JP3902104B2 - Non-magnetic toner for development - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法などに用いられるトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法は、例えば特許文献1、特許文献2および特許文献3に記載されているように、多数の方法が知られている。
【0003】
これらの電子写真法においては、いずれも光導電物質を利用し、種々の手法により、感光体上に電気的潜像を形成し、次いでこの潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて直接的あるいは間接的手段を用い、紙などの転写剤にトナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱と加圧、あるいは溶剤蒸気などにより定着し、画像の印刷物を得ており、また感光体に転写せずに残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上述の工程が繰り返される。
【0004】
近年では、転写機およびレーザービームプリンタのような電子写真技術を用いた画像形成装置が大きく普及し、小型化、高速化が進行しており、このため従来の二成分現像システムよりも現像器を簡易化し小型化することが可能な一現像システムが広く用いられるようになった。この一現像システムには、トナー中に磁性体を含有させる一成分磁性トナーを用いたシステムや、最近のカラープリンタの急速な普及に伴なう、フルカラー画像を形成するために発色性のよい非磁性の1成分トナーを用いるシステムがある。このような問題に対し、トナーを球形化することにより、転写性を改善する対策が例えば特許文献4に記載されている。
【0005】
【特許文献1】
米国特許第2.297.691号
【特許文献2】
特公昭42−23910号公報
【特許文献3】
特公昭43−24748号公報
【特許文献4】
特開平9−258474号公報 (請求項1など)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
最近におけるカラープリンタの普及に伴い、画像は潜像に現像された後、転写紙に各毎に転写されるのではなく、フルカラー画像を形成するために、転写ベルトや転写ドラムのような中間転写体に各色の画像が形成され、そのに一括転写される方式が広く用いられるようになった。
【0007】
従来のシステムでは、トナーは感光体などに現像された後、転写紙に転写され、ヒートローラーのようなり定着システムにより定着されていたが、中間転写システムが採用されることにより、転写工程が増え、廃トナーの発生量が多くなるという問題が生じている。
【0008】
このような問題に対し、トナーを球形化することにより、転写性を改善する対策が例えば特許文献4に記載されている。しかしながら、球形化を行なった非磁性一成分現像方式においては、現像ローラー上のトナー層が均一化せず、トナー被覆層が不均一に形成される結果、画像上に濃淡部位が生じてしまうことがあった。
【0009】
また、小型のカラープリンターの普及とともに、電子写真法の用いられる環境も多様化されるようになり、このため広い温湿度環境に対応できることが求められるようになった。小型のカラープリンターのシステムとしては、非磁性一成分現像が最も好ましい現像システムであるが、非磁性一成分現像方法の場合には、広い温湿度環境に対応しつつ、高品質の画像特性を初期からライフエンドまで安定して得ることが難しいという問題があった。中でも、低温低湿、あるいは高温高湿下において、カートリッジ開封直後の初期画像やトナー切れ前にカブリを生じたり、文字まわりに飛び散りが起きたり、またトナーの消費量が異常に多くなることにより定着オフセットを生じ、転写紙の歪みから両面印刷時の紙詰まりの原因となることなどがあった。
【0010】
また従来の白黒画像の場合には、ベタ部の画像濃度が重要な品質課題であったが、カラー画像の場合には、ハーフトーンと呼ばれる中間調画像部の濃度の再現性が重要視される。ところがこの中間調濃度を再現性を得ることが、非磁性一成分現像では難しい。従って非磁性一成分現像用トナーに対し、ベタ部での濃度の安定性に加え、中間調濃度の安定性を得ることが要求されている。
【0011】
このように、フルカラー画像を形成する小型のプリンターにおいては、非磁性一成分現像が最も好ましい現像システムであるが、高品質の画像特性を初期からライフエンドまで安定して得ることが難しく、また中間調濃度を再現性を得ることが難しいという問題点かあり、このため、非磁性一成分現像に用いるトナーの大幅な改良により、高品質の画像特性を初期からライフエンドまで安定して得られるようにすることが強く望まれてきた。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を行なった結果、非磁性一成分の現像用非磁性トナーが、結着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナー母体に、外添剤としてシリカおよび酸化チタンの少なくとも一方がトナー母体100質量部に対し0.1質量部以上外添されており、前記結着樹脂は、ガラス転移点が50℃以上65℃以下であり、GPCを用いた分子量分布測定において、重量平均分子量Mwが70,000以上、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが20以上50以下であり、分子量分布の極大値が分子量3,000以上20,000以下の区間にあり、分子量150,000以上の成分が10〜30%であり、分子量150,000以上における分子量分布の極大値が存在する場合には、上記分子量150,000以上における分子量分布の極大値が、分子量3,000以上20,000以下の区間に存在する前記分子量分布の極大値の1/3以下であり、酸価が10mgKOH/g以下であるポリエステル樹脂であり、前記ワックスは、炭化水素ワックス、ポリエチレンワックスおよびエステルワックスの少なくとも1種であって、その融点が50℃以上90℃以下であり、前記トナー母体は、前記結着樹脂と前記着色剤と前記ワックスとを含有する混合物が溶融混練され粉砕され前記結着樹脂のガラス転移点と前記ワックスの融点よりも高い温度の熱風で気相中処理された円形度の算術平均値0.73以上0.84以下、体積平均粒径11μm以下の粒子であることにより、こうした課題が解決されることを見出した。
【0013】
本発明の非磁性トナーのこのような構成によれば、転写特性が優れ、中間調の再現性も良好である一方でトナー粒子表面の劣化や磨耗が少なく、また環境特性が良好であるため安定性に優れ、このため、高品質の画像特性を初期からライフエンドまで安定して得ることができる非磁性トナー粒子を提供することができる。また本発明の非磁性トナーは、熱風による気相中処理において合一粒子の発生が防止され、所定形状のトナー粒子を得ることができ、その製造が比較的容易であるという特徴を持つ。
【0014】
本発明の非磁性トナーにおいては、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用い、このポリエステル樹脂のGPCを用いて測定した分子量分布において、分子量分布の極大値が3,000以上20,000以下の範囲にあり、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnを50以下にし、また分子量150,000以上の成分を30%以下、分子量150,000以上に分子量分布の極大値が分子量3000以上20,000以下の区間に存在する分子量分布の極大値の1/3を超える分子量分布の山が存在しないようにし、これに上記のワックスとを組み合せてトナー母体粒子に用いることにより、粉砕工程後の熱風による気相中処理で所定の円形度を得ることができ、しかもトナー表面の耐磨耗性を得ることができる。
【0015】
本発明の非磁性トナーにおいては、結着樹脂のGPCにおける分子量分布において、高分子量成分が多い場合には、熱風の温度を高温にする必要があり、多大なエネルギーを必要とするが、上記の分子量分布の結合樹脂と上記ワックスとの組み合せとすることにより、熱風の温度をさほど高温にする必要がないので、エネルギー消費の面からも好ましい。
【0016】
これに対し、トナー母体に用いる結着樹脂において、GPCによる分子量分布の最大のピークが、分子量3,000以下に存在する場合や、Mw/Mnが20未満である場合や、分子量150,000以上の成分が15%未満である場合には、熱風の温度が低い温度でも円形度は0.73以上となり易いものの、トナーとトナー担持体との間の摩擦によるトナー表面の劣化が起り易く、カブリを生じ易くなる。
【0017】
本発明の非磁性トナーにおいて、結着樹脂として用いる樹脂のガラス転移点は50℃以上65℃以下である。結着樹脂のガラス転移点が50℃よりも低いと、トナーはトナー担持体との間の摩擦によりトナー表面が劣化し、現像特性が低下する。その結果、カブリが生じたり、消費量が増大したりするようになりやすい。他方でガラス転移点が高過ぎると、トナーで現像した画像が定着され難くなる。定着を容易にするために、結着樹脂のガラス転移点は65℃以下であればよい。
【0018】
本発明の非磁性トナーにおいて、結合樹脂の酸価は10mgKOH/g以下である。このように酸価を小さくすることにより、着色剤を含んだ場合に良好な環境特性を得ることができ、低温低湿時、高温高湿時に多数印刷した場合においても濃度の変化を小さく保つことができる。より良好な環境特性を得るために、酸価を5mgKOH/g以下にすることがさらに好ましい。
【0019】
本発明の非磁性トナーが含有するワックスは、合成炭化水素ワックスおよびエステルワックスの少なくとも1種であって、その融点が50℃以上90℃以下のものが好ましい。
【0020】
本発明のバインダー樹脂にこのワックスを組み合せた場合には、熱風による気相中処理において合一粒子の発生が抑制される。従来はトナー粒子にワックスを添加すると、バインダー樹脂との組み合せの結果として、合一粒子が発生しやすくなるという問題があったが、本発明により、こうした問題点が解決された。
【0021】
本発明の非磁性トナーは、トナー母体粒子の円形度が0.73以上0.84以下である。本発明の非磁性トナーにおいて、優れた転写特性を得るためには、トナー母体粒子の円形度は0.73以上がよく、他方でトナー担持体との間の摩擦によるトナー表面の劣化は、トナー粒子が球に近いほど、つまりトナー母体粒子の円形度が大きいほど起りやすく、このためトナー母体粒子の円形度としては、0.84以下がよいことがわかった。
【0022】
また本発明者らは、さらに研究を進めた結果、現像用非磁性トナーが、結着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナー母体に、外添剤としてシリカおよび酸化チタンの少なくとも一方を0.1質量部以上4.0質量部以下と、酸化セリウムを45%以上含有する体積平均5μm以下の微粉体を0.05質量部以上3.0質量部以下とが外添されており、前記トナー母体は、前記結着樹脂と前記着色剤と前記ワックスとを含有する混合物が溶融混練され粉砕され前記結着樹脂のガラス転移点と前記ワックスの融点よりも高い温度の熱風で気相中処理された円形度の算術平均値0.73以上0.84以下、体積平均粒径11μm以下であることによって、トナーが均一に被覆され画像が均一になり、またプリント1枚あたりのトナーの消費量が減少するなど、優れた特徴を得ることができることを見出した。ここに酸化セリウムを45%以上含有する体積平均5μm以下の微粉体の外添量はトナー母体に対し、0.05質量%以上の外添が有効であり、またトナーの基本的な特性を低下させないために、その外添量は3.0質量%以下とすることが好ましい。
【0023】
この外添剤として酸化セリウム含有微粉体の外添された本発明の非磁性トナーに用いる結着樹脂は特に限定されないが、前述した非磁性トナーの場合と同様に、ガラス転移点が50℃以上65℃以下であり、GPCを用いた分子量分布測定において、質量平均分子量Mwが70,000以上、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが20以上50以下であり、分子量分布の極大値が分子量3,000以上20,000以下の区間にあり、分子量150,000以上の成分が10〜30%であり、分子量150,000以上における分子量分布の極大値が分子量3,000以上20,000以下の区間に存在する前記分子量分布の極大値の1/3以下であり、さらに酸価が10mgKOH/g以下であるポリエステル樹脂を好ましく用いることができる。またこの結着樹脂とともに用いるワックスとして、合成炭化水素ワックスおよびエステルワックスの少なくとも1種であって、その融点が50℃以上90℃以下であるものが好ましい。
【0024】
このようにすることにより、転写特性が優れる一方でトナー粒子表面の劣化や磨耗が少なく、また環境特性が良好であるため安定性に優れた非磁性トナー粒子を得ることができ、さらに熱風による気相中処理において合一粒子の発生を防いで所定形状のトナー粒子を得ることができ、その製造が比較的容易であるなど、先に述べた非磁性トナーと同様の優れた特性を得ることができる。
【0025】
この外添剤として酸化セリウム含有微粉体の外添された本発明の非磁性トナーにおいては、着色剤としてC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド238、C.I.ピグメントレッド146、及びC.I.ピグメントレッド57:1から選ばれる少なくとも1種を1〜5質量%含有したものを用いた場合に、特にその優れた効果を得ることができる。
【0026】
その含有量としては、着色剤としてC.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド238とをそれぞれ0.5〜4質量%の範囲であることが好ましい。
【0027】
なお、ここでは着色剤をC.I.ネームで記した。着色剤のC.I.ネームは、SDC(the society of Dyers and Colouists)とAATCC(The American Association of Textile Chemists and Colorists)の共編で出版されたColour Indexに従うもので、例えばC.I.ピグメントレッド122は次の化学式、
【化1】

Figure 0003902104
で示される有機着色剤である。
【0028】
また本発明の非磁性トナーにおいては、帯電制御剤として、サルチル酸金属化合物あるいはホウ素錯体、あるいは環状フェノール系オリゴマーから選ばれる1種以上を0.5以上10質量%以下含有することができる。
【0029】
本発明の非磁性トナーは、このような帯電制御剤を有することにより、印字の品質の環境特性が安定化する。特に、カブリや飛び散りは、高湿環境下や低湿環境下では顕著に現れる傾向があるが、本発明の非磁性トナーは、高温高湿下、あるいは低湿環境下においても好ましい特性を示す。これはトナー表面に吸着している水分量が適度であるとともに、これが現像特性に良い影響を与えているためと考えられる。
【0030】
本発明において、GPCによる分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC法)を用いて測定をすることにより得られる分子量分布である。GPCを用いた分子量分布の測定から成分比率を得るには、GPCチャートの面積比を用いる。なお、GPCの詳細については、例えば、高純度化技術大系 第1巻 分析技術(フジテクノシステム、1996 刊)第919頁〜第926頁、あるいは、森 定雄:サイズ排除クロマトグラフィー 高分子の液体クロマトグラフィー 共立出版 1991 刊などに記載されている。
【0031】
ここでは結着樹脂の組成物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、その可溶分の分子量分布として測定を行なう。ポリエステル樹脂の場合のGPC測定用試料は以下のようにして作製する。まずポリエステル樹脂をTHF中に入れ、数時間放置した後、十分振とうし、ポリエステルの合一体がなくなるまでTHFとよく混ぜ、さらに12時間以上静置する。このとき、THF中での放置時間が24時間以上になるようにする。その後、ポアサイズ0.45〜0.5μmのサンプル処理フィルター、例えばマイショリディスクH−25−5(東ソー社製)、あるいはエキクロディスク25CR(ゲルマンサイエンスジャパン社製)などのフィルターを通過させ、GPC試料とする。ポリエステル樹脂濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mLとなるように調整する。
【0032】
結着樹脂の場合、トナーのトルエン抽出液からトルエンを蒸発させ、得られた固形物をクロロホルムと混合し、クロロホルム分散液を得て、このクロロホルム分散液をろ過して、クロロホルム不溶固形分とクロロホルム溶液のろ液とに分離する。このろ液からクロロホルムを蒸発させ、固形物をTHFと混合してポリエステル樹脂の場合と同様にしてGPC測定のための試料を作製する。
【0033】
ポリエステル樹脂のTHF可溶成分および結着樹脂のTHF可溶成分のGPCによる分子量および分子量分布は以下の方法で測定される40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mLの流速で流し、THF試料溶液を約100μL注入して測定する。
【0034】
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製あるいは昭和電工社製の分子量が10〜10程度のものを用い、少なくとも5点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器には屈折率(RI)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのがよい。
【0035】
本発明の非磁性トナーにおいて、結着樹脂の酸価は、結着樹脂に含まれる遊離脂肪酸の中和に必要な結着樹脂1gあたりの水酸化カリウム(KOH)の量である。
【0036】
さらに本発明において円形度の算術平均値はマルチイメージアナライザーを装着したコールターマルチサイザーIIによって測定できる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、その実施の形態によって詳細かつ具体的に説明する。
【0038】
本発明に用いられるポリエステル樹脂の組成における2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1.5−ペンタンジオール、1.6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−へキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また次の化2で表されるビスフェノールおよびその誘導体、
【化2】
Figure 0003902104
(上記化学式中、Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yはそれぞれ0以上の整数であり、かつx+yの平均値が0〜10である。)が挙げられる。
【0039】
また、次の化3で表されるジオール類、
【化3】
Figure 0003902104
(上記化学式中、Rは−CH2−CH2−、または次の化4で示される
【化4】
Figure 0003902104
であり、x,yは0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0〜10である)が挙げられる。
【0040】
また本発明に用いられるポリエステル樹脂の組成における2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類、またはその無水物、低級アルキルエステル、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類またはその無水物、低級アルキルエステル:n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類またはアルキルコハク酸類、またはその無水物、低級アルキルエステル:フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類またはその無水物、低級アルキルエステル:などのジカルボン酸類およびその誘導体が挙げられる。
【0041】
また、架橋成分としても働く3価以上のアルコール成分と3価以上の酸成分を併用することが耐久性を向上させる上で好ましい。
【0042】
3価以上の多価アルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,6−へキサントリオール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5-トリヒドロキシベンゼンなどが挙げられる。
【0043】
また、本発明における3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えはトリメリット酸、ピロメリット酸、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、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1.2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、およびこれらの無水物、低級アルキルエステル、次の化5の化学式
【化5】
Figure 0003902104
(上記化学式中、Xは炭素数1以上の側鎖を1個以上有していてもよい炭素数30以下のアルキレン基またはアルケニレン基)
で表されるテトラカルボン酸など、およびこれらの無水物、低級アルキルエステルなどの多価カルボン酸類およびその誘導体が挙げられる。
【0044】
本発明に用いられるポリエステル樹脂組成におけるアルコール成分は、40〜60mol%、より好ましくは45〜55mol%、酸成分としては60〜40mol%、より好ましくは55〜45mol%である。また3価以上の多価の成分は全成分の1〜50mol%であることが好ましい。
【0045】
また、本発明のトナー母体には、他の樹脂を併用することができる。その範囲は上記ポリエステル樹脂の20%の範囲が好ましい。併用されるトナー母体の結着樹脂の種類としては、例えばポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、などのスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変成フェノール樹脂、天然樹脂変成マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、、、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。また、架橋されたスチレン系樹脂も好ましく使用できる。中でもスチレン系共重合体がポリエステル樹脂との相溶性の面から好ましい。
【0046】
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、二重結合を有するモノカルボン酸またはその置換体(例えばアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルへキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、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、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、アクリルアミドなど)、二重結合を有するジカルボン酸およびその置換体(例えばマレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルなど)、ビニルエステル類(例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなど)、エチレン系オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなど)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルへキシル向けトンなど)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなど)、などが単独または組み合わせて用いられる。
【0047】
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。芳香族ジビニル化合物(例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなど)、二重結合を2個有するカルボン酸エステル(例えはエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタジオールジメタクリレートなど)、ジビニル化合物(ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなど)、および3個以上のビニル基を有する化合物などが単独または組み合わせて使用することができる。
【0048】
本発明の非磁性トナーの製造には、酸価7〜15mgKOH/g、平均分子量50,000以下、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物とフマル酸あるいはマレイン酸との共重合ポリエステルに顔料が分散混合された顔料分散マスターバッチを用いることができる。この顔料分散マスターバッチを用いることにより、画像濃度の向上、中間調現像性の向上を図ることができる。
【0049】
このマスターバッチを予め作り、さらにこれを樹脂および他のトナー材料と混合後、溶融混練し、トナー中に着色剤を分散するトナー製造方法が、顔料分散がよく、画像濃度の向上の面から好ましい。
【0050】
マスターバッチを予め作って用いることにより、顔料分散がよくなり濃度を向上させることができること自体は知られている。しかしマスターバッチにおいてビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物とフマル酸あるいはマレイン酸との共重合ポリエステルを樹脂として用いることにより、中間調の画像濃度が著しく向上することを本発明者らは見出した。この理由についてはまだ十分に明らかにできてはいないが、ポリエステルモノマー種の特性によるものと推定している。
【0051】
マスターバッチに用いられる樹脂は、GPCにおける分子量分布において、平均分子量3,000以上50,000以下であり、Mw/Mnが10以下のものが用いられる。Tgは、DSCによる中点法で、50℃から65℃のものが用いられる。また、その水酸基価は、8以上25以下のものを用いることができる。
【0052】
これらのマスターバッチ製作には、ポリエステル樹脂、着色剤、さらには必要に応じてその他の添加剤を、ヘンシェルミキサー、ボールミルなどの混合機により十分に混合し、得られた混合物を加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーなどの熱混合機を用いて溶融混練する方法、あるいはポリエステル樹脂を顔料分散溶液と常圧あるいは加圧下で混合混練する方法を用いることができる。
【0053】
マスターバッチにおける着色剤の含有量は、20質量%〜55質量%が好ましい。着色剤の量が55質量%を超えると、熱混練機での製造が困難となり、他方で20質量%未満ではマスターいバッチを用いることによる顔料分散の効果が少なくなる。
【0054】
また、このマスターバッチと、上記した分子量分布と酸価を持つポリエステル樹脂とをトナーに含有させることにより、中間調部分の濃度をさらに上げるとともに、耐久性に優れ、さらにトナーの現像スリーブからの飛び散りを抑制し、画像を形成するプリンターや複写機内部へのトナー飛散による汚れを軽減できるトナーを得る。
【0055】
本発明に用いられる着色剤としては次のものが使用できる。まず、黒色着色剤としては、カーボンブラック、アニリンフブラック、アセチレンブラック、ベンガラ、アゾ系染料が用いられ、また以下に示すイエロー/マゼンタ、シアン着色剤を混合し黒色に調色されたものを使用できる。これら本発明の着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー中への分散性の点から選択される。この着色剤の添加量は、トナーの結着樹脂100質量部に対し1〜10質量部添加になるように用いられる。
【0056】
黒色の着色剤としてカーボンブラックを用いる際には、チャンネル法で製造されたチャンネルブラック、およびファーネス法で製造されたフアーネスブラックが用いられ、pH2〜10の範囲のものが好ましく用いられ、pH2〜5のものがより好ましく用いられる。またその平均一次粒子径が20〜50nmの範囲のものが好ましく用いられる。
【0057】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物などが用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2,3,5,6,7,23,48:2、48:3,48:4,57:1、81:1,122,146,166,169,177,184,185,202,206,220,221,238,254が好ましい。.
【0058】
これらの中でも特にC.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド146、あるいはC.I.ピグメントレッド57:1が、トナーにした場合の現像特性の面から本発明の着色剤として好ましく、これらをトナーに1〜5質量%の範囲で含有させることが好ましい。さらにはC.I.ピグメントレッド122、C.Iとピグメントレッド238とを同時に含有することが現像特性から好ましく、それぞれ1〜4質量%の範囲で含有することが一段と好ましい。
【0059】
本発明における非磁性トナーにおいては、着色剤としてマゼンタ顔料を用いた場合に、外添剤としてシリカおよび酸化チタンの少なくともいずれか一方を含有するほかに、酸化セリウムを45%以上含有する体積平均5μm以下の微粉体がトナーに対し0.05質量%以上外添されていることによって、初期のムラを抑制する効果が得られる。また酸化セリウムを80質量%以上含有する体積平均粒径5μm以下の微粉体を用いれば、初期のムラを抑制する効果がさらに大きい。なお、酸化セリウムの外添量の上限は、トナーの転写特性などを考慮して、3.0質量%以下にすることが好ましい。
【0060】
本発明に用いられるシアン系着色剤としては、銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1.7,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66などが特に好適に利用できる。これらの着色剤は、単独または混合し、さらには固溶体の状態で用いることができる。中でも銅フタロシアニン顔料を1〜5質量%含有することが、良好な現像特性を得る上で好ましい。
【0061】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物などが用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12,13,14,15,17,62,74,83,93,94,95,109,110,111,128,129,147,168,180などが好適に用いられる。中でもC.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、あるいはC.I.ピグメントイエロー180を1〜5質量%含有することが現像特性の面から好ましい。
【0062】
本発明の非磁性トナーにおいては、定着時の定着部材からの離型性の向上、定着性の向上の点から、ワックス類をトナー母体粒子中に含有させる。このようなワックスとしては、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、ポリエチレンワックスおよびその誘導体、パラフィ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、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、エステルワックスおよびその誘導体、カルナバワックスおよびその誘導体、その他の天然系ワックスおよびその誘導体などを挙げることができ、またこれら誘導体としては、酸化物やビニル系モノマーとのブロック共重合体、グラフト変性物を挙げることができる。
【0063】
これらの中で、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、高級アルコールなどが、現像スリーブ上にブレードによりトナーがコートされ、靜電荷像の現像に供せられる非磁性一成分現像法に用いられる場合に、現像特性の面から好ましい。これらのワックスの具体例としては、カルナバワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油、水添ホホバ油、ライスワックス、モンタン酸ワックス、日本精蝋(株)製LUVAXシリーズ、HNPシリーズ、三洋化成(株)製サンワックスシリーズ、三井化学(株)製ハイワックスシリーズ、シューマンサゾール社製パラフリントシリーズ、H1、H2、クラリアント社製H4、R21など、ペトロライト社製ユニリンシリーズ、などが挙げられる。
【0064】
本発明に用いるこのようなワックスとしては、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線において、オンセツト温度が50℃から120℃の範囲、ピーク温度が60℃から140℃の範囲のものが好ましい。DSC曲線の測定は、例えばセイコー電子(株)製DSC測定装置により測定することができる。測定にあたっては、試料を室温から昇温し、200℃まで加熱した後、0℃まで降温して5分間保持し、10℃/分の昇温速度によって200℃まで昇温したした際に得られるデータを用いる。
【0065】
中でも本発明に用いるワックスとしては、融点50℃から90℃の合成炭化水素ワックス、エステルワックスから選ばれる化合物を好ましく用いることができる。その融点測定には、例えばセイコーインスツルメンツ社製のDSC装置を用い、DSC曲線のオンセット温度を適用する。これらのワックス類は、0.5〜10質量%の範囲で含有させることにより、所要の作用効果を得ることができる。
【0066】
本発明の非磁性トナーに添加するこの他の添加剤として、シリコーンオイル、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油およびその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタムなども添加することができる。
【0067】
本発明の非磁性トナーには、帯電制御剤を含有させて帯電特性を制御することができる。トナーを負荷電性に制御するものとしては、例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、このほかにトナーを負荷電性に制御するものとしてモノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物がある。他に芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノおよびポリカルボン酸およびその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールなどのフェノール誘導体類などを挙げることができる。
【0068】
本発明の非磁性トナーに使用できるこのほかの帯電制御剤として、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体、ノンメタルカルボン酸系化合物などを挙げることができる。
【0069】
これらの中でも、帯電性、色味の面から、サリチル酸金属化合物あるいはホウ素錯体、あるいは環状フェノール系オリゴマーが好ましく、環状フェノール系オリゴマーとしては、カリックスアレーン類が挙げられる。これらの化合物から選ばれる1種以上を、0.5質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
【0070】
これらの化合物の具体例として、サリチル酸の金属化合物であるオリエント化学(株)製商品名ポントロンE81、ポントロンE84、ポントロンE88、保土ヶ谷化学(株)製商品名TN105が挙げられる。これらは、トナー中に0.5質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
【0071】
ホウ素錯化合物としては、日本カーリット(株)製商品名LR147が挙げられる。これらはトナー中に0.5質量%以上3質量%以下含有することが好ましい。また環状フェノール系オリゴマーとしては、オリエント化学(株)製商品名ボントロンE89が挙げられる。これらはトナー中に0.5質量%以上2質量%以下含有することが好ましい。
【0072】
荷電制御性粒子としては、金属酸化物として、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなど、およびカーボンブラックなどの各種カーボンが挙げられる。
【0073】
これらの添加剤は、トナー粒子100質量部に対し、0.1〜10質量部が用いられる。これらの添加剤は、単独で用いても、また、複数種を併用してもよい。
【0074】
本発明の非磁性トナーは、体積平均粒径が11μm以下であることによって、上記した優れた作用効果を得ることができる。本発明の非磁性トナーにおいて、その優れた作用効果を得るために、体積平均粒径が5.8μm以上10.5μm以下であることがより好ましく、また5.0μm以下の粒子の含有量が個数で20%以下、20μm以上の粒子の含有量が質量で1.0%以下であることがより好ましい。また5.0μm以下の粒子の含有量が個数で16%以下であ.ることがさらに好ましい。
【0075】
このような本発明のトナーの粒度測定はコールターカウンター法によって行なうことができる。測定装置として、コールター社製のコールターマルチサイザーIIを用い、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて、1%NaCl水溶液を調整する。電解液としては、例えばコールターサイエンティフィックジャパン社製ISOTON R−IIが使用できる。測定法としては、この電解水溶液100〜150mL中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5mLを加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行ない、上記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、256チャンネルモードにて、2.05μm以上のトナーの体積、個数ををを測定し、計算して質量分布と個数分布とを計算する。
【0076】
本発明において、トナー母体の円形度の算術平均値は、例えばマルチイメージアナライザーを装着したコールターマルチサイザーIIによって測定できる。本発明においては、この測定装置を用いて、アパーチャー径100μm、測定フレーム径286μm、レンズ倍率40倍で、2,800個のトナー粒子を測定し、そこから円形度の算術平均値を求めた。このようにして測定される円形度を0.73以上0.84以下に制御し、本発明に用いることができる。
【0077】
本発明においては、流動性を付与する外添剤として、シリカあるいは酸化チタンを用いる。本発明において流動性を付与する外添剤として用いるシリカあるいは酸化チタンは、粒径として0.001〜1.0μmのものを用いることができる。このような本発明に用いるシリカあるいは酸化チタンは、表面をシランカップリング剤、シリコーンオイルなどにより、予め疎水化したものを用いることができる。
【0078】
本発明に用いるシリカあるいは酸化チタンは、トナー粒子100質量部に対し、0.1〜4.0質量部の範囲で含まれるのが好ましい。その含有量が0.1質量部よりも少ない場合には、トナー粒子に十分な流動性を付与することができなくなり、画像上の濃度が低くなることがあり、また4.0質量部より多い場合には、感光体融着や低温低湿下での帯電量が増大し、画像濃度の低下を招く。
【0079】
本発明においては、すでに述べたように、トナーに酸化セリウム微粉体を外添することにより、熱風により処理したトナーを用いた際の画像のムラの発生が抑制され、均一な画像を得ることができる。本発明に用いられる酸化セリウム含有微粉体は、その微粉体中に酸化セリウムを45質量%以上含有すればよい。酸化セリウムの含有量が45質量%未満の場合はムラの抑制効果が不足する。
【0080】
本発明において、トナーに外添する酸化セリウム含有微粉体は、その体積平均粒径が5μm以下で用いられる。また、酸化セリウム含有微粉体は、シラザンやアルコキシシランなどのシランカップリング剤、シリコーンオイルなどで疎水化処理されていてもよい。このような酸化セリウムとして、例えば昭和電工(株)製のSHOROX、SHO−POLISHシリーズなどが挙げられる。
【0081】
本発明のトナーには、研磨剤として、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロムなどの金属酸化物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの金属塩を用いることができる。
【0082】
また本発明の非磁性トナーには、滑剤としてフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂粉体、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩などを用いることができる。
【0083】
本発明の非磁性トナーは次のようにして製造することができる。まず、結着樹脂、低軟化点物質であるワックス、着色剤としての顔料または染料、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤を、ヘンシェルミキサー、ボールミルなどの混合機により十分に混合し、得られた混合物を過熱ロールニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、樹脂成分を互いに相溶させた中に、低軟化点物質、顔料、染料、磁性体を分散または溶解し、得られた混練物を冷却固化後、粉砕および分級を行なって粉砕トナーを得る。
【0084】
次に粉砕工程を経た粉砕トナーに対し、結着樹脂のガラス転移点とワックスの融点よりも高い温度の熱風により、気相中処理を施す。こうすることにより、混練−粉砕法で得られたトナー母体粒子の形状をより均一な形状に制御し、またトナー表面の平滑性を上げ、付着応力を低減することができる。
【0085】
粉砕工程を経たトナー材を結着樹脂のガラス転移点とワックスの融点よりも高い温度の熱風により気相中にて処理する装置として、日本ニューマチック工業製のサーフュージョンシステム、奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステム、川崎重工業社製クリプトロンコスモスシステム、ホソカワミクロン社製イノマイザーシステム、などの高速気流中衝撃法を応用した表面改質装置、ホソカワミクロン社製メカノフュージョンシステムなどを用いることができる。また岡田精工製メカノミルなどの乾式メカノケミカル法を応用した表面改質装置により、加熱処理を施してもよい。これらの中で、日本ニューマチック工業製のサーフュージョンシステムを用いた処理により、特に優れた結果が得られる。
【0086】
本発明においては、トナーの製造工程において、粉砕工程に、結着樹脂のガラス転移点とワックスの融点より高い温度熱風により気相中においてトナー母体粒子を処理する工程を加えることによって、粒子をより均一な形状に整え、またトナー粒子表面の平滑性を高め、付着応力を低減させる。これによって製造するトナーの帯電の均一性を高めることができ、画像性能に優れるトナーを製造することができる。
【0087】
サーフュージョンシステムにおける処理温度とは、熱処理領域に供給される熱風の温度をいう。本発明におけるバインダー樹脂を使用した非磁性トナーにおいて、サーフュージョンシステムを用いる場合には、その装置の種類によりそれぞれに最適の熱風温度がある。SFS−3型を用いる場合には、バインダー樹脂のガラス転移点とワックスの融点のうち高い方の温度よりも50℃〜350℃高い温度、またSFS−30型を使用する場合には、バインダー樹脂のガラス転移点およびワックスの融点のうち、高い方の温度よりも30℃〜330℃高い温度、さらにSFS−50型を使用する場合には、バインダー樹脂のガラス転移点あるいはワックスの融点のうち、高い方の温度から0℃〜330℃高い温度の熱風温度を用いる。
【0088】
トナー粒子にワックスが添加された場合には、バインダー樹脂との組み合せにより、従来は合一粒子が発生しやすくなる傾向にあったが、本発明の上記バインダー樹脂とワックスとを組み合せにより、合一粒子の発生が抑制できるようになった。
【0089】
従来における合一粒子の抑制方法としては、特開2000−003063号公報、特開2000−003068号公報、特開2000−003069号公報、および特開2000−003075号公報などにあるように、熱処理前に流動化処理として、シリカや酸化チタンなどの外添剤を多めに外添した後に、熱風処理を施すことが知られている。しかしながら、このような熱風処理前に流動化処理を施したトナーは、プリンターや複写機に適用した場合に、感光体上にフィルミングと呼ばれるトナーあるいはトナー成分が感光体に付着する現象が発生し易いという問題があった。
【0090】
これに対し、本発明のバインダー樹脂とワックスを用いた場合には、この合一粒子の発生が抑えられるので、熱風処理後にシリカあるいは酸化チタンなどの外添剤を外添混合し、フィルミングを抑制することができる。
【0091】
本発明の非磁性トナーは2成分系現像剤に用いることもできる。本発明の非磁性トナーを2成分系現像剤として用いる場合には、キャリアと混合して用いられ、トナーとキャリアの混合比は、トナー濃度として0.1〜50質量%で用いられ、より好ましくは0.5〜20質量%で用いられ、さらに好ましくは3〜1質量%で用いられる。
【0092】
このキャリアコア材料としては、例えば表面酸化した鉄または未酸化の鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、マンガン、クロム、希土類の金属、それらの合金、化合物、酸化物、磁性フェライトなどが用いられる。中でもフェライトキャリアを98質量%以上含有するものが好ましく用いられる。
【0093】
キャリアとその製造方法として特別な制約はなく、コア材の表面を樹脂などで被覆したコートキャリアが特に好ましい。被覆する方法としては、樹脂などの被覆材を溶液中に溶解または懸濁させて被覆液を調製し、この被覆液をキャリア粒子表面に塗布しキャリア粒子表面に付着させる方法など、従来において公知の方法が適用できる。
【0094】
コートキャリアの被覆用に用いられる結着樹脂としては、スチレン、クロルスチレンなどのスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、ラク酸ビニルなどのビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル,アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル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などのビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルへキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体などが挙げられる。
【0095】
特に代表的な結着樹脂としては、導電性微粒子の分酸性やコート層としての成膜性、トナースペント防止,生産性という点などから、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。さらにポリカーボネート、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、などが挙げられる。特にスペント防止という観点から、臨界表面張力の小さい樹脂、例えばポリオレフィン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などを含んでいることがより望ましい。
【0096】
なお、ブレンド量は、全バインダー量に対するフッ素系樹脂、ポリオレフィン、シリコーン系樹脂などの割合が、1.0〜60質量%であることが適当であり、特に2.0〜40質量%であることが望ましい。その含有量が1.0質量%未満であると、表面改質効果が十分でなく、トナースペントに効果がない。またその含有量が60質量%を超えると、両者が均一に分散されにくいため、体積抵抗値に部分的なムラが生じ、帯電特性が劣化するためである。
【0097】
なお、キャリアの被覆用結着樹脂として用いられるフッ素樹脂としては、例えばフッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどと他のモノマーとの溶剤可溶性の共重合体が挙げられる。
【0098】
またキャリアの被覆用結着樹脂として用いられるシリコーン樹脂としては、例えば信越シリコーン社製KR271、KR282、KR311、KR255、KR155(ストレートシリコーンワニス)、KR211、KR212、KR216、KR213、KR217、KR218(変性用シリコーンワニス)、SA−4、KR206、KR5206(シリコーンアルキッドワニス)、ES1001、ES1001N、ESD1002T、ES1004(シリコーンエポキシワニス)、KR9706(シリコーンアクリルワニス)、KR5203、KR5221(シリコーンポリエステルワニス)、東レシリコーン社製のSR2100、SR2101、SR2107、SR2110、SR2108、SR2109、SR2400、SR2410、SR2411、SH805、SH806A、SH840などが用いられる。
【0099】
上記の材料の使用量は状況に応じ適宜決定することができるが、総量でキャリアに対し0.1〜30質量%使用することが好ましく,0.5〜20質量%用いることがさらに好ましい。
【0100】
キャリアの平均粒径は20〜100μm、より好ましくは25〜70μm、さらに好ましくは25〜65μmである。
【0101】
特に好ましいキャリアとしては、Cu−Zn−Fe(組成質量比(5〜20):(5〜20):(30〜80))の3元素を持つフェライト粒子であり、その表面ワフッ素系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂またはそれらの混合樹脂で被覆したものが挙げられる。例えば、混合樹脂としてポリフッ化ビニリデンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂;ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂;フッ素系共重合体とスチレン系共重合体;などを90:10〜20:80、より好ましくは70:30〜30:70の質量比率の混合物を挙げることができる。
【0102】
コーティング剤を0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜1質量%コーティングし、250メッシュをパスし350メッシュにオンするキャリア粒子が70質量%以上ある上記平均粒径を有するコート磁性フェライトキャリアが好ましいキャリアとして挙げられる。このフッ素共重合体としては、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体の質量比率10:90〜90:10の混合物が例示され、スチレン系共重合体としてはスチレン−アクリル酸2−エチルへキシル共重合体の質量比20:80〜80:20の混合物、スチレン-アクリル酸2−エチルへキシン−メタクリル酸メチル共重合体の質量比(20〜60):(5〜30):(10〜50)の混合物が例示される。
【0103】
粒度分布のシャープな上記コート磁性フェライトキャリアは、本発明シのトナーに対し、好ましい摩擦帯電を付与し、さらに電子写真特性を向上させる効果がある。
【0104】
本発明のトナーとキャリアとを混合して二成分現像剤を調製する場合、その混合比率はげんぞう剤中のトナーのうととして、1質量%〜15質量%、より好ましくは2質量%〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が1質量%未満では、画像濃度が低くなり、15質量%を超えると、カブリや機内飛散を増加させ、現像剤の耐用寿命を短縮しがちである。
【0105】
本発明の非磁性トナーを通常の1成分非磁性トナーとして用いる場合には、ブレードまたはローラーを用い、現像スリーブにて強制的に摩擦帯電し、スリーブ上にトナーを付着させることにより搬送させる方法を用いることができる。
【0106】
図1は、本発明の非磁性トナーを用いた1成分現像方法の現像器を模式的に示したものである。図1において、現像器1には本発明の一成分非磁性トナーを収容し、図中矢印aの方向に回転する感光体2と対向配置したトナー担持体として現像スリーブ11を現像器1内に備え、感光体2上の静電荷像をトナーにて現像し、トナー画像を感光体上に形成する。ここに現像スリーブ11は感光体2に対向して設置されており、感光体2と現像スリーブとの間は微小間隔が設けられていてもよいし、また接触していてもよい。この現像スリーブ11は、感光体2の回転方向に対し、順方向に回転される。また現像器1に収容した本発明の1成分非磁性トナーは、攪拌羽根3により攪拌される。
【0107】
現像器のトナー担持体としては、上記現像スリーブ11のような円筒状に限られず、回転駆動する無端ベルトの形態をしていてもよい。また導電性ローラーを用いてもよい。
【0108】
現像器1には、現像スリーブ11の上方位置に弾性規制部材として弾性ブレード12が設けられている。弾性規制部材としては、この弾性ブレードの代わりに弾性ローラーを用いることもできる。弾性ブレード12は、現像スリーブ11の回転方向上流側に向けて下がる向きに傾斜して設けられ、現像スリーブ11上部外周面に対向して当接される。
【0109】
弾性ブレード12は、銅、鉄、ステンレスなどの金属製でも、あるいは金属ブレード上の現像スリーブ11との接触域にウレタン性あるいはシリコーンゴム製の樹脂チップが貼り付けられたものでも、あるいはウレタン製あるいはシリコーンゴム製の樹脂ブレードでもよい。
【0110】
現像スリーブ11は、アルミニウム、ステンレススチールのような金属または合金で形成された導電性円筒が好ましく使用される。十分な機械的吉父父揺動および導電性を有する樹脂組成物で導電性無縁当が形成されていてもよい。さらに、現像スリーブ1は、金属製または合金製円筒表面に導電性微粒子が分散されている樹脂組成物で形成されている被覆層を有していてもよい。被覆層は樹脂材料としてアクリル系樹脂またはフェノール樹脂を用い、被覆層中には。カーボン微粒子と結晶性グラファイトの混合物、または結晶性グラファイトの導電性微粒子が含まれているものが使用される。
【0111】
トナー塗布ローラー13は、現像スリーブ11に対して感光体2と反対側に当接され、且つ回転可能に支持されている。
【0112】
トナーは、弾性ブレード12と現像スリーブ11との当接部を通過し、現像スリーブ11上にトナーの薄層が形成され、感光体2と対向している現像部へと搬送される。現像スリーブ11に現像バイアスとして、直流に交流を重畳した交番電圧をバイアス印加手段により印加することにより、現像スリーブ11上のトナーが感光体2上に形成された静電荷像に対応して転移し、靜電荷塑像に付着してトナー像を形成する。
【0113】
(実施例)
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。なお、以下の実施例は本発明を例示するものであって、本発明を何ら限定するものではない。以下の記載において、部は質量部を意味する。
【0114】
(マスターバッチMR1の調製)
Figure 0003902104
上記組成1の顔料とポリエステル樹脂とをニーダーにて、100℃に加熱後、30分混練した。混練物を板状にして冷却後、直径2mmのメッシュを取りつけたスピードミルにて粉砕し、樹脂組成物MR1を得た。
【0115】
(マスターバッチMR2の調製)
Figure 0003902104
上記組成2の顔料とポリエステル樹脂とを用い、マスターバッチ1と同様にして、樹脂組成物MR2を得た。
【0116】
(マスターバッチMB1の調製)
Figure 0003902104
上記組成3の顔料とポリエステル樹脂とを用い、マスターバッチ1と同様にして、樹脂組成物MB1を得た。
【0117】
(マスターバッチMY1の調製)
Figure 0003902104
上記組成4の顔料とポリエステル樹脂とを用い、マスターバッチ1と同様にして、樹脂組成物MY1を得た。
【0118】
(ポリエステル樹脂Aの調製)
[ポリエステル樹脂A組成]
テレフタル酸 ……6.0mol
イソフタル酸 ……3.0mol
ビスフェノールAプロピオンオキサイド2.2モル付加物 ……7.0mol
エチレングリコール ……2.0mol
ジエチレングリコール ……1.0mol
ジブチルチンオキサイド ……0.05g
無水トリメリット酸 ……0.9mol
ジブチルチンオキサイド ……0.3g
上記材料を反応させ、脱水縮合させて,質量平均分子量Mw:113,000、Mw/Mn:37.8、分子量150,000以上の成分:14.5%、分子量150,000以上における分子量分布の極大値存在せず、酸価:4.1mgKOH/g、OH価:9.2、Tg:61.3℃のポリエステルAを得た。
【0119】
(ポリエステル樹脂Bの調製)
[ポリエステル樹脂B組成]
テレフタル酸 ……6.0mol
イソフタル酸 ……3.0mol
エチレングリコール ……6.0mol
エタノール ……8.0mol
ジブチルチンオキサイド ……0.05g
ビスフェノールaプロピレンオキサイド2.2モル付加物 ……7.0mol
エチレングリコール ……1.0mol
ジエチレングリコール ……2.0mol
グリセリン ……0.3mol
ジブチルチンオキサイド ……0.5g
上記材料を反応させ、脱水縮合させて,質量平均分子量Mw:98,000、Mw/Mn:33.7、分子量150,000以上の成分:12.7%、分子量150,000以上における分子量分布の極大値P2と分子量3,000〜20,000における分子量分布の極大値P1との比P2/P1:22.4%、酸価:0.5mgKOH/g、OH価:15、Tg:61.0℃のポリエステルBを得た。
【0120】
(ポリエステル樹脂C(比較例用樹脂)の調製)
[ポリエステル樹脂C組成]
テレフタル酸 ……8.0mol
イソフタル酸 ……3.0mol
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.3モル付加物 ……7.0mol
エチレングリコール ……2.0mol
ジエチレングリコール ……2.0mol
ジブチルチンオキサイド ……0.1g
無水トリメリット酸 ……2.4mol
ジブチルチンオキサイド ……0.7g
上記材料を反応させ、脱水縮合させて,質量平均分子量Mw:572,000、Mw/Mn:56.4、分子量150,000以上の成分:34.5%、P2/P1:22.4%、酸価:16.5mgKOH/g、OH価:21.5、Tg:56.8℃のポリエステルCを得た。
【0121】
(ポリエステル樹脂D(比較例用樹脂)の調製)
[ポリエステル樹脂D組成]
マレイン酸 ……10.0mol
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.3モル付加物 …10.0mol
ジブチルチンオキサイド ……0.1g
上記材料を反応させ、脱水縮合させ、質量平均分子量Mw:24,300、Mw/Mn:5.5、P1:9,900、分子量150,000以上の成分:5.3%、P2:存在せず、酸価:10.2mgKOH/g、Tg:64,0℃のポリエステルDを得た。
【0122】
(実施例1)
下記構成原料をヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)にて混合分散した後、二軸混練機(池貝(株)製PCM30)にて溶融混練を行ない、さらにスピードミルにて粗粉砕した。粗粉砕物は粉砕機(日本ニューマチック(株)製IDS−2型)にて微粉砕し、分級機(日本ニューマチック(株)製DSX−2型)にて分級し、トナー分級品(M粉)を得た。
ポリエステル樹脂A ……85部
樹脂組成物MR1 ……10部
ジt−ブチルサリチル酸亜鉛化合物 …… 3部
パラフリントH1(シューマンサゾール社製、融点75.3℃)…2部
【0123】
このトナー分級品(M粉)を日本ニューマチック(株)製SFS−30型機により、熱風の温度230℃にて気相中熱処理し、処理粉を得た。
【0124】
この処理粉100部に対して、ヘキサメチルジシラザン処理疎水性シリカを1.5部、疎水化処理酸化チタン化合物を0.5部、酸化セリウム粉(酸化セリウム45%以上、酸化ランタン20%以上、平均粒径1.4μm、商品名ROX a−10、昭和電工(株)製)を0.2部加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)で外添混合し、さらに超音波振動ふるい(ダルトン(株)製)にかけてトナーを得た。
【0125】
このトナー分級品(M粉)の粒子径分布をマルチサイザー(コールターカウンター社製)で測定したところ、トナーの体積平均径が9.23μm、個数分布において粒子径50μm以下の含有量が13.0個数%、体積分布における20μm以上含有率は0.0%であった。
【0126】
このトナーを東芝社製の普通紙ファクシミリTF6500を改造したプリンターおよびカートリッジに適用して、画像形成を行なった。感光体はネガ帯電性有機感光体ドラムを用い、トナーはネガ帯電性とし、現像ローラーはカーボン微粒子と導電性グラファイトが含有されたフェノール樹脂を表面にコートされたアルミ管とし、ブレードは現像ローラーとの当接部にウレタン樹脂を貼付した金属薄板とした。有機感光体ドラム表面と現像ローラー表面間は、300μmとした。トナー塗布ローラーは、導電性剤を入れたウレタンを発泡させたスポンジローラーとした。
【0127】
[画像評価試験]
この解像プリンターを常温常湿(23℃/60%RH)下に放置後、A4画像を出力し、画像評価を行なった。ベタ画像、文字画像、白を出力したところ、良好な画像が得られた。また、階調性を見るための評価を行なった。さらに5mm角のベタおよび文字の画像を2,000枚出力した後、ベタ画像、文字画像、白を出力したところ、カブリのない良好な画像が得られた。これらの評価結果を表1にまとめた。
【0128】
[トナー飛散評価]
プリンター内の現像ローラー下部に白紙を貼りつけ、その部分の汚れを目視にて評価した。
【0129】
[階調評価]
感光体上に単位面積あたりの印字画素比率が、100%、75%、50%、25%のベタを含めた4段階のハーフトーン画像の潜像を形成し、これワ現像し、画像形成する。この濃度を測定し、階調性を評価した。
【0130】
[高温・高湿環境(30℃/80%RH)および低温・低湿環境(15℃/10%RH)試験]
この改造プリンタを高温・高湿環境(30℃/80%RH)および低温・低湿環境(15℃/10%RH)下に2日間設置した後、上記と同様の1.000枚の画像評価を行なった。評価結果は高温・高湿環境(30℃/80%RH)出の結果を表2に、低温・低湿環境(15℃/10%RH)での結果を表3にまとめた。
【0131】
(実施例2)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂A ……85部
樹脂組成物MB1 ……10部
ジt−ブチルサリチル酸亜鉛化合物 …… 3部
パラフリントH1(シューマンサゾール社製、融点75.3℃) 2部
【0132】
(実施例3)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂A ……85部
樹脂組成物B1 ……10部
ジt−ブチルサリチル酸亜鉛化合物 …… 3部
パラフリントH1(シューマンサゾール社製、融点75.3℃) 2部
【0133】
(実施例4)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂A ……90部
カーボンブラックMA100(三菱化学(株)製) …… 5部
ビス−(ジフェニルオキソアセチル)ホウ素カリウム …… 3部
パラフリントH1(シューマンサゾール社製、融点75.3℃)… 2部
【0134】
(実施例5)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂B ……85部
樹脂組成物MR2 ……10部
ビス−(ジフェニルオキソアセチル)ホウ素カリウム …… 3部
HDP7010(日本精蝋(株)製、融点89.0℃) …… 2部
【0135】
(実施例6)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂B ……85部
樹脂組成物MR2 ……10部
p−t−ブチルカリックス[B]アレーン化合物 …… 3部
カルナバワックス(融点80.4℃) …… 2部
【0136】
(実施例7)
【0137】
酸化セリウムを外添しない点以外は実施例2と同じにして、トナーを製造した。このトナーについて実施例2と同様に評価したところ、初期画像の1枚目にかすかにムラが生じたが、許容範囲のレベルであった。
【0138】
(比較例1)(分子量分布を示すパラメータ、酸価が大)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂C ……85部
樹脂組成物MR2 ……10部
スルホン酸含有スチレンアクリルポリマー …… 3部
ビスコール660P
(三洋化成(株)製ポリプロピレン融点145℃) …… 2部
【0139】
ここで用いたポリエステル樹脂Cは、質量平均分子量Mw:572,000、Mw/Mn:56.4、分子量150,000以上の成分:34.5%、P2/P1:22.4%と、分子量分布のパラメータはいずれも分子量の大きい側にずれており、また酸価も16.5mgKOH/gと大きいものを用い、粒子の円形度を0.71にした。その結果、転写効率の低下、初期画像階調度の低下、カブリ、およびトナーの飛び散りがみられた。
【0140】
(比較例2)(円形度が大)
材料を下記に変えた以外は実施例1と同様にして、トナーを製造した。製造したトナーについて、実施例1と同様の評価を行ない、得られた結果を表1〜3にまとめた。
ポリエステル樹脂D ……85部
樹脂組成物MR2 ……10部
スルホン酸含有スチレンアクリルポリマー …… 3部
ビスコール660P
(三洋化成(株)製ポリプロピレン融点145℃) …… 2部
【0141】
ここで用いたポリエステル樹脂Cは、比較例2と同じ質量平均分子量Mw:572,000、Mw/Mn:56.4、分子量150,000以上の成分:34.5%、P2/P1:22.4%と、分子量分布のパラメータはいずれも分子量の大きい側にずれており、また酸価も16.5mgKOH/gと大きいものを用い、粒子の円形度を0.90に高めた。その結果、転写効率、初期画像階調度は良好であったが、常温常湿2,000枚後や高温高湿および低温低湿1,000枚後の特性が低下し、カブリ、トナーの飛び散りが増大した。
【0142】
【表1】
Figure 0003902104
【0143】
【表2】
Figure 0003902104
【0144】
【表3】
Figure 0003902104
【0145】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、転写特性が良好であり、中間調の再現性が良好であるとともに、トナー粒子表面の劣化や磨耗が少なく、また環境特性を有し、このため、良質の画像特性を初期からライフエンドまで安定して得ることができる非磁性トナー粒子を提供することができる。本発明の非磁性トナーを用いたプリンターや複写機は、カブリがなく、高濃度であり、環境変化に左右されず優れた転写特性を有し、発色性が高く、ベタ部から中間調の画像濃度も高く、またトナーの消費が少なくて済み、さらに現像スリーブからの飛び散りが少ないので、画像を形成するプリンターや複写機内部へのトナー飛散による汚れを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の非磁性トナーを用いた1成分現像方法の現像器を模式的に示した図である。
【符号の説明】
1……現像器、2……感光体、11……現像スリーブ、12……弾性ブレード、13……トナー塗布ローラー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner used for electrophotography, electrostatic recording, magnetic recording, and the like.
[0002]
[Prior art]
As the electrophotographic method, many methods are known as described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, for example.
[0003]
In each of these electrophotographic methods, a photoconductive substance is used, and an electric latent image is formed on the photoreceptor by various methods, and then this latent image is developed with toner, and if necessary, The toner image is transferred to a transfer agent such as paper using direct or indirect means, and then fixed by heating, pressurization, heating and pressurization, or solvent vapor to obtain a printed image. The toner remaining without being transferred to the body is cleaned by various methods, and the above-described steps are repeated.
[0004]
In recent years, image forming apparatuses using electrophotographic technology such as transfer machines and laser beam printers have become widespread, and miniaturization and high speed have been progressing. For this reason, a developing device is used more than a conventional two-component development system. One development system that can be simplified and miniaturized has come to be widely used. This one development system includes a system using a one-component magnetic toner in which a magnetic material is contained in the toner, and a non-colorable non-colorable material for forming a full-color image with the rapid spread of recent color printers. There are systems that use magnetic one-component toner. For example, Patent Document 4 discloses a countermeasure for improving the transferability by making the toner spherical.
[0005]
[Patent Document 1]
US Patent 2.2977.691
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No.42-23910
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No.43-24748
[Patent Document 4]
JP-A-9-258474 (Claim 1 etc.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
With the recent widespread use of color printers, images are not developed on latent images and then transferred to transfer paper. Instead, intermediate transfer such as transfer belts and transfer drums are used to form full-color images. A system in which images of each color are formed on the body and transferred to the image has been widely used.
[0007]
In the conventional system, the toner is developed on a photoconductor and then transferred to a transfer sheet and fixed by a fixing system like a heat roller. However, the transfer process is increased by adopting an intermediate transfer system. As a result, the amount of waste toner generated is increased.
[0008]
For example, Patent Document 4 discloses a countermeasure for improving the transferability by making the toner spherical. However, in the non-magnetic one-component development method in which the spheroidization is performed, the toner layer on the developing roller is not uniform, and the toner coating layer is formed non-uniformly, resulting in a light and dark part on the image. was there.
[0009]
In addition, with the widespread use of small color printers, the environment in which electrophotography is used has become diversified, and thus it has been required to be able to cope with a wide temperature and humidity environment. For small color printer systems, non-magnetic one-component development is the most preferred development system, but in the case of non-magnetic one-component development methods, high quality image characteristics are initially displayed while supporting a wide temperature and humidity environment. There was a problem that it was difficult to obtain from the end to the life end. Above all, under low temperature and low humidity, or high temperature and high humidity, the initial image immediately after opening the cartridge, fogging before the toner runs out, scattering around characters, and abnormal consumption of toner increase the fixing offset. May cause paper jams during double-sided printing due to distortion of the transfer paper.
[0010]
In the case of a conventional black and white image, the solid image density is an important quality issue, but in the case of a color image, the density reproducibility of a halftone image portion called halftone is regarded as important. . However, it is difficult to obtain reproducibility for this halftone density with non-magnetic one-component development. Accordingly, it is required for non-magnetic one-component developing toner to obtain halftone density stability in addition to solid density stability.
[0011]
As described above, in a small printer that forms a full-color image, non-magnetic one-component development is the most preferable development system. However, it is difficult to stably obtain high-quality image characteristics from the initial stage to the life end. There is a problem that it is difficult to obtain the reproducibility of the tonal density. For this reason, it is possible to stably obtain high-quality image characteristics from the beginning to the end of life by greatly improving the toner used for non-magnetic one-component development. It has been strongly desired to make it.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have Non-magnetic one component A nonmagnetic toner for development is added to a toner base containing a binder resin, a colorant and a wax, and at least one of silica and titanium oxide as an external additive is added in an amount of 0.1 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the toner base. The binder resin has a glass transition point of 50 ° C. or more and 65 ° C. or less, and in molecular weight distribution measurement using GPC, the weight average molecular weight Mw is 70,000 or more, the mass average molecular weight Mw and the number average molecular weight. The ratio Mw / Mn to Mn is 20 or more and 50 or less, the maximum value of the molecular weight distribution is in the section of molecular weight 3,000 or more and 20,000 or less, and the component having a molecular weight of 150,000 or more is 10 to 30%, When there is a maximum value of molecular weight distribution at molecular weight of 150,000 or more The maximum value of the molecular weight distribution at the molecular weight of 150,000 or more is A polyester resin having a molecular weight of 3,000 or more and 20,000 or less and having a maximum of 1/3 of the molecular weight distribution and an acid value of 10 mgKOH / g or less, and the wax is a hydrocarbon wax, At least one of polyethylene wax and ester wax, the melting point of which is 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and the toner base is prepared by melt-kneading a mixture containing the binder resin, the colorant, and the wax. Arithmetic average value of not less than 0.73 and not more than 0.84, and volume average particle diameter of not more than 11 μm, which are pulverized and treated in a gas phase with hot air having a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax. It was found that such problems can be solved by using particles.
[0013]
According to such a configuration of the non-magnetic toner of the present invention, the transfer characteristics are excellent, the halftone reproducibility is good, while the toner particle surface is less deteriorated and worn, and the environmental characteristics are good and stable. Therefore, it is possible to provide non-magnetic toner particles capable of stably obtaining high-quality image characteristics from the initial stage to the life end. The non-magnetic toner of the present invention is characterized in that the generation of coalesced particles is prevented in the gas phase treatment with hot air, toner particles having a predetermined shape can be obtained, and the production thereof is relatively easy.
[0014]
In the non-magnetic toner of the present invention, a polyester resin is used as a binder resin, and the maximum value of the molecular weight distribution in the molecular weight distribution measured using GPC of this polyester resin is in the range of 3,000 to 20,000. The ratio Mw / Mn between the mass average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn is 50 or less, the component having a molecular weight of 150,000 or more is 30% or less, the molecular weight distribution is 150,000 or more, and the maximum molecular weight distribution is 3000 to 20 The peak of the molecular weight distribution exceeding 1/3 of the maximum value of the molecular weight distribution existing in the section of 1,000 or less does not exist, and the above wax is combined with the above wax and used for the toner base particles, so that Predetermined circularity can be obtained by treatment in a gas phase with hot air, and abrasion resistance of the toner surface can be obtained.
[0015]
In the non-magnetic toner of the present invention, when the molecular weight distribution in the GPC of the binder resin is large, it is necessary to increase the temperature of the hot air when the amount of the high molecular weight component is large. The combination of the binding resin having the molecular weight distribution and the wax described above is preferable from the viewpoint of energy consumption because it is not necessary to raise the temperature of the hot air so much.
[0016]
On the other hand, in the binder resin used for the toner base, the maximum peak of the molecular weight distribution by GPC exists at a molecular weight of 3,000 or less, the Mw / Mn is less than 20, or the molecular weight is 150,000 or more. Is less than 15%, the degree of circularity is likely to be 0.73 or higher even when the temperature of the hot air is low, but the toner surface is easily deteriorated due to friction between the toner and the toner carrying member, and fogging is likely to occur. Is likely to occur.
[0017]
In the nonmagnetic toner of the present invention, the glass transition point of the resin used as the binder resin is 50 ° C. or higher and 65 ° C. or lower. When the glass transition point of the binder resin is lower than 50 ° C., the toner surface deteriorates due to friction between the toner and the toner carrying member, and the development characteristics deteriorate. As a result, fog is likely to occur or consumption is increased. On the other hand, if the glass transition point is too high, it is difficult to fix an image developed with toner. In order to facilitate fixing, the glass transition point of the binder resin may be 65 ° C. or less.
[0018]
In the nonmagnetic toner of the present invention, the acid value of the binding resin is 10 mgKOH / g or less. By reducing the acid value in this way, good environmental characteristics can be obtained when a colorant is included, and the change in density can be kept small even when a large number of prints are made at low temperature and low humidity and high temperature and high humidity. it can. In order to obtain better environmental characteristics, the acid value is further preferably 5 mgKOH / g or less.
[0019]
The wax contained in the nonmagnetic toner of the present invention is preferably at least one of a synthetic hydrocarbon wax and an ester wax, and has a melting point of 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
[0020]
When this wax is combined with the binder resin of the present invention, the generation of coalesced particles is suppressed in the gas phase treatment with hot air. Conventionally, when wax is added to toner particles, there is a problem that coalescence particles are likely to be generated as a result of the combination with the binder resin. However, the present invention has solved these problems.
[0021]
In the nonmagnetic toner of the present invention, the toner base particles have a circularity of 0.73 or more and 0.84 or less. In the nonmagnetic toner of the present invention, in order to obtain excellent transfer characteristics, the circularity of the toner base particles should be 0.73 or more, and on the other hand, the deterioration of the toner surface due to friction with the toner carrier is It was found that the closer the particle is to a sphere, that is, the larger the circularity of the toner base particle, the more likely it is to occur, and therefore the circularity of the toner base particle is preferably 0.84 or less.
[0022]
Further, as a result of further research, the present inventors have found that a nonmagnetic toner for development contains 0 or more of silica and titanium oxide as an external additive in a toner base containing a binder resin, a colorant, and a wax. 1 part by weight or more and 4.0 parts by weight or less, and 0.05 parts by weight or more and 3.0 parts by weight or less of a fine powder having a volume average of 5 μm or less containing 45% or more of cerium oxide is externally added, The toner base is processed in a gas phase with hot air having a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax after the mixture containing the binder resin, the colorant, and the wax is melt-kneaded and pulverized. When the arithmetic average value of the circularity is 0.73 or more and 0.84 or less and the volume average particle diameter is 11 μm or less, the toner is uniformly coated and the image becomes uniform, and the amount of toner consumed per printed sheet Decreased It has been found that excellent characteristics can be obtained, such as less. The external addition amount of fine powder with a volume average of 5 μm or less containing 45% or more of cerium oxide is effective to add 0.05% by mass or more with respect to the toner base, and lowers the basic characteristics of the toner. Therefore, the amount of external addition is preferably 3.0% by mass or less.
[0023]
The binder resin used in the non-magnetic toner of the present invention externally added with cerium oxide-containing fine powder as the external additive is not particularly limited, but the glass transition point is 50 ° C. or higher as in the case of the non-magnetic toner described above. In the molecular weight distribution measurement using GPC, the mass average molecular weight Mw is 70,000 or more, the ratio Mw / Mn of the mass average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn is 20 or more and 50 or less, and the molecular weight distribution. In the section where the molecular weight is 3,000 or more and 20,000 or less, the component having the molecular weight of 150,000 or more is 10 to 30%, and the maximum value of the molecular weight distribution at the molecular weight of 150,000 or more is 3,000 or more. A polyester resin having a molecular weight distribution which is 1/3 or less of the maximum value of the molecular weight distribution existing in a section of 20,000 or less and an acid value of 10 mgKOH / g or less; It can be used Mashiku. The wax used with the binder resin is preferably at least one of a synthetic hydrocarbon wax and an ester wax having a melting point of 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.
[0024]
This makes it possible to obtain non-magnetic toner particles with excellent stability because the transfer characteristics are excellent while the toner particle surface is less deteriorated and worn, and the environmental characteristics are good. It is possible to obtain toner particles of a predetermined shape by preventing the generation of coalesced particles in the in-phase treatment, and to obtain excellent characteristics similar to the non-magnetic toner described above, such as being relatively easy to produce. it can.
[0025]
In the non-magnetic toner of the present invention to which the cerium oxide-containing fine powder is externally added as the external additive, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 238, C.I. I. Pigment red 146, and C.I. I. In the case of using 1 to 5% by mass of at least one selected from CI Pigment Red 57: 1, particularly excellent effects can be obtained.
[0026]
As its content, C.I. I. Pigment red 122 and C.I. I. It is preferable that the pigment red 238 is in the range of 0.5 to 4% by mass.
[0027]
Here, the colorant is C.I. I. I wrote it by name. C. of the colorant I. The name follows the Color Index published by the SDC (the society of Dyers and Colouists) and AATCC (The American Association of Textile Chemists and Colorists). I. Pigment Red 122 has the following chemical formula:
[Chemical 1]
Figure 0003902104
It is an organic colorant shown by.
[0028]
In addition, the nonmagnetic toner of the present invention may contain 0.5 to 10% by mass of one or more selected from a salicylic acid metal compound, a boron complex, or a cyclic phenol-based oligomer as a charge control agent.
[0029]
Since the nonmagnetic toner of the present invention has such a charge control agent, environmental characteristics of printing quality are stabilized. In particular, fog and scattering tend to be noticeable in a high-humidity environment and a low-humidity environment, but the nonmagnetic toner of the present invention exhibits favorable characteristics even in a high-temperature and high-humidity environment or a low-humidity environment. This is presumably because the amount of water adsorbed on the toner surface is moderate and this has a positive effect on the development characteristics.
[0030]
In the present invention, the molecular weight distribution by GPC is measured by using gel permeation chromatography (GPC method). Ritu Molecular weight distribution. In order to obtain the component ratio from the measurement of the molecular weight distribution using GPC, the area ratio of the GPC chart is used. For details of GPC, see, for example, Purifying Technology Large Volume 1 Analysis Technology (Fuji Techno System, 1996), pages 919 to 926, or Mori Sadao: Size Exclusion Chromatography Polymer Liquid Chromatography Kyoritsu Shuppan 1991 published.
[0031]
Here, the binder resin composition is dissolved in tetrahydrofuran (THF), and the molecular weight distribution of the soluble component is measured. A sample for GPC measurement in the case of a polyester resin is prepared as follows. First, the polyester resin is put in THF and left for several hours, and then shaken sufficiently. The polyester resin is thoroughly mixed with THF until the polyester is completely united, and is allowed to stand for 12 hours or more. At this time, the standing time in THF is set to 24 hours or longer. Thereafter, the sample is processed through a filter such as a sample processing filter having a pore size of 0.45 to 0.5 μm, for example, Myshor Disc H-25-5 (manufactured by Tosoh Corp.) or Excro Disc 25CR (manufactured by Gelman Science Japan Corp.). A sample is used. The polyester resin concentration is adjusted so that the resin component is 0.5 to 5 mg / mL.
[0032]
In the case of a binder resin, toluene is evaporated from the toluene extract of the toner, and the resulting solid is mixed with chloroform to obtain a chloroform dispersion. The chloroform dispersion is filtered to obtain a chloroform-insoluble solid and chloroform. Separate into solution filtrate. Chloroform is evaporated from the filtrate, and the solid is mixed with THF to prepare a sample for GPC measurement in the same manner as the polyester resin.
[0033]
The molecular weight and molecular weight distribution by GPC of the THF soluble component of the polyester resin and the THF soluble component of the binder resin were stabilized in a 40 ° C. heat chamber measured by the following method. As a solvent, THF is allowed to flow at a flow rate of 1 mL per minute, and about 100 μL of a THF sample solution is injected and measured.
[0034]
In measuring the molecular weight of a sample, the molecular weight distribution of the sample is calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the number of counts. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, a molecular weight of 10 manufactured by Tosoh Corporation or Showa Denko KK is 10 2 -10 7 It is appropriate to use a standard polystyrene sample of about 5 points. A refractive index (RI) detector is used as the detector. As the column, it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns.
[0035]
In the nonmagnetic toner of the present invention, the acid value of the binder resin is the amount of potassium hydroxide (KOH) per gram of the binder resin necessary for neutralizing the free fatty acid contained in the binder resin.
[0036]
Furthermore, in the present invention, the arithmetic average value of circularity can be measured by a Coulter Multisizer II equipped with a multi-image analyzer.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail and specifically with reference to embodiments thereof.
[0038]
Examples of the divalent alcohol component in the composition of the polyester resin used in the present invention include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 1.5-pentanediol. 1.6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol represented by the following chemical formula 2 and derivatives thereof,
[Chemical 2]
Figure 0003902104
(In the above chemical formula, R is an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 0 or more, and the average value of x + y is 0 to 10.).
[0039]
In addition, diols represented by the following chemical formula 3,
[Chemical 3]
Figure 0003902104
(In the above chemical formula, R is represented by —CH 2 —CH 2 — or the following chemical formula 4:
[Formula 4]
Figure 0003902104
And x and y are integers of 0 or more, and the average value of x + y is 0 to 10.
[0040]
Examples of the divalent acid component in the composition of the polyester resin used in the present invention include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride, or anhydrides thereof, lower alkyl esters, succinic acid, Alkyl dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid and azelaic acid or anhydrides thereof, lower alkyl esters: alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodecenyl succinic acid and n-dodecyl succinic acid, or anhydrides thereof, lower alkyl esters : Unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and itaconic acid or anhydrides thereof, lower alkyl esters: dicarboxylic acids such as: and derivatives thereof.
[0041]
In addition, it is preferable to use a trivalent or higher alcohol component that also serves as a crosslinking component and a trivalent or higher acid component in order to improve durability.
[0042]
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,6-hexanetriol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene, etc. It is done.
[0043]
Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component in the present invention include trimellitic acid, pyromellitic acid, 1.2.4-benzenetricarboxylic acid, 1.2.5-benzenetricarboxylic acid, 2,5. , 7-Naphthalenetricarboxylic acid, 1.2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-methylenecarboxy Propane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octatetracarboxylic acid, empole trimer acid, and their anhydrides, lower alkyl esters, chemical formula
[Chemical formula 5]
Figure 0003902104
(In the above chemical formula, X represents an alkylene group or alkenylene group having 30 or less carbon atoms which may have one or more side chains having 1 or more carbon atoms).
And polycarboxylic acids such as anhydrides and lower alkyl esters thereof and derivatives thereof.
[0044]
The alcohol component in the polyester resin composition used in the present invention is 40 to 60 mol%, more preferably 45 to 55 mol%, and the acid component is 60 to 40 mol%, more preferably 55 to 45 mol%. The trivalent or higher polyvalent component is preferably 1 to 50 mol% of all components.
[0045]
In addition, other resins can be used in combination with the toner base of the present invention. The range is preferably 20% of the polyester resin. Examples of the type of binder resin used in the toner base include a styrene-substituted homopolymer such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, a styrene-p-chlorostyrene copolymer, and styrene-vinyltoluene. Copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene -Vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, etc. Styrene copolymer, poly Vinyl chloride, phenol resin, natural modified phenol resin, natural resin modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate resin, silicone resin, polyester resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene Resin, polyvinyl butyral resin, terpene resin, coumarone indene resin, petroleum resin and the like can be used. A cross-linked styrene resin can also be preferably used. Of these, styrene copolymers are preferred from the viewpoint of compatibility with polyester resins.
[0046]
As a comonomer for the styrene monomer of the styrene copolymer, a monocarboxylic acid having a double bond or a substituted product thereof (for example, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, acrylamide, etc.), dicarboxylic acids having a double bond and substituted products thereof ( For example, maleic acid, butyl maleate, methyl maleate, dimethyl maleate, etc.), vinyl esters (eg, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl benzoate, etc.), ethylene olefins (eg, ethylene, propylene, butylene) Etc.), vinyl ketones (e.g., vinyl methyl ketone, cyclohexyl friendly tonnes vinyl), vinyl ethers (e.g., vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether), etc. are used alone or in combination.
[0047]
Here, as the cross-linking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used. Aromatic divinyl compounds (eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc.), carboxylic acid esters having two double bonds (eg, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butadiol dimethacrylate, etc.), divinyl compounds (Divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, divinyl sulfone, etc.) and compounds having three or more vinyl groups can be used alone or in combination.
[0048]
In the production of the non-magnetic toner of the present invention, an acid value of 7 to 15 mg KOH / g, an average molecular weight of 50,000 or less, a bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct and a copolyester of fumaric acid or maleic acid are dispersed and mixed. A pigment dispersion masterbatch can be used. By using this pigment dispersion master batch, it is possible to improve image density and halftone developability.
[0049]
A toner manufacturing method in which this master batch is prepared in advance and further mixed with a resin and other toner materials and then melt-kneaded to disperse the colorant in the toner is preferable in terms of good pigment dispersion and improvement in image density. .
[0050]
It is known that pigment concentration can be improved and the concentration can be improved by preparing and using a master batch in advance. However, the present inventors have found that by using a copolymer polyester of bisphenol A propylene oxide adduct and fumaric acid or maleic acid as a resin in the master batch, the halftone image density is remarkably improved. Although the reason for this has not been fully clarified yet, it is presumed to be due to the characteristics of the polyester monomer species.
[0051]
The resin used for the master batch has an average molecular weight of 3,000 to 50,000 and Mw / Mn of 10 or less in the molecular weight distribution in GPC. Tg is a midpoint method by DSC, and 50 to 65 ° C. is used. Moreover, the hydroxyl value of 8 or more and 25 or less can be used.
[0052]
For production of these masterbatches, polyester resin, colorant, and other additives as necessary are thoroughly mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, and the resulting mixture is heated by a roll, kneader, A method of melt kneading using a heat mixer such as an extruder, or a method of mixing and kneading a polyester resin with a pigment dispersion solution at normal pressure or under pressure can be used.
[0053]
As for content of the coloring agent in a masterbatch, 20 mass%-55 mass% are preferable. When the amount of the colorant exceeds 55% by mass, production with a heat kneader becomes difficult. On the other hand, when the amount is less than 20% by mass, the effect of pigment dispersion by using a master batch is reduced.
[0054]
In addition, by adding this master batch and the above-mentioned polyester resin having the molecular weight distribution and the acid value to the toner, the density of the halftone portion is further increased, the durability is excellent, and the toner is scattered from the developing sleeve. And a toner capable of reducing contamination due to toner scattering inside the printer or copying machine that forms an image.
[0055]
The following can be used as a colorant used in the present invention. First, as the black colorant, carbon black, aniline black, acetylene black, bengara, and azo dyes are used, and the following yellow / magenta and cyan colorants are mixed to black. it can. These colorants of the present invention are selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner. The colorant is added in an amount of 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin for the toner.
[0056]
When carbon black is used as the black colorant, channel black produced by the channel method and furnace black produced by the furnace method are used, and those having a pH in the range of 2 to 10 are preferably used. 5 is more preferably used. Those having an average primary particle diameter in the range of 20 to 50 nm are preferably used.
[0057]
As the magenta colorant, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, perylene compounds and the like are used. Specifically, C.I. I. Pigment Red 2,3,5,6,7,23,48: 2, 48: 3, 48: 4, 57: 1, 81: 1,122,146,166,169,177,184,185,202, 206, 220, 221, 238 and 254 are preferred. .
[0058]
Among these, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 146, or C.I. I. Pigment Red 57: 1 is preferable as a colorant of the present invention from the viewpoint of development characteristics when it is used as a toner, and it is preferable that these are contained in the toner in a range of 1 to 5% by mass. Furthermore, C.I. I. Pigment red 122, C.I. It is preferable from the development characteristics that I and Pigment Red 238 are contained at the same time, and more preferably in the range of 1 to 4% by mass.
[0059]
In the non-magnetic toner according to the present invention, when a magenta pigment is used as a colorant, in addition to containing at least one of silica and titanium oxide as an external additive, a volume average of 5 μm containing 45% or more of cerium oxide. By adding 0.05% by mass or more of the following fine powder to the toner, an effect of suppressing initial unevenness can be obtained. If a fine powder having a volume average particle size of 5 μm or less and containing 80% by mass or more of cerium oxide is used, the effect of suppressing initial unevenness is even greater. The upper limit of the external addition amount of cerium oxide is preferably set to 3.0% by mass or less in consideration of toner transfer characteristics and the like.
[0060]
As the cyan colorant used in the present invention, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1.7, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 60, 62, 66 and the like can be used particularly preferably. These colorants can be used alone or in combination, and further in a solid solution state. Among them, it is preferable to contain 1 to 5% by mass of a copper phthalocyanine pigment in order to obtain good development characteristics.
[0061]
As the yellow colorant, a condensed azo compound, an isoindolinone compound, an anthraquinone compound, an azo metal complex, a methine compound, a compound represented by an allylamide compound, or the like is used. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, 180, etc. are preferably used. Among them, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 74, or C.I. I. The pigment yellow 180 is preferably contained in an amount of 1 to 5% by mass from the viewpoint of development characteristics.
[0062]
In the nonmagnetic toner of the present invention, waxes are contained in the toner base particles from the viewpoint of improving releasability from the fixing member during fixing and improving fixability. Such waxes include polyolefin wax and derivatives thereof, polypropylene wax and derivatives thereof, polyethylene wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, ester wax and derivatives thereof. , Carnauba wax and derivatives thereof, other natural waxes and derivatives thereof, and examples of these derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft modified products.
[0063]
Of these, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, ester wax, higher alcohol, etc. are used in non-magnetic one-component development methods in which toner is coated on the developing sleeve with a blade and used for developing a negative charge image. In view of development characteristics. Specific examples of these waxes include carnauba wax, candelilla wax, jojoba oil, hydrogenated jojoba oil, rice wax, montanic acid wax, Nippon Seiwa Co., Ltd. LUVAX series, HNP series, Sanyo Chemical Co., Ltd. Examples include Sun Wax Series, Mitsui Chemicals High Wax Series, Schumann Sazol Paraflint Series, H1, H2, Clariant H4, R21, Petrolite Unilin Series, and the like.
[0064]
As such a wax used in the present invention, those having an onset temperature in the range of 50 ° C. to 120 ° C. and a peak temperature in the range of 60 ° C. to 140 ° C. in a DSC curve measured by a differential scanning calorimeter are preferable. The DSC curve can be measured by, for example, a DSC measuring apparatus manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd. In measurement, the sample is heated from room temperature, heated to 200 ° C., then cooled to 0 ° C., held for 5 minutes, and obtained when the sample is heated to 200 ° C. at a rate of 10 ° C./min. Use data.
[0065]
Among these, as the wax used in the present invention, a compound selected from synthetic hydrocarbon waxes and ester waxes having a melting point of 50 ° C. to 90 ° C. can be preferably used. For the melting point measurement, for example, a DSC apparatus manufactured by Seiko Instruments Inc. is used, and the onset temperature of the DSC curve is applied. When these waxes are contained in the range of 0.5 to 10% by mass, the required operational effects can be obtained.
[0066]
As other additives to be added to the non-magnetic toner of the present invention, silicone oil, alcohol, fatty acid, acid amide, ester, ketone, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant wax, animal wax, mineral wax, petro Lactam and the like can also be added.
[0067]
The nonmagnetic toner of the present invention can contain a charge control agent to control charging characteristics. For controlling the toner to be negatively charged, for example, an organometallic compound and a chelate compound are effective. In addition, for controlling the toner to be negatively charged, a monoazo metal compound, an acetylacetone metal compound, an aromatic hydroxycarboxyl There are metal compounds of acids and aromatic dicarboxylic acids. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts thereof, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenol.
[0068]
Other charge control agents that can be used in the non-magnetic toner of the present invention include urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, metal-containing naphthoic acid compounds, boron compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, silicon compounds, styrene-acrylic. Examples thereof include an acid copolymer, a styrene-methacrylic acid copolymer, a styrene-acrylic-sulfonic acid copolymer, and a nonmetal carboxylic acid compound.
[0069]
Among these, a salicylic acid metal compound, a boron complex, or a cyclic phenol oligomer is preferable from the viewpoint of chargeability and color, and examples of the cyclic phenol oligomer include calixarenes. It is preferable to contain 0.5% by mass or more and 10% by mass or less of one or more selected from these compounds.
[0070]
Specific examples of these compounds include the product names of pontron E81, pontron E84, pontron E88, and product name TN105 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., which are metal compounds of salicylic acid. These are preferably contained in the toner in an amount of 0.5 to 10% by mass.
[0071]
As a boron complex compound, Nippon Carlit Co., Ltd. brand name LR147 is mentioned. These are preferably contained in the toner in an amount of 0.5 mass% to 3 mass%. Moreover, as a cyclic phenol type oligomer, Orient Chemical Co., Ltd. brand name Bontron E89 is mentioned. These are preferably contained in the toner in an amount of 0.5 mass% to 2 mass%.
[0072]
Examples of the charge controllable particles include metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, and various carbons such as carbon black.
[0073]
These additives are used in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. These additives may be used alone or in combination of two or more.
[0074]
The non-magnetic toner of the present invention can obtain the above-described excellent effects by having a volume average particle size of 11 μm or less. In the nonmagnetic toner of the present invention, the volume average particle diameter is more preferably 5.8 μm or more and 10.5 μm or less, and the content of particles of 5.0 μm or less is the number in order to obtain the excellent effect. More preferably, the content of particles of 20% or less and 20 μm or more is 1.0% or less by mass. Further, the content of particles of 5.0 μm or less is more preferably 16% or less.
[0075]
Such particle size measurement of the toner of the present invention can be performed by a Coulter counter method. A Coulter Multisizer II manufactured by Coulter Co., Ltd. is used as a measuring device, and a 1% NaCl aqueous solution is prepared using first grade sodium chloride as the electrolyte. As the electrolytic solution, for example, ISOTON R-II manufactured by Coulter Scientific Japan can be used. As a measurement method, 0.1 to 5 mL of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 mL of this electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion process for about 1 minute with an ultrasonic disperser. Using the measurement apparatus, a 100 μm aperture is used as an aperture, and the volume and number of toners of 2.05 μm or more are measured in 256 channel mode. Is measured and calculated to calculate mass distribution and number distribution.
[0076]
In the present invention, the arithmetic average value of the circularity of the toner base can be measured by, for example, Coulter Multisizer II equipped with a multi-image analyzer. In the present invention, using this measuring apparatus, 2,800 toner particles were measured with an aperture diameter of 100 μm, a measurement frame diameter of 286 μm, and a lens magnification of 40 times, and the arithmetic average value of the circularity was obtained therefrom. The circularity measured in this way is controlled to 0.73 or more and 0.84 or less, and can be used in the present invention.
[0077]
In the present invention, silica or titanium oxide is used as an external additive for imparting fluidity. In the present invention, silica or titanium oxide used as an external additive for imparting fluidity may have a particle diameter of 0.001 to 1.0 μm. As the silica or titanium oxide used in the present invention, those whose surfaces are previously hydrophobized with a silane coupling agent, silicone oil or the like can be used.
[0078]
The silica or titanium oxide used in the present invention is preferably contained in the range of 0.1 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. When the content is less than 0.1 part by mass, sufficient fluidity cannot be imparted to the toner particles, the density on the image may be lowered, and the content is more than 4.0 parts by mass. In such a case, the amount of charge under photoconductor fusion or low temperature and low humidity increases, leading to a decrease in image density.
[0079]
In the present invention, as described above, by adding the cerium oxide fine powder to the toner, the occurrence of image unevenness when using the toner treated with hot air is suppressed, and a uniform image can be obtained. it can. The cerium oxide-containing fine powder used in the present invention may contain 45% by mass or more of cerium oxide in the fine powder. When the content of cerium oxide is less than 45% by mass, the effect of suppressing unevenness is insufficient.
[0080]
In the present invention, the cerium oxide-containing fine powder externally added to the toner is used with a volume average particle size of 5 μm or less. Further, the cerium oxide-containing fine powder may be hydrophobized with a silane coupling agent such as silazane or alkoxysilane, silicone oil or the like. Examples of such cerium oxide include SHOROX and SHO-POLISH series manufactured by Showa Denko KK.
[0081]
In the toner of the present invention, as an abrasive, metal oxides such as strontium titanate, aluminum oxide, magnesium oxide and chromium oxide, nitrides such as silicon nitride, carbides such as silicon carbide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate A metal salt such as can be used.
[0082]
In the nonmagnetic toner of the present invention, fluorine resin powders such as vinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate can be used as a lubricant.
[0083]
The nonmagnetic toner of the present invention can be produced as follows. First, a binder resin, a wax that is a low softening point substance, a pigment or dye as a colorant, and if necessary, a charge control agent and other additives are thoroughly mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill, The resulting mixture is melt-kneaded using a heat kneader such as a superheated roll kneader or extruder, and the resin components are mixed with each other to disperse or dissolve the low softening point substance, pigment, dye, and magnetic substance. The obtained kneaded product is cooled and solidified, and then pulverized and classified to obtain a pulverized toner.
[0084]
Next, the pulverized toner that has undergone the pulverization step is subjected to gas phase treatment with hot air at a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax. By doing so, the shape of the toner base particles obtained by the kneading-pulverization method can be controlled to a more uniform shape, the smoothness of the toner surface can be increased, and the adhesion stress can be reduced.
[0085]
As a device for processing the toner material that has undergone the pulverization process in the gas phase with hot air at a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax, a surffusion system manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd. A surface modification apparatus applying a high-speed air-flow impact method such as a hybridization system, a kryptron cosmos system manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., an inomizer system manufactured by Hosokawa Micron, and a mechanofusion system manufactured by Hosokawa Micron can be used. Moreover, you may heat-process with the surface-modification apparatus which applied dry mechanochemical methods, such as the Okada Seiko mechano mill. Among these, particularly excellent results can be obtained by treatment using a surffusion system manufactured by Nippon Pneumatic Industry.
[0086]
In the present invention, in the toner production process, the process of treating the toner base particles in the gas phase with hot air having a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax is added to the pulverization process. It is arranged in a uniform shape, improves the smoothness of the toner particle surface, and reduces the adhesion stress. As a result, the uniformity of charging of the toner to be produced can be improved, and a toner having excellent image performance can be produced.
[0087]
The treatment temperature in the surffusion system refers to the temperature of hot air supplied to the heat treatment region. In the non-magnetic toner using the binder resin in the present invention, when a surffusion system is used, there is an optimum hot air temperature depending on the type of the apparatus. When using the SFS-3 type, a temperature higher by 50 ° C. to 350 ° C. than the higher one of the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax, and when using the SFS-30 type, the binder resin Of the glass transition point and the melting point of the wax, a temperature 30 to 330 ° C. higher than the higher temperature, and when using the SFS-50 type, out of the glass transition point of the binder resin or the melting point of the wax, A hot air temperature of 0 ° C to 330 ° C higher than the higher temperature is used.
[0088]
When wax is added to the toner particles, conventionally, there has been a tendency that coalescence particles are likely to be generated by the combination with the binder resin. However, the coalescence is performed by combining the binder resin and the wax of the present invention. Generation of particles can be suppressed.
[0089]
Conventional methods for suppressing coalescence particles include heat treatment as disclosed in JP 2000-003063 A, JP 2000-003068 A, JP 2000-003069 A, JP 2000-003075 A, and the like. As a fluidization treatment, it is known to apply a hot air treatment after adding a large amount of external additives such as silica and titanium oxide. However, toner that has been fluidized before such hot air treatment, when applied to a printer or copying machine, causes a phenomenon in which toner or toner components called filming adhere to the photoreceptor. There was a problem that it was easy.
[0090]
On the other hand, when the binder resin and the wax of the present invention are used, the generation of the coalesced particles can be suppressed. Therefore, after hot air treatment, an external additive such as silica or titanium oxide is externally mixed to perform filming. Can be suppressed.
[0091]
The nonmagnetic toner of the present invention can also be used for a two-component developer. When the non-magnetic toner of the present invention is used as a two-component developer, it is used by being mixed with a carrier, and the mixing ratio of the toner and the carrier is preferably 0.1 to 50% by mass as the toner concentration. Is used at 0.5 to 20% by mass, more preferably at 3 to 1% by mass.
[0092]
As the carrier core material, for example, surface-oxidized iron or unoxidized iron, cobalt, nickel, copper, zinc, manganese, chromium, rare earth metals, alloys, compounds, oxides, magnetic ferrites, and the like are used. Among them, those containing 98% by mass or more of ferrite carrier are preferably used.
[0093]
There are no particular restrictions on the carrier and its production method, and a coated carrier in which the surface of the core material is coated with a resin or the like is particularly preferable. As a method for coating, a coating material such as a resin is dissolved or suspended in a solution to prepare a coating solution, and this coating solution is applied to the surface of carrier particles and adhered to the surface of carrier particles. The method is applicable.
[0094]
Binder resins used for coating the coat carrier include styrenes such as styrene and chlorostyrene, monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl lactate, etc. Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid ester such as vinyl ester, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate Examples include vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl butyl ether, and homopolymers or copolymers of vinyl ketones such as vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, and vinyl isopropenyl ketone. It is.
[0095]
In particular, typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymers, styrene-acrylonitrile from the viewpoints of the acidity of conductive fine particles, film formability as a coating layer, toner spent prevention, and productivity. Examples thereof include copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, polyethylene, and polypropylene. Furthermore, polycarbonate, phenol resin, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyolefin, fluororesin, silicone resin, polyamide, and the like can be given. In particular, from the viewpoint of preventing spent, it is more desirable to include a resin having a low critical surface tension, such as polyolefin, fluororesin, and silicone resin.
[0096]
The blend amount is suitably such that the ratio of the fluorine-based resin, polyolefin, silicone-based resin, etc. with respect to the total binder amount is 1.0 to 60% by mass, particularly 2.0 to 40% by mass. Is desirable. When the content is less than 1.0% by mass, the surface modification effect is not sufficient and the toner spent is not effective. Further, if the content exceeds 60% by mass, it is difficult to disperse both uniformly, resulting in partial unevenness in volume resistance value and deterioration of charging characteristics.
[0097]
Examples of the fluororesin used as a carrier coating binder resin include solvent solubility of vinyl fluoride, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, dichlorodifluoroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and other monomers and other monomers. The copolymer of these is mentioned.
[0098]
Examples of the silicone resin used as a carrier coating binder resin include KR271, KR282, KR311, KR255, KR155 (straight silicone varnish), KR211, KR212, KR216, KR213, KR217, KR218 (for modification) manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd. Silicone varnish), SA-4, KR206, KR5206 (silicone alkyd varnish), ES1001, ES1001N, ESD1002T, ES1004 (silicone epoxy varnish), KR9706 (silicone acrylic varnish), KR5203, KR5221 (silicone polyester varnish), manufactured by Toray Silicone SR2100, SR2101, SR2107, SR2110, SR2108, SR2109, SR2400, SR241 , SR2411, SH805, SH806A, SH840 and the like are used.
[0099]
Although the usage-amount of said material can be suitably determined according to a condition, it is preferable to use 0.1-30 mass% with respect to a carrier with a total amount, and it is more preferable to use 0.5-20 mass%.
[0100]
The average particle size of the carrier is 20 to 100 μm, more preferably 25 to 70 μm, and still more preferably 25 to 65 μm.
[0101]
Particularly preferable carriers are ferrite particles having three elements of Cu—Zn—Fe (composition mass ratio (5 to 20): (5 to 20): (30 to 80)), the surface of which is a fluorine resin, Examples thereof include those coated with a styrene resin, a silicone resin, or a mixed resin thereof. For example, as a mixed resin, polyvinylidene fluoride and styrene-methyl methacrylate resin; polytetrafluoroethylene and styrene-methyl methacrylate resin; fluorine-based copolymer and styrene-based copolymer; More preferably, the mixture of the mass ratio of 70: 30-30: 70 can be mentioned.
[0102]
Coated magnetic ferrite having the above average particle diameter, wherein the coating agent is coated in an amount of 0.01 to 5% by mass, preferably 0.1 to 1% by mass, and there are 70% by mass or more of carrier particles that pass 250 mesh and turn on to 350 mesh. A carrier is mentioned as a preferable carrier. Examples of the fluorine copolymer include a mixture of vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer in a mass ratio of 10:90 to 90:10, and examples of the styrene copolymer include styrene-2-ethylhexyl acrylate / styrene. Copolymer mass ratio 20:80 to 80:20 mixture, styrene-ethyl acrylate 2-ethylhexyne-methyl methacrylate copolymer mass ratio (20-60): (5-30): (10 50) is exemplified.
[0103]
The coated magnetic ferrite carrier having a sharp particle size distribution has an effect of imparting preferable triboelectric charge to the toner of the present invention and further improving electrophotographic characteristics.
[0104]
When a two-component developer is prepared by mixing the toner of the present invention and a carrier, the mixing ratio is 1% by mass to 15% by mass, more preferably 2% by mass to 13%, based on the toner in the agent. Good results are usually obtained with mass%. When the toner concentration is less than 1% by mass, the image density is low. When the toner concentration exceeds 15% by mass, fog and in-machine scattering tend to increase, and the useful life of the developer tends to be shortened.
[0105]
When the non-magnetic toner of the present invention is used as a normal one-component non-magnetic toner, there is a method in which a blade or a roller is used to forcibly frictionally charge with a developing sleeve, and the toner is adhered to the sleeve and conveyed. Can be used.
[0106]
FIG. 1 schematically shows a developing device of a one-component developing method using the nonmagnetic toner of the present invention. In FIG. 1, a developing unit 1 contains a one-component non-magnetic toner of the present invention, and a developing sleeve 11 is provided in the developing unit 1 as a toner carrying member disposed opposite to a photosensitive member 2 rotating in the direction of arrow a in the figure. The electrostatic image on the photoreceptor 2 is developed with toner, and a toner image is formed on the photoreceptor. Here, the developing sleeve 11 is disposed so as to face the photosensitive member 2, and a minute gap may be provided between the photosensitive member 2 and the developing sleeve, or they may be in contact with each other. The developing sleeve 11 is rotated in the forward direction with respect to the rotating direction of the photoreceptor 2. The one-component nonmagnetic toner of the present invention accommodated in the developing device 1 is stirred by the stirring blade 3.
[0107]
The toner carrier of the developing device is not limited to a cylindrical shape like the developing sleeve 11, and may be in the form of an endless belt that is driven to rotate. A conductive roller may also be used.
[0108]
The developing device 1 is provided with an elastic blade 12 as an elastic regulating member above the developing sleeve 11. As the elastic regulating member, an elastic roller can be used instead of the elastic blade. The elastic blade 12 is provided so as to be inclined downward toward the upstream side in the rotation direction of the developing sleeve 11, and abuts against the upper outer peripheral surface of the developing sleeve 11.
[0109]
The elastic blade 12 may be made of metal such as copper, iron, and stainless steel, or may be one in which a resin chip made of urethane or silicone rubber is attached to a contact area with the developing sleeve 11 on the metal blade, or made of urethane or A resin blade made of silicone rubber may be used.
[0110]
The developing sleeve 11 is preferably a conductive cylinder formed of a metal such as aluminum or stainless steel or an alloy. The conductive imbalance may be formed of a resin composition having sufficient mechanical paternity and electrical conductivity. Furthermore, the developing sleeve 1 may have a coating layer formed of a resin composition in which conductive fine particles are dispersed on a metal or alloy cylindrical surface. The coating layer uses acrylic resin or phenol resin as the resin material, and in the coating layer. A mixture of carbon fine particles and crystalline graphite, or those containing conductive fine particles of crystalline graphite is used.
[0111]
The toner application roller 13 is in contact with the developing sleeve 11 on the side opposite to the photoreceptor 2 and is rotatably supported.
[0112]
The toner passes through the contact portion between the elastic blade 12 and the developing sleeve 11, and a thin layer of toner is formed on the developing sleeve 11, and is conveyed to the developing portion facing the photoreceptor 2. By applying an alternating voltage in which an alternating current is superimposed on a direct current as a developing bias to the developing sleeve 11, the toner on the developing sleeve 11 is transferred corresponding to the electrostatic charge image formed on the photoreceptor 2. The toner image is formed by adhering to the charge plastic image.
[0113]
(Example)
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated concretely. In addition, the following examples illustrate the present invention and do not limit the present invention. In the following description, “part” means “part by mass”.
[0114]
(Preparation of master batch MR1)
Figure 0003902104
The pigment of the composition 1 and the polyester resin were kneaded for 30 minutes after heating to 100 ° C. with a kneader. The kneaded product was plate-shaped and cooled, and then pulverized by a speed mill equipped with a mesh having a diameter of 2 mm to obtain a resin composition MR1.
[0115]
(Preparation of masterbatch MR2)
Figure 0003902104
A resin composition MR2 was obtained in the same manner as in the master batch 1 using the pigment of the composition 2 and the polyester resin.
[0116]
(Preparation of masterbatch MB1)
Figure 0003902104
Resin composition MB1 was obtained in the same manner as Masterbatch 1 using the pigment of composition 3 and a polyester resin.
[0117]
(Preparation of masterbatch MY1)
Figure 0003902104
A resin composition MY1 was obtained in the same manner as in the master batch 1 using the pigment of the above composition 4 and a polyester resin.
[0118]
(Preparation of polyester resin A)
[Polyester resin A composition]
Terephthalic acid ...... 6.0mol
Isophthalic acid …… 3.0mol
Bisphenol A propion oxide 2.2 mol adduct ...... 7.0 mol
Ethylene glycol ...... 2.0mol
Diethylene glycol ...... 1.0 mol
Dibutyltin oxide ...... 0.05g
Trimellitic anhydride ...... 0.9mol
Dibutyltin oxide ...... 0.3g
The above materials are reacted and subjected to dehydration condensation, and the mass average molecular weight Mw: 113,000, Mw / Mn: 37.8 , Minutes Components with a molecular weight of 150,000 or more: Maximum of molecular weight distribution at 14.5%, molecular weight of 150,000 or more Worth There was not present, and a polyester A having an acid value of 4.1 mg KOH / g, an OH value of 9.2, and a Tg of 61.3 ° C. was obtained.
[0119]
(Preparation of polyester resin B)
[Polyester resin B composition]
Terephthalic acid ...... 6.0mol
Isophthalic acid …… 3.0mol
Ethylene glycol ...... 6.0mol
Ethanol ...... 8.0mol
Dibutyltin oxide ...... 0.05g
Bisphenol a propylene oxide 2.2 mol adduct 7.0 mol
Ethylene glycol ...... 1.0 mol
Diethylene glycol ...... 2.0mol
Glycerin …… 0.3mol
Dibutyltin oxide ...... 0.5g
The above materials are reacted and dehydrated and condensed to have a weight average molecular weight Mw: 98,000, Mw / Mn: 33.7. , Minutes Ingredients with a mass of 150,000 or more: 12.7% , Minutes Ratio P2 / P1: 22.4% of the maximum value P2 of the molecular weight distribution at a molecular weight of 150,000 or more and the maximum value P1 of the molecular weight distribution at a molecular weight of 3,000 to 20,000, acid value: 0.5 mgKOH / g, Polyester B having an OH number of 15 and Tg of 61.0 ° C. was obtained.
[0120]
(Preparation of polyester resin C (resin for comparative example))
[Polyester resin C composition]
Terephthalic acid ...... 8.0mol
Isophthalic acid …… 3.0mol
Bisphenol A ethylene oxide 2.3 mol adduct ... 7.0 mol
Ethylene glycol ...... 2.0mol
Diethylene glycol ...... 2.0mol
Dibutyltin oxide …… 0.1g
Trimellitic anhydride ...... 2.4mol
Dibutyltin oxide ...... 0.7g
The above materials are reacted and subjected to dehydration condensation, and the mass average molecular weight Mw: 572,000, Mw / Mn: 56.4 , Minutes Ingredients with child mass of 150,000 or more: 34.5% , P 2 / P1: 22.4%, polyester C having an acid value of 16.5 mgKOH / g, an OH value of 21.5, and a Tg of 56.8 ° C. was obtained.
[0121]
(Preparation of polyester resin D (resin for comparative example))
[Polyester resin D composition]
Maleic acid …… 10.0 mol
Bisphenol A ethylene oxide 2.3 mol adduct ... 10.0 mol
Dibutyltin oxide …… 0.1g
The above materials are reacted and subjected to dehydration condensation, mass average molecular weight Mw: 24,300, Mw / Mn: 5.5, P1: 9,900, components having a molecular weight of 150,000 or more: 5.3%, P2: present. As a result, polyester D having an acid value of 10.2 mg KOH / g and Tg of 64.0 ° C. was obtained.
[0122]
Example 1
The following constituent materials were mixed and dispersed with a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.), then melt kneaded with a twin-screw kneader (Ikegai PCM30) and further coarsely pulverized with a speed mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized with a pulverizer (IDS-2 type, manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) and classified with a classifier (DSX-2 type, manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.). Powder).
Polyester resin A: 85 parts
Resin composition MR1 ...... 10 parts
Zinc di-t-butylsalicylate compound 3 parts
Paraflint H1 (manufactured by Schumann Sazol, melting point 75.3 ° C.) 2 parts
[0123]
This toner classified product (M powder) was heat-treated in a gas phase at a hot air temperature of 230 ° C. using an SFS-30 machine manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd. to obtain treated powder.
[0124]
To 100 parts of this treated powder, 1.5 parts of hexamethyldisilazane-treated hydrophobic silica, 0.5 part of hydrophobized titanium oxide compound, cerium oxide powder (cerium oxide 45% or more, lanthanum oxide 20% or more 0.2 parts of average particle size of 1.4 μm, trade name ROX a-10, manufactured by Showa Denko KK), externally mixed with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), and further subjected to ultrasonic vibration sieving (Dalton Co., Ltd.) was used to obtain a toner.
[0125]
When the particle size distribution of the toner classified product (M powder) was measured with Multisizer (manufactured by Coulter Counter), the toner had a volume average particle size of 9.23 μm and a number distribution with a particle size of 50 μm or less. The content of 20% or more by number% and volume distribution was 0.0%.
[0126]
This toner was applied to a printer and cartridge in which a plain paper facsimile machine TF6500 manufactured by Toshiba was modified to form an image. The photosensitive member is a negatively charged organic photosensitive drum, the toner is negatively charged, the developing roller is an aluminum tube coated with a phenol resin containing carbon fine particles and conductive graphite, and the blade is a developing roller. It was set as the metal thin plate which affixed urethane resin to the contact part. The distance between the surface of the organic photoreceptor drum and the surface of the developing roller was 300 μm. The toner application roller was a sponge roller in which urethane containing a conductive agent was foamed.
[0127]
[Image evaluation test]
The resolution printer was left under normal temperature and normal humidity (23 ° C./60% RH), and then an A4 image was output and image evaluation was performed. When a solid image, a character image, and white were output, a good image was obtained. In addition, an evaluation was performed to see the gradation. Further, after outputting 2,000 sheets of 5 mm square solid and characters, a solid image, a character image, and white were output. As a result, a good image without fogging was obtained. These evaluation results are summarized in Table 1.
[0128]
[Toner scattering evaluation]
A blank paper was attached to the lower part of the developing roller in the printer, and the stain on the part was visually evaluated.
[0129]
[Gradation evaluation]
A latent image of a four-stage halftone image including solids with a printing pixel ratio per unit area of 100%, 75%, 50%, and 25% is formed on the photoreceptor, and this is developed to form an image. . This density was measured to evaluate gradation.
[0130]
[High temperature / high humidity environment (30 ° C./80% RH) and low temperature / low humidity environment (15 ° C./10% RH) test]
After installing the modified printer in a high temperature / high humidity environment (30 ° C / 80% RH) and a low temperature / low humidity environment (15 ° C / 10% RH) for 2 days, the same image evaluation of 1.000 sheets was performed. I did it. The evaluation results are summarized in Table 2 for the high temperature / high humidity environment (30 ° C./80% RH) and in Table 3 for the low temperature / low humidity environment (15 ° C./10% RH).
[0131]
(Example 2)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin A: 85 parts
Resin composition MB1 ...... 10 parts
Zinc di-t-butylsalicylate compound 3 parts
2 parts of paraflint H1 (manufactured by Schumannsazol, melting point 75.3 ° C.)
[0132]
(Example 3)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin A: 85 parts
Resin composition B1 ...... 10 parts
Zinc di-t-butylsalicylate compound 3 parts
2 parts of paraflint H1 (manufactured by Schumannsazol, melting point 75.3 ° C.)
[0133]
Example 4
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin A ...... 90 parts
Carbon Black MA100 (Mitsubishi Chemical Corporation) ...... 5 parts
Bis- (diphenyloxoacetyl) boron potassium ...... 3 parts
Paraflint H1 (manufactured by Schumann Sazol, melting point 75.3 ° C.) 2 parts
[0134]
(Example 5)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin B ...... 85 parts
Resin composition MR2 ...... 10 parts
Bis- (diphenyloxoacetyl) boron potassium ...... 3 parts
HDP7010 (Nippon Seiwa Co., Ltd., melting point 89.0 ° C.) 2 parts
[0135]
(Example 6)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin B ...... 85 parts
Resin composition MR2 ...... 10 parts
pt-Butylcalix [B] arene compound 3 parts
Carnauba wax (melting point 80.4 ° C) ... 2 parts
[0136]
(Example 7)
[0137]
A toner was manufactured in the same manner as in Example 2 except that cerium oxide was not added externally. When this toner was evaluated in the same manner as in Example 2, slight unevenness occurred on the first sheet of the initial image, but the level was within the allowable range.
[0138]
(Comparative Example 1) (Parameter indicating molecular weight distribution, large acid value)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin C: 85 parts
Resin composition MR2 ...... 10 parts
Styrene acrylic polymer containing sulfonic acid 3 parts
Biscol 660P
(Sanyo Kasei Co., Ltd. polypropylene melting point 145 ° C) ... 2 parts
[0139]
The polyester resin C used here has a mass average molecular weight Mw: 572,000, Mw / Mn: 56.4, a component having a molecular weight of 150,000 or more: 34.5%, P2 / P1: 22.4%, and a molecular weight. The distribution parameters were all shifted to the higher molecular weight side, and the acid value was as large as 16.5 mgKOH / g, and the circularity of the particles was set to 0.71. As a result, a decrease in transfer efficiency, a decrease in initial image gradation, fogging, and toner scattering were observed.
[0140]
(Comparative Example 2) (large circularity)
A toner was produced in the same manner as in Example 1 except that the materials were changed as follows. The manufactured toner was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results obtained are summarized in Tables 1 to 3.
Polyester resin D: 85 parts
Resin composition MR2 ...... 10 parts
Styrene acrylic polymer containing sulfonic acid 3 parts
Biscol 660P
(Sanyo Kasei Co., Ltd. polypropylene melting point 145 ° C) ... 2 parts
[0141]
The polyester resin C used here has the same mass average molecular weight Mw: 572,000, Mw / Mn: 56.4, a component having a molecular weight of 150,000 or more: 34.5%, P2 / P1: 22.2. The molecular weight distribution parameters were all shifted to the higher molecular weight side, 4%, and the acid value was as large as 16.5 mgKOH / g, and the circularity of the particles was increased to 0.90. As a result, the transfer efficiency and initial image gradation were good, but the characteristics after 2,000 sheets at normal temperature and normal humidity, and after 1,000 sheets at high temperature and high humidity and low temperature and low humidity decreased, and fog and toner scattering increased. did.
[0142]
[Table 1]
Figure 0003902104
[0143]
[Table 2]
Figure 0003902104
[0144]
[Table 3]
Figure 0003902104
[0145]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transfer characteristics are good, the halftone reproducibility is good, the toner particle surface is less deteriorated and worn, and has environmental characteristics. Thus, it is possible to provide non-magnetic toner particles capable of stably obtaining the image characteristics from the initial stage to the life end. Printers and copiers using the non-magnetic toner of the present invention have no fog, high density, excellent transfer characteristics regardless of environmental changes, high color development, and solid to halftone images. Since the density is high, the consumption of toner is small, and the scattering from the developing sleeve is small, it is possible to reduce the contamination due to the scattering of toner into the printer or copying machine that forms an image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a developing device of a one-component developing method using a nonmagnetic toner of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Developing device, 2 ... Photoconductor, 11 ... Developing sleeve, 12 ... Elastic blade, 13 ... Toner application roller

Claims (6)

結着樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナー母体に、外添剤としてシリカおよび酸化チタンの少なくとも一方がトナー母体100質量部に対し0.1質量部以上外添されており、
前記結着樹脂は、ガラス転移点が50℃以上65℃以下であり、GPCを用いた分子量分布測定において、質量平均分子量Mwが70,000以上、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが20以上50以下であり、分子量分布の極大値が分子量3,000以上20,000以下の区間にあり、分子量150,000以上の成分が10〜30%であり、分子量150,000以上における分子量分布の極大値が存在する場合には、前記分子量150,000以上における分子量分布の極大値が、分子量3,000以上20,000以下の区間に存在する前記分子量分布の極大値の1/3以下であり、酸価が10mgKOH/g以下であるポリエステル樹脂であり、
前記ワックスは、合成炭化水素ワックスおよびエステルワックスの少なくとも1種であって、その融点が50℃以上90℃以下であり、
前記トナー母体は、前記結着樹脂と前記着色剤と前記ワックスとを含有する混合物が溶融混練され粉砕され前記結着樹脂のガラス転移点と前記ワックスの融点よりも高い温度の熱風で気相中処理された円形度の算術平均値0.73以上0.84以下、体積平均粒径11μm以下の粒子であることを特徴とする非磁性一成分現像用非磁性トナー。
To a toner base containing a binder resin, a colorant, and a wax, at least one of silica and titanium oxide is externally added as an external additive in an amount of 0.1 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the toner base.
The binder resin has a glass transition point of 50 ° C. or more and 65 ° C. or less, and in the molecular weight distribution measurement using GPC, the weight average molecular weight Mw is 70,000 or more, and the ratio between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn. Mw / Mn is 20 or more and 50 or less, the maximum value of the molecular weight distribution is in the section of molecular weight 3,000 or more and 20,000 or less, the component having the molecular weight 150,000 or more is 10 to 30%, and the molecular weight 150,000 When there is a maximum value of the molecular weight distribution in the above, the maximum value of the molecular weight distribution at the molecular weight of 150,000 or more is 1 of the maximum value of the molecular weight distribution existing in the section of the molecular weight of 3,000 or more and 20,000 or less. A polyester resin having an acid value of 10 mgKOH / g or less,
The wax is at least one of a synthetic hydrocarbon wax and an ester wax, and has a melting point of 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower,
The toner base is a mixture of the binder resin, the colorant, and the wax melted, kneaded and pulverized, and heated in a gas phase with hot air at a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax. A non -magnetic toner for non -magnetic one-component development, wherein the processed non-magnetic toner is a particle having an arithmetic average value of not less than 0.73 and not more than 0.84 and a volume average particle diameter of 11 μm or less.
結着樹脂であるポリエステル樹脂と着色剤とワックスとを含有するトナー母体に、外添剤としてシリカおよび酸化チタンの少なくとも一方を0.1質量部以上と、酸化セリウムを45%以上含有する体積平均5μm以下の微粉体をトナー母体100質量部に対し0.05質量部以上外添されており、
前記トナー母体は、前記結着樹脂であるポリエステル樹脂と前記着色剤と前記ワックスとを含有する混合物が溶融混練され粉砕され前記結着樹脂のガラス転移点と前記ワックスの融点よりも高い温度の熱風で気相中処理された円形度の算術平均値0.73以上0.84以下、体積平均粒径11μm以下の粒子であることを特徴とする非磁性一成分現像用非磁性トナー。
Volume average containing 0.1 mass parts or more of at least one of silica and titanium oxide as an external additive and 45% or more of cerium oxide in a toner base containing a polyester resin as a binder resin , a colorant and a wax. 0.05 parts by mass or more of a fine powder of 5 μm or less is externally added to 100 parts by mass of the toner base,
The toner base is a hot air having a temperature higher than the glass transition point of the binder resin and the melting point of the wax by melting and kneading a mixture containing the polyester resin as the binder resin , the colorant, and the wax. A non -magnetic toner for non -magnetic one-component development, wherein the non-magnetic toner has an arithmetic average value of circularity of 0.73 to 0.84 and a volume average particle size of 11 μm or less processed in a gas phase.
前記結着樹脂であるポリエステル樹脂、ガラス転移点が50℃以上65℃以下であり、GPCを用いた分子量分布測定において、質量平均分子量Mwが70,000以上、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが20以上50以下であり、分子量分布の極大値が分子量3,000以上20,000以下の区間にあり、分子量150,000以上の成分が10〜30%であり、分子量150,000以上における分子量分布の極大値が存在する場合には、分子量3,000以上20,000以下の区間に存在する前記分子量分布の極大値の1/3以下であり、酸価が10mgKOH/g以下である結着樹脂であり、
前記ワックスが、合成炭化水素ワックスおよびエステルワックスの少なくとも1種であって、その融点が50℃以上90℃以下であることを特徴とする請求項2記載の非磁性一成分現像用非磁性トナー。
The polyester resin as the binder resin has a glass transition point of 50 ° C. or more and 65 ° C. or less, and in molecular weight distribution measurement using GPC, the mass average molecular weight Mw is 70,000 or more, the mass average molecular weight Mw and the number average molecular weight. The ratio Mw / Mn to Mn is 20 or more and 50 or less, the maximum value of the molecular weight distribution is in the section of molecular weight 3,000 or more and 20,000 or less, and the component having a molecular weight of 150,000 or more is 10 to 30%, When there is a maximum value of the molecular weight distribution at a molecular weight of 150,000 or more, it is 1/3 or less of the maximum value of the molecular weight distribution existing in the section of the molecular weight of 3,000 or more and 20,000 or less, and the acid value is 10 mgKOH / G or less binder resin,
The nonmagnetic toner for nonmagnetic one-component development according to claim 2, wherein the wax is at least one of a synthetic hydrocarbon wax and an ester wax, and has a melting point of 50 ° C or higher and 90 ° C or lower.
前記着色剤としてC.I.ピグメントレッド122及びC.I.ピグメントレッド238から選ばれる少なくとも1種を1〜5質量%含有することを特徴とする請求項2または3記載の非磁性一成分現像用非磁性トナー。As the colorant, C.I. I. Pigment red 122 and C.I. I. 4. The nonmagnetic toner for nonmagnetic monocomponent development according to claim 2, comprising 1 to 5% by mass of at least one selected from CI Pigment Red 238. 5. 前記着色剤としてC.I.ピグメントレッド122とC.I.ピグメントレッド238とをそれぞれ0.5〜4質量%の範囲で含有することを特徴とする請求項2または3記載の非磁性一成分現像用非磁性トナー。As the colorant, C.I. I. Pigment red 122 and C.I. I. The non-magnetic toner for non -magnetic one-component development according to claim 2 or 3, wherein the pigment red 238 is contained in an amount of 0.5 to 4% by mass. 前記トナー母体が、サリチル酸金属化合物、ホウ素錯体、および環状フェノール系オリゴマーから選ばれる少なくとも1種を0.5質量%以上10質量%以下含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の非磁性一成分現像用非磁性トナー。The toner base contains 0.5% by mass or more and 10% by mass or less of at least one selected from a salicylic acid metal compound, a boron complex, and a cyclic phenol-based oligomer. The nonmagnetic toner for nonmagnetic one-component development of description.
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