをフラスコに導入しながら240℃で脱水重縮合を行い、高分子量ポリエステル樹脂D(Tg:32℃)を得た。
【0048】
実施例1
まず、上記低分子量ポリエステル樹脂A65重量部および高分子量ポリエステル樹脂B35重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート1.35重量部を仕込み、125℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:4.3g/10分(150℃)、Tm:124℃、Tg:67.1℃、Av:33.4KOHmg/g)を得た。
【0049】
上記材料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、2軸混練押出機で混練し、混練物を放置冷却後、フェザーミルを用いて粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミルを用いて微粉砕し、その後風力分級して体積平均粒径8.3μm、5μm以下の微粉の含有量が2.9重量%、20μm以上の粗粉の含有量が0重量%のトナー粒子を得た。次に、このトナー粒子100重量部と流動化剤(タラノックス500:タルコ社製)0.5重量部とをヘンシェルミキサーにて2300rpmで90分間混合してトナーを得た。
【0050】
実施例2
オフセット防止剤として、サゾールワックスA7(Tm:90℃、Av:27、加藤洋行社製)2.5重量部およびビスコールTS−200(Tm:145℃、Av:3.5、三洋化成社製)1.0重量部を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
【0051】
実施例3
ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成を以下のように行った以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
前述の低分子量ポリエステル樹脂A75重量部および高分子量ポリエステル樹脂B25重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ヘキサメチレンイソシアネート1.45重量部を仕込み、120℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:7.9g/10分(150℃)、Tm:113℃、Tg:62.9℃、Av:24.8KOHmg/g)を得た。
【0052】
実施例4
ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成を以下のように行った以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
前述の低分子量ポリエステル樹脂C85重量部および高分子量ポリエステル樹脂D15重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート1.50重量部を仕込み、125℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:11.3g/10分(150℃)、Tm:113℃、Tg:62.9℃、Av:24.8KOHmg/g)を得た。
【0053】
実施例5
ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成を以下のように行った以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
まず、前述の低分子量ポリエステル樹脂C70重量部および高分子量ポリエステル樹脂D30重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート1.27重量部を仕込み、125℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:8.6g/10分(150℃)、Tm:119℃、Tg:63.7℃、Av:29.6KOHmg/g)を得た。
【0054】
実施例6
ウレタン変性ポリエステル樹脂に代えて、以下のように合成したポリエステル樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
5リットル4つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、N2ガス導入管、温度計、撹拌装置を付し、マントルヒーターに設置した。このフラスコにビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物450g、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物300g、テレフタル酸410gおよびトリメリット酸38.5gを入れ、N2ガスをフラスコに導入しながら200℃で脱水重縮合を行い、ポリエステル樹脂(MI値:5.1g/10分(150℃)、Tm:123℃、Tg:65.2℃、Av:18KOHmg/g)を得た。
【0055】
比較例1
ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成を以下のように行った以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
まず、前述の低分子量ポリエステル樹脂A50重量部および高分子量ポリエステル樹脂B50重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート1.72重量部を仕込み、125℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:2.3g/10分(150℃)、Tm:143℃、Tg:72.5℃、Av:20.1KOHmg/g)を得た。
【0056】
比較例2
ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成を以下のように行った以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
まず、前述の低分子量ポリエステル樹脂A90重量部および高分子量ポリエステル樹脂B10重量部をヘンシェルミキサーで混合し、次に加熱ニーダーに投入して、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアネート1.18重量部を仕込み、125℃にて1時間反応させ、ウレタン変性ポリエステル樹脂(MI値:14.8g/10分(150℃)、Tm:111℃、Tg:60.9℃、Av:20.1KOHmg/g)を得た。
【0057】
比較例3
オフセット防止剤として、ビスコールTS−200(Tm:145℃、Av:3.5、三洋化成社製)1.0重量部を用いた以外は、比較例2と同様にして、トナーを得た。
【0058】
実施例7
オフセット防止剤として、カルナバワックス(Tm:85℃、Av:4、加藤洋行社製)3.0重量部を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
【0059】
実施例8
オフセット防止剤として、カルナバワックス(Tm:85℃、Av:4、加藤洋行社製)3.0重量部およびビスコール550P(Tm:145℃、Av:0、三洋化成社製)1.0重量部を用いた以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。
【0060】
(評価方法)
定着ローラーの設定温度を80〜240℃の範囲で調整できるよう改造した電子写真プリンター[SP−1000(システムスピード35mm/s);ミノルタ社製]を用い、得られたトナーの非オフセット域および定着強度の評価を以下のように行い、その結果を結着樹脂およびトナーのMI値とともに表1に示した。なお、MI値については以下のようにして測定した。
【0061】
非オフセット域
ローラー設定温度を5℃おきに80〜240℃まで変化させトナー像を定着させ、オフセットの発生していない温度範囲を求めた。非オフセット域の高温側温度は定着温度より30℃以上高いことが好ましい。
【0062】
定着強度
ローラー温度設定120℃および150℃にてトナー像を定着させ、それぞれの像に、図3に示したように鉛筆硬度計を改造して1Kgの荷重をかけることのできる砂消しゴムをあてて、3往復させた後、イメージ濃度(ID)を測定し、定着強度を以下の式により算出した。定着強度は85%以上が必要である。なお、比較例1および3におけるローラー設定温度120℃での定着強度および実施例7におけるローラー設定温度150℃での定着強度はオフセット発生のため測定できなかった。
【0063】
【数1】
【0064】
MI値
結着樹脂およびトナーのMI値の測定はJIS規格K−7210のA法に準じて行った。なお、測定温度は結着樹脂については150℃、トナーについては125℃で、荷重は共に2.169kgである。
【0065】
以上の結果を下記表1に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
また、これらのトナーを上記プリンターに適用し、定着温度130℃にて8000枚の耐刷テストを行い、耐刷2000枚、5000枚および8000枚終了時における画像濃度、カブリ、フィルミングおよび固着についても以下のように評価した。結果を表2に示した。なお、比較例1および3における耐刷テストはオフセット発生のため測定できなかった。
【0068】
画像濃度
それぞれの耐刷終了時において、画像濃度をサクラデンシトメーター(コニカ社製)により測定し、1.4以上のものを○、1.2以上1.4未満のものを△、1.2未満のものを×とした。
【0069】
カブリ
それぞれの耐刷枚数において、画像上のカブリを目視により観察した。カブリが発生していないものを○、若干カブリが発生しているものの実用上問題がないものを△、カブリが発生しており実用上問題があるものを×とした。
【0070】
フィルミング
それぞれの耐刷枚数において、現像スリーブ表面を目視により観察した。フィルミングが発生していないものを○、若干フィルミングが発生しているものの実用上問題がないものを△、フィルミングが発生しており実用上問題があるものを×とした。
【0071】
固着性
それぞれの耐刷終了時において、現像スリーブ表面を目視により観察した。トナー規制ブレードにトナー固着が生じるとスリーブ上に白スジが発生する。白スジの生じたものを×、生じないものを○、僅かに生じているものの実用上問題のないものを△とした。
【0072】
以上の結果を下記表2に示す。
【表2】
【0073】
比較例1および3で得られたトナーは非オフセット域の下限が高いことから定着温度120℃においてオフセットが発生し、定着強度測定は不可能であった。このため、これらのトナーは低温定着に向かない。また、比較例1のトナーは樹脂のMI値が低すぎることから生産性に劣っていた。
比較例2で得られたトナーは耐刷5000枚を過ぎてからの画像性に問題があった。樹脂のMI値が高すぎることから微粉の発生が原因であると考えられる。また、比較例2においてはトナーのMI値は高すぎるため、非オフセット域の上限は低くなっている。
実施例7で得られたトナーは軟化点の高いオフセット防止剤を使用していないため非オフセット領域が狭くなっている。
実施例8で得られたトナーは軟化点の高いオフセット防止剤として酸価をもたないものを使用しているため耐刷5000枚を過ぎてからのフィルミング性等に問題があった。
【0074】
【発明の効果】
本発明のトナーは耐固着性および低温定着性に優れ、カブリ、フィルミング、画像濃度等の画像性にも優れた静電荷像現像用非磁性一成分トナーである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一成分現像装置の概略構成を示す図である。
【図2】 クリーニング装置および除電装置を装備しない一成分現像装置の概略構成を示す図である。
【図3】 定着強度を測定する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1:感光体ドラム、2:帯電ブラシ、3:電源、4:露光、5:一成分現像装置、6:転写ローラ、6':針電極、7:電源、8:転写材、9:クリーニング装置、10:除電装置、11、11':定着ローラ対、21:駆動ローラ、22:現像スリーブ、23:押圧ガイド、24:トナー規制ブレード、25:バッファ室、26:トナー供給室、27:トナー供給回転部材、28:トナー撹拌・供給回転部材、29:下シール部材、30:弛み部分
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂および着色剤を含む静電荷像現像用トナーであって、調製された該トナーの125℃におけるメルトインデックス値が15〜40(g/10分)であり、前記結着樹脂の150℃におけるメルトインデックス値が3〜12(g/10分)であることを特徴とする静電荷像現像用非磁性一成分トナー。
- 前記トナーが、前記結着樹脂の軟化点より少なくとも10℃低い軟化点を有する低温オフセット防止剤と、前記結着樹脂の軟化点より10℃以上高い軟化点を有する高温オフセット防止剤とを含有することを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用非磁性一成分トナー。
- 前記低温オフセット防止剤と高温オフセット防止剤の合計の含有量が結着樹脂100重量部に対して2〜7重量部であり、低温オフセット防止剤を高温オフセット防止剤より多く含有することを特徴とする請求項2記載の静電荷像現像用非磁性一成分トナー。
- 前記低温オフセット防止剤が60〜100℃の軟化点および1〜20KOHmg/gの酸価を有し、前記高温オフセット防止剤が110〜150℃の軟化点および1〜30KOHmg/gの酸価を有することを特徴とする請求項2または請求項3記載の静電荷像現像用非磁性一成分トナー。
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