JP3925228B2 - Toner and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、レーザプリンタ、普通紙FAX、カラーPPC、カラーレーザプリンタやカラーFAXに用いられるトナー及び画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型化、高速化、高画質化、メンテフリーなどを実現する技術が求められている。そのため転写残の廃トナーをクリーニングせずに現像において廃トナーを回収するクリーナーレスプロセスや、カラー画像の高速出力を可能とするタンデムカラープロセス、また定着時にオフセット防止のための定着オイルを使用せずとも高光沢性、高透光性を有する鮮明なカラー画像と非オフセット性を両立させるオイルレス定着が良メンテナンス性、低オゾン排気などの条件とともに要求されている。そしてこれらの機能は同時に両立させる必要があり、プロセスのみならずトナーの特性向上が重要なファクターである。
【0003】
カラープリンタでは、像担持体(以下感光体と称す)を、帯電チャージャーによるコロナ放電で帯電させ、その後各色の潜像を光信号として感光体に照射し、静電潜像を形成し、第1色、例えばイエロートナーで現像し、潜像を顕像化する。その後感光体に、イエロートナーの帯電と逆極性に帯電された転写体を当接し、感光体上に形成されたイエロートナー像を転写する。感光体は転写時に残留したトナーをクリーニングしたのち除電され、第1のカラートナーの現像、転写を終える。その後マゼンタ、シアンなどのトナーに対してもイエロートナーと同様な操作を繰り返し、各色のトナー像を転写体上で重ね合わせてカラー像を形成する方法が取られている。そしてこれらの重畳したトナー像はトナーと逆極性に帯電した紙に転写される4パス方式のカラープロセスが実用化されている。
【0004】
また、帯電器、感光体、現像部等を有する像形成ステーションを複数並べて配置し、感光体に無端状の転写体を当接させて転写体に順次各色のトナーを連続して転写させる一次転写プロセスを実行して、転写体に多層の転写カラートナー画像を形成し、その後転写体に形成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構成されたタンデムカラープロセスや、転写体を用いずに直接紙やOHPの転写媒体に連続して転写するタンデムカラープロセスが実用化されている。
【0005】
この方式は高速にカラー画像を出力できる特徴があるが、転写体上で4色のトナー画像を重ねるためトナー層が厚くなり、トナー層がない、あるいは、薄いところとの圧力差が生じやすい。このため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる“中抜け”現象が発生し易い。さらに、残トナーのクリーニングを確実に行うために、転写体にトナーの離型効果の高い材料を用いると、中抜けは顕著に現れ、画像の品位を著しく低下させてしまう。さらに、文字やラインなどではエッジ現像となっており、トナーがより多くのり、加圧によるトナー同士の凝集を起こし、中抜けがより顕著になる。特に低温低温の環境下でより顕著に現れる。
【0006】
さらに、機械の小型化高速化のため、像形成ステーション間の距離(感光体間の距離に相当)がより短く、かつ高速度で印写させることが要求される。その結果、例えばイエロートナーが第1に転写された後、次のマゼンタトナーの第2の転写がされるまでの時間が極めて短く、転写体又は転写媒体の帯電緩和及び転写されたトナーの電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマゼンタトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロートナーの電荷作用により反発され、トナー像の飛び散りによる画像乱れ、転写効率の低下、転写時の文字の中抜けという問題が生じる。また転写体又は転写媒体上に第1転写されたイエロートナーが第2転写の際に感光体に移動する逆転写が生じる問題が生じる。
【0007】
さらに中間転写体を使用する構成では、最後の4色目のトナーが一次転写された後、紙等に一括して二次転写される際、トナー相互の電荷による反発によりトナー像乱れが生じる。
【0008】
また転写でのドット再現性を向上させため、転写体の抵抗を高抵抗とする構成により、これらのトナー像乱れの発生、転写不良の傾向がより顕著に生じる。
【0009】
さらに後述する定着時にオイルを使用しないオイルレス定着を可能とするため、シャープメルト樹脂中にワックス等の離型剤を添加するトナー組成では帯電保持性が強く、またトナーの凝集性が強い特質を有するため、トナー像乱れ、転写不良の傾向がより顕著に生じ、転写と定着の両立が困難となる。またポリエステル樹脂中での分散性を高めるために極性基を持たせたワックスを添加したトナーでは、より凝集性が強くなり、オイルレス定着と転写性の両立が極めて困難でなる。
【0010】
定着プロセスにおいては、カラー画像ではカラートナーを溶融混色させ透光性を上げる必要がある。トナーの溶融不良が起こるとトナー画像表面又は内部に於いて光の散乱が生じて、トナー色素本来の色調が損なわれると共に重なった部分では下層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、トナーには完全溶融特性を有し、色調を妨げないような透光性を有することが必要条件である。OHP用紙での光透過性がカラーでのプレゼンテーション機会の増加で、その必要はより大きくなっている。
【0011】
しかし光透過性発現のためシャープメルトの溶融特性を有する樹脂構成では、耐オフセット性が低下し、定着ローラ表面に付着してオフセットが生じるため定着ローラに多量のオイル等を塗布しなければならず、取扱や、機器の構成が複雑になる。そのためオイルを必要としないオイルレスのカラー定着構成が要求される。
【0012】
また、定着ローラやベルトの離型性、耐久性向上のためにフッ素系材料が使用される。しかし定着部に突入前に未定着のトナー像が静電気的に定着ローラと反発する像乱れが生じやすい。逆に定着ニップ部に突入する前に定着ローラにトナーが飛翔してハーフトーン画像でのオフセットを生じる場合もある。特に離型オイルを塗布しない構成において帯電性の影響が出やすい。またオフセット性を向上させる目的で離型剤を添加したトナーでは、内添加剤の分散不良の状態により定着ローラに傷を生じさせやすくなり、画像の縦筋発生の要因となってしまう。
【0013】
周知のように電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナ−は一般的に結着樹脂である樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、電荷制御剤、更に必要に応じて離型剤などの添加成分によって構成されている。樹脂成分として天然または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。
【0014】
そして、上記添加剤を適当な割合で予備混合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式により微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。その後このトナー母体に例えば疎水性シリカなどの外添剤を外添処理してトナーが完成する。一成分現像では、トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合することによって二成分現像剤が得られる。
【0015】
定着性向上の目的で添加される離型剤としては、特開平2−266372号公報では脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス及び/又はモンタン系エステルワックス、酸価10〜30の酸化ライスワックスの使用、また特開平9−281748号公報では、融点85〜100℃、天然ガス系フィッシャートロプッシュワックスの存在下で重合されたビニル系共重合体、特開平10−327196号公報では、多価アルコール成分とジカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸化合物とを縮重合し、離型剤の平均分散粒子径が0.1〜3μm、外添剤の粒子径が4〜200nmで1〜5重量部添加する旨が開示されている。特開平5−333584号公報では、パ−フルオロオクチルメタクリレ−トなどの有機フッ素化合物で変性されたポリプロピレンなどのフッ素変性ポリオレフイン系樹脂を含有する構成により定着性が向上する内容が開示されている。特開平5−188632号公報では、軟化点が80〜140℃、フツ素を含有する低分子量ポリオレフイン、低分子量オレフインとポリテトラフルオロエチレンとの溶融混合物を配合することにより定着時の非オフセット性が向上する内容が開示されており、定着性向上に効果がある内容が記載されている。
【0016】
また、特開昭59−148067号公報では、樹脂に低分子量と高分子量部分とを持ち、低分子量のピーク値とMw/Mnを規定した不飽和エチレン系重合体を使用し、軟化点を特定したポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。これによって、定着性と耐オフセット性が確保されるとしている。また特開昭56−158340号公報では特定の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分よりなる樹脂を主成分とするトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分により耐オフセット性を確保する目的である。また特開昭58−223155号公報では1000〜1万と20万〜100万の分子量領域に極大値を持ち、Mw/Mnが10〜40の不飽和エチレン系重合体からなる樹脂と特定の軟化点を有するポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分とポリオレフィンにより耐オフセット性を確保する目的として使用されている。
【0017】
また、特開昭63−56659号公報、特開平2000−98661号公報にはポリエステル樹脂に関するトナーが開示され、良好な定着性が得られる旨開示されている。
【0018】
またトナーに帯電性を付与する電荷制御剤としては、特開平2−221967号公報、特開平7−84409号公報、特開平5−72812号公報、特開平5−165257号公報にベンジル酸誘導体の金属塩を用いたトナーが開示されている。また特開昭53−127726号公報、特開昭55−42752号公報、特開平7−2171097号公報等にはサリチル酸誘導体の金属塩を用いたトナーが開示されている。
【0019】
しかし、定着強度を高めるために、結着樹脂の溶融粘度を下げたり、低分子量化した樹脂を使用すると、長期使用中に2成分現像であればトナーがキャリアに固着するいわゆるスペントが発生し易くなる。現像剤の耐ストレス性が低下する。また定着時にヒートローラにトナーが付着するオフセットが発生しやすくなる。また長期保存中にトナー同士が融着するブロッキングが発生する。
【0020】
高分子量成分と低分子量成分をブレンドした、あるいは共重合させた樹脂構成に対して、低融点の離型剤、例えばポリエチレン、ポリプロピレンワックス等は、定着時ヒートローラからの離型性を良くして耐オフセット性を高める目的で添加される。しかしこれらの離型剤は結着樹脂中での分散性を向上させるのが困難で、分散不良による逆極性トナーが発生し易く、非画像部へのカブリが発生する。またベタ黒画像部後端部に刷毛でかきとられたような画像欠けが生じ、画質を悪化させる。またキャリア、感光体、現像スリーブをフィルミング汚染する課題がある。
【0021】
また低融点離型剤と低軟化性の樹脂を使用してカラー画像の光沢性や透光性を高める構成のトナーを使用した場合、現像での現像ローラ上での縦筋の発生や、転写体のクリーニング不良やフィルミングの発生、転写体のクリーニングローラのスクレープ不良のために、分散性を向上させると、離型性の効果が低下し、非オフセット領域が狭くなってしまい、両立が難しい。
【0022】
また、シリコンやウレタン等の現像ローラにトナー層を規制する弾性体ブレードを接触使用し、現像ローラにトナーを供給するウレタン等の供給ローラを具備する接触式の一成分現像方式では、低融点の離型剤の添加したトナーでは帯電の立ち上り性が悪化したり、長期連続使用時に帯電維持性の悪化が生じる。また、前記した低融点の離型剤を添加したトナーの使用により、数千枚の使用で徐々に現像ローラ上に縦筋が発生し、白抜け、黒筋等の画像不良の原因となる。これは離型剤の分散不良による現像ローラへの傷、ブレードへの融着、供給ローラと現像ローラとの摩擦による凝集の発生が要因と考えられる。
【0023】
機器の小型化、省資源からクリーニング工程のないクリーナレスプロセス実現は重要である。感光体上に形成した静電潜像を顕像化されたトナーを転写手段により転写体や紙に転写した後、通常は感光体上に残留したトナーをブレードやファーブラシ等の手段によりクリーニングして回収して廃トナーとなる。このときこのクリーニングプロセス工程を有さずに、次の帯電、露光、現像プロセスを行うのがクリーナーレスプロセスである。まず転写において高転写性実現が不可欠である。
【0024】
また、転写残トナーがある程度は感光体上に残り、次の現像プロセスでは、非画像部の残トナーが現像に回収し、戻されれば画像的に問題は生じない。
【0025】
また、カラー画像出力の場合、カラー画像を重ね合わせる転写工程において、前色のトナーが感光体に逆転写しそれがメモリーとして異常画像となることもある。よってこの残留したトナーや逆転写したトナーの対策が重要なポイントである。
【0026】
また、前述した定着時の非オフセット性を満たすために低融点ワックス等の離型剤を添加したトナーにおいては、樹脂とワックスの相溶性が悪いため、トナー中のワックス粒子が粗大化する。そのため、流動性が低下する傾向にあり、転写性が良くないのと、トナーの凝集性が強いためクリーナーレスプロセスでは現像での回収に難があり、非画像部に前の画像パターンのメモリが残ってしまう。さらに、このトナーを転写性改良のために熱や衝撃力により球形化処理を施すと、転写性の改良効果は見られるが、粗大化したワックスがトナー表面にブリードし、これが感光体、キャリア、現像ローラ、転写体を汚染し、帯電、寿命等の悪化を生じる課題がある。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
このようにトナーは、上記した課題に対し、総合的に満足するものでなければならならず、定着ローラにオイルを使用しないオイルレス定着トナーにおいては定着部材に使用したオイル機能をトナー自身に持たせるため、トナー中にワックス等の離型剤を使用してオイルレス定着を実現し、かつタンデム方式のカラープロセスにおいても転写性を維持させ、さらにはクリーナーレスプロセスをも満足させることが必要である。
【0028】
本発明は上記問題点に鑑み、均一な帯電分布を有し、画像の長期安定化を図れるトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0029】
一成分現像法に使用しても現像ローラに縦筋が生じず、連続使用しても層規制ブレードや現像ローラにトナーの熱融着や凝集を生じず、帯電量の低下を抑え、また樹脂特性を劣化させることなく添加剤の分散性を向上させ安定した現像性を維持出来るトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0030】
また、複数の感光体や現像部を有する像形成ステーションを並べて配置し、感光体に無端状の転写体を当接させて転写体に順次各色のトナーを連続して転写させる転写プロセスを実行するタンデムカラープロセスにおいて、転写時の中抜けや飛び散りを防止し、高転写効率が得られ、転写体等へのフィルミングを回避し、転写体やクリーニング手段への融着を防止できるトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0031】
クリーナーレスプロセスにおいても高転写効率が得られ、帯電量、流動性の低下がなく、現像での回収を容易にしメモリーが生じず、クリーナーレスプロセスを可能とし、地球環境汚染防止と資源の再活用を可能にするトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0032】
定着ローラにオイル塗布しないオイルレス定着で高透光性、光沢性を発現するフルカラー電子写真用トナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0033】
低溶融性のシャープメルト樹脂を使用したカラートナーにおいても現像ローラやドクターブレード、転写体等へのフィルミングを回避でき、また、高湿下での長期使用においても、感光体、転写体等フィルミングを防止できるトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0034】
また、ベルトを使用した定着プロセスにおいても、低定着圧力、長定着ニップ構成の曲率の大きいローラを使用したベルト定着においても、紙のベルトへの非巻付き性を良好なものとし、さらにベルトと紙が分離する時に生じる画像部の欠けを防止することができ、さらに現像、転写性とも両立を図れるトナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0035】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み本発明に係る構成は、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、
外添剤として、少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに,脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含むトナーである。
また、本発明に係る構成は、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、外添剤として、少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルにて処理を施した後に、脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含むトナーである。
また、本発明に係る構成は、少なくとも像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する帯電手段と、前記像担持体上に形成した静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とを含む複数のトナー像形成ステーションと、前記顕像化したトナー像を順次連続して転写媒体に転写させる転写手段とから構成される画像形成装置において、前記トナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、外添剤として、少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに,脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含むことを特徴とする画像形成装置である
また、本発明に係る構成は、少なくとも像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する帯電手段と、前記像担持体上に形成した静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とを含む複数のトナー像形成ステーションと、前記像担持体に無端状の転写体を当接させて前記転写体に前記顕像化した複数のトナーを順次連続して転写する一次転写手段と、前記転写体に形成した多層のトナー像を、一括して転写媒体に一括転写させる二次転写手段とから構成される画像形成装置において、前記トナーが、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、外添剤として、少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに,脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含むことを特徴とする画像形成装置である
【0043】
【発明の実施の形態】
デジタル高画質化、高精細色再現性カラー化、定着ローラにオフセット防止用のオイルを使用しないで高透光性と耐オフセット性の両立を図ることができ、さらには現像一成分におけるローラ傷やブレード融着による縦筋の発生の防止や、クリーナーレスプロセス、タンデムカラープロセスでの安定した転写性の両立実現を可能とするものである。
【0044】
本形態では外添剤無機微粉末として、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、マグネシア、フェライト、マグネタイト等の金属酸化物微粉末、SrTiO3、BaTiO3、MgTiO3、Al2(TiO3)3、CaTiO3、PbTiO3、FeTiO3等のチタン酸金属塩、SrZrO3、BaZrO3、MgZrO3、Al2(ZrO3)、CaZrO3、PbZrO3等のジルコン酸金属塩、SrSiO3、BaSiO3、MnSiO3、CaSiO3、MgSiO3等のまたシリコン酸塩あるいはこれらの混合物が用いられる。外添剤は必要に応じて表面処理される。
【0045】
チタン酸金属塩は、転写性と現像長期使用時の帯電性の安定化に効果がある。ジルコン酸金属塩は転写性とともに感光体の研磨効果がある。シリコン酸塩は転写性とともに定着性がもっとも阻害されにくい。
【0046】
このとき、処理された無機微粉末の強熱減量が0.5〜10wt%であることが好ましい。0.5wt%より小さいと、前記した転写性改良の効果が得にくい。環境特性が悪化する。10wt%より大きいと、オイルレス定着性を阻害する。また耐久テスト時に処理物の剥離が生じて、画質劣化を生じる。
【0047】
この強熱減量は、一般的に、無機微粉末を加熱処理した場合における、加熱処理による減量分の加熱処理前の重量に対する割合で、定義される。具体的には、強熱減量は、予め乾燥、放冷、精秤した磁性ルツボに試料約1gを取り、精秤する。そして、500℃に設定した電気炉中で2時間強熱する。その後、デシケータ中で1時間放冷後その重量を精秤し次式より算出される値である。
【0048】
強熱減量(%)=強熱による減量(g)/試料量(g)×100。
【0049】
なお、表面処理剤の処理量で規定することも可能であるが、処理剤や、無機微粉末によっては処理の際に仕込んだ量がそのまま処理されない場合も多く、乾燥工程で飛散したり、溶媒中に残留する場合もあり、トナーの特性管理が不十分となっている。強熱減量で測定すると差が観察でき、強熱減量を規定することにより転写性、現像性等のトナー特性を厳密に管理ができる。
【0050】
一方、このとき105℃、2時間の乾燥減量が0.5wt%以下であることが好ましい。
【0051】
この乾燥減量(%)は、予め乾燥、放冷、精秤した容器に試料約1gを取り、精秤する。そして、熱風乾燥器(105℃±1℃)で2時間乾燥する。その後、デシケータ中で30分間放冷後その重量を精秤し次式より算出する。
【0052】
乾燥減量(%)=乾燥による減量(g)/試料量(g)×100。
【0053】
この乾燥減量は、表面処理が均一にかつ強度に行われていることを示すものであり、また不純物の存在を少なくできることの指標となりうるものである。0.5wt%よりも大きくなると、感光体へのフィルミング、転写効率、逆転写性の悪化を生じる。
【0054】
シリカ、アルミナ、酸化チタンの無機微粉末の平均粒径は6〜200nmであることが好ましい。6nmよりも小さいと、凝集が強く、転写性が改良されない。現像でのかぶりが増大する。200nmよりも大きいとトナーからの遊離が多くなり、感光体へのダメージの原因となる。
【0055】
チタン酸金属塩、ジルコン酸金属塩、シリコン酸塩微粉末は平均粒径が0.05μm〜5μmであることが好ましい。0.05μmよりも小さいと、凝集が強く、均一な外添混合処理ができない。5μmよりも大きいとトナーからの浮遊粒子が多くなり、現像劣化の要因となる。
【0056】
さらには、強熱減量が0.5〜10wt%、平均粒径が6〜20nmの無機微粉末Aと、強熱減量が1.0〜15wt%、平均粒径が20〜2000nmの無機微粉末Bとを組合わせて外添処理することも好ましい。これにより転写効率と中抜け、逆転写の両立を図ることができる。さらに好ましくは無機微粉末Bの強熱減量が無機微粉末Aの強熱減量よりも大きいことが好ましい。これにより転写不良、逆転写の発生をより抑えることができる。転写体と感光体間でのトナーにかかるストレスからの開放効果が得られる。
【0057】
さらには、粒径の小さい6〜20nmの正帯電性無機微粉末を使用することにより、無機微粉末Bよりもトナー表面に付着しやすく、一成分現像での過帯電を抑制でき、現像での帯電の安定化、転写不良対策により効果が大きくなる。
【0058】
無機微粉末に処理されるシリコーンオイル系の材料としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、環状ジメチルシリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、クロルフェニル変成シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理されるシリカが好適に使用される。例えば東レダウコーニングシリコーン社のSH200、SH510、SF230、SH203、BY16―823、BY16―855B等が挙げられる。処理は無機微粉末とシリコーンオイル等の材料とをヘンシェルミキサ等の混合機により混合する方法や、シリコーンオイル系の材料を噴霧する方法、溶剤にシリコーンオイル系の材料を溶解或いは分散させた後、微粉末と混合した後、溶剤を除去して作成する方法等がある。配合量や処理条件は強熱減量が適正値になるように定められる。
【0059】
シランカップリング剤としては、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン等がある。シランカップリング剤処理は、微粉体を攪拌等によりクラウド状としたものに気化したシランカップリング剤を反応させる乾式処理又は、微粉体を溶媒中に分散させたシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法等により処理される。
【0060】
またシランカップリング処理した後にシリコーンオイル系の材料を処理することも好ましい。
【0061】
正極帯電性を有する無機微粉末はアミノシランやアミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルで処理される。さらに疎水性処理を高めるため、ヘキサメチルジシラザンやジメチルジクロロシラン、他のシリコーンオイルによる処理の併用も好ましい。例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイルのうちの少なくとも1種類以上で処理することが好ましい。
【0062】
また、脂肪酸、脂肪酸金属塩を無機微粉末に表面処理することも好ましい。カプリル酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリル酸、ミスチリン酸、パリミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、ラクセル酸、オレイン酸、エルカ酸、ソルビン酸、リノール酸等が挙げられる。中でも炭素数15〜20の脂肪酸が好ましい。
【0063】
また脂肪酸金属塩を構成する金属としては、アルミニウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、リチウム、ナトリウム、鉛、バリウムが挙げられ、中でもアルミニウム、亜鉛、ナトリウムが好ましい。特に好ましくはジステアリン酸アルミニウム(Al(OH)(C1735COO)2)、またはモノステアリン酸アルミニウム(Al(OH)2(C1735COO))、等のジ脂肪酸アルミニウム、モノ脂肪酸アルミニウムが好ましい。OH基を有することが過帯電を防止し、転写不良を抑えることができる。また処理時にシリカ等の無機微粉末との処理性が向上するものと考えられる。
【0064】
表面処理は前記した脂肪酸を芳香族系の溶剤に溶解し、それと無機微粉末と湿式混合または噴霧して攪拌処理し、微粉末の表面に脂肪酸を付着又は反応させて、表面処理を施し、その後に乾燥、脱溶剤処理を行うことにより生成される。
【0065】
またより好ましい形態としては、処理される無機微粉末の表面をカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルにて処理を施した後に、脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩により処理を施すことが好ましい。単に親水性シリカの脂肪酸を処理する場合よりも均一な処理が可能となり、トナーの高帯電化を図れることと、トナーに添加したときの流動性が向上する効果があるためである。またカツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに、脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩を処理する構成でもかまわず、上記効果を奏する。
【0066】
無機微粉末のメタノール滴定による疎水化度が50%以上であることが好ましい。50%より小さいと帯電性の低下、耐久時の感光体へのフィルミングを生じる。
【0067】
疎水化度の測定は、250mlのビーカー中に装入した蒸留水50mlに試験すべき生成物0.2gを秤取する。先端に、液体中に浸威しているビュレットからメタノールを無機微粉末の総量がぬれるまで滴下する。その際不断に電磁攪拌機でゆっくりと攪拌する。完全に濡らすために必須なメタノール量a(ml)から次式により疎水化度が算出される。
【0068】
疎水化度=(a/(50+a))×100(%)
また処理された無機微粉末の水分吸着量が1wt%以下であることが好ましい。好ましくは0.5wt%以下、より好ましくは0.1wt%以下、さらに好ましくは0.05wt%以下である。1wt%より多いと、帯電性の低下、耐久時の感光体へのフィルミングを生じる。水分吸着量の測定は、水吸着装置については、連続蒸気吸着装置(BELSORP18:日本ベル株式会社)にて測定した。
【0069】
本形態のトナーに添加するワックスとしては、ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなる構成のワックスを、結着樹脂100重量部に対して1〜20重量部添加することにより、トナー多層転写時にトナーの電荷作用による反発が緩和され、転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、逆転写を抑えることができる。この結着樹脂は酸価が1〜70mgKOH/gであればより好ましい。
【0070】
添加量としては結着樹脂100重量部に対して1〜20重量部添加することが好ましい。1重量部より小さい場合には、定着性向上の効果が得られず、20重量部より大きい場合には、貯蔵安定性に難点がある。
【0071】
ヨウ素価が25より大きいと、一次転写でのトナー多層転写時にトナーの電荷作用による反発が緩和されにくくなる。環境依存性が大きく、また長期連続使用時に材料の帯電性の変化が大きくなり画像の安定性を阻害する。けん化価が30より小さくなると、不けん化物、炭化水素の存在が増加し、感光体フィルミング、帯電性の悪化を生じる。また電荷制御剤との分散性が不良となり、フィルミング、融着、連続使用時の帯電性の低下を招く。300より大きくなると樹脂中でのワックスの分散性が悪化し、トナーの電荷作用による反発が緩和されにくくなる。またカブリやトナー飛散の増大を招く。樹脂酸価が1mgKOH/gより小さくなると、トナー多層転写時にトナーの電荷作用による反発が緩和されにくくなる。樹脂酸価が70mgKOH/gより大きくなると、耐環境性が悪化し、かぶり増大を招く。
【0072】
特に低湿下における転写性の低下が生じ易く、このとき先の外添剤との併用により、転写性の維持を図ることができる。
【0073】
DSC法による融点が50〜100℃のものが好ましい。より好ましくはヨウ素価が15以下、けん化価が50〜250、DSC法による融点が55〜90℃、さらに好ましくは、ヨウ素価が5以下、けん化価が70〜200、DSC法による融点が60〜85℃のものである。
【0074】
さらに融点以上の温度での10℃変化時の容積増加率が2〜30%の材料が好ましい。固体から液体に変わるとき急激に膨張することで定着時の熱で溶融したとき、トナー相互の接着性がより強化され、より定着性が向上し、また定着ローラとの離型性も良くなり耐オフセット性も向上する。2より小さくと効果が少なく、30より大きくなると混練時の分散性が低下する。
【0075】
またワックスの220℃における加熱減量は8重量%以下であることが好ましい。加熱減量が8重量%より大きくなると、加熱混練時に結着樹脂中に結着樹脂中に残留し、結着樹脂のガラス転移点を大きく低下させトナーの貯蔵安定性を損なう。現像特性に悪影響を与え、カブリや感光体中間転写体のフィルミングを生じさせる。
【0076】
ヨウ素価が25以下、けん化価が30〜300からなる構成のワックスは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)における分子量特性、数平均分子量が100〜5000、重量平均分子量が200〜10000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜10、分子量5×102〜1×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有していることが好ましい。より好ましくは数平均分子量が500〜4500、重量平均分子量が600〜9000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜7、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜9、さらに好ましくは数平均分子量が700〜4000、重量平均分子量が800〜8000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.01〜6、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.02〜8である。
【0077】
数平均分子量が100より小さく、重量平均分子量が200より小さくなると保存安定性が悪化する。分子量極大ピークが5×102よりも小さい範囲に位置していると、定着助剤とともに電荷制御剤の分散性が悪化する。トナーの保存性が低下、感光体、転写体にフィルミング、現像ローラ上での縦筋、クリーニングローラでのスクレープ不良等の発生を生じてしまう。
【0078】
数平均分子量が5000より大きく、重量平均分子量が10000より大きく、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が8より大きく、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が10より大きく、分子量極大ピークが1×104の領域よりも大きい範囲に位置していると、離型作用が弱くなり定着性、耐オフセット性等の定着性機能が低下する。
【0079】
定着助剤としては、メドウフォーム油誘導体、カルナウバワックス、ホホバ油誘導体、木ロウ、ミツロウ、オゾケライト、カルナウバワックス、キャンデリアワックス、モンタンワックス、セレシンワックス、ライスワックス等の天然ワックス、フィッシャートロプッシュワックス等の合成系ワックス等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。特にDSC法による融点が76〜90℃であるカルナウバワックス、66〜80℃であるキャンデリラワックス、64〜78℃である水添ホホバ油、64〜78℃である水添メドウフォーム油又は74〜90℃であるライスワックスからなる群より選ばれた少なくとも1種又は2種以上のワックスがより好ましい。
【0080】
ケン化価は、試料の1gをけん化するのに要する水酸化カリウムKOHのミリグラム数をいう。酸価とエステル価の和にあたる。ケン化価値を測定するには約0.5Nの水酸化カリウムのアルコール溶液中で試料をケン化した後、0.5Nの塩酸で過剰の水酸化カリウムを滴定する。
【0081】
ヨウ素価は試料にハロゲンを作用させたときに、吸収されるハロゲンの量をヨウ素に換算し、試料100gに対するg数で表したものをいう。脂肪100gに吸収されるヨウ素のグラム数であり、この値が大きいほど試料中の脂肪酸の不飽和度が高いことを示す。試料のクロロホルムまたは四塩化炭素溶液にヨウ素と塩化水銀(II)のアルコール溶液又は塩化ヨウ素の氷酢酸溶液を加えて、放置後反応しないで残ったヨウ素をチオ硫酸ナトリウム標準液で滴定して吸収ヨウ素量を算出する。
【0082】
加熱減量の測定は試料セルの重量を0.1mgまで精秤(W1mg)し、これに試料10〜15mgを入れ、0.1mgまで精秤する(W2mg)。試料セルを示差熱天秤にセットし、秤量感度を5mgにして測定開始する。温度制御は下記プログラムにて行う。測定後、チャートにより試料温度が220℃になった時点での重量減を0.1mgまで読み取る(W3mg)。装置、真空理工製TGD−3000、昇温速度10℃/min、最高温度220℃、保持時間1min、加熱減量(%)=W3/(W2−W1)×100。
【0083】
またワックスとしては、ヒドロキシステアリン酸の誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸エステル等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【0084】
ヒドロキシステアリン酸の誘導体としては、12−ヒドロキシステアリン酸メチル、12−ヒドロキシステアリン酸ブチル、プロピレングリコール=モノ12−ヒドロキシステアラート、グリセリン=モノ12−ヒドロキシステアラート、エチレングリコール=モノ12−ヒドロキシステアラート等が好適な材料である。オイルレス定着における紙の巻付き防止効果と、ベルトフィルミング防止効果がある。
【0085】
グリセリン脂肪酸エステルとしてはグリセリン=モノトリステアラート、グリセリン=ドコサノアート等が好適な材料である。オイルレス定着における低温時のコールドオフッセット性緩和と、転写性低下防止効果がある。
【0086】
グリコール脂肪酸エステルとしては、プロピレングリコール=モノパルミタート、プロピレングリコール=モノステアラート等のプロピレングリコール脂肪酸エステル、エチレングリコール=モノステアラート等のエチレングリコール脂肪酸エステルが好適な材料である。オイルレス定着性とともに、現像での滑りを良くし融着防止の効果がある。
【0087】
ソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタン=モノパルミタート、ソルビタン=モノステアラート、ソルビタン=モノトリステアラートが好適な材料である。さらには、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、アジピン酸とステアリン酸又はオレイン酸の混合エステル類等の材料が好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。オイルレス定着における紙の巻付き防止効果と、ベルトフィルミング防止効果がある。
【0088】
メドウフォーム油誘導体としては、メドウフォーム油脂肪酸、メドウフォーム油脂肪酸の金属塩、メドウフォーム油脂肪酸エステル、水素添加メドウフォーム油、メドウフォーム油アミド、ホモメドウフォーム油アミド、メドウフォーム油トリエステル、エポキシ化メドウフォーム油のマレイン酸誘導体、メドウフォーム油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物、ハロゲン化変性メドウフォーム油が好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。定着強度を増し、透光性の向上、定着像の平滑性を良くできる。
【0089】
メドウフォーム油をけん化分解して得られるメドウフォーム油脂肪酸は18〜22個の炭素原子を有する脂肪酸からなる。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウムなどの金属塩が使用することが出来る。特に透光性の向上に効果がある。
【0090】
メドウフォーム油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、メドウフォーム油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、メドウフォーム油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。より定着強度を増す効果がある。
【0091】
さらには、メドウフォーム油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、等のイソシアネートで架橋して得られるメドウフォーム油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。オイルレス定着性を保ちながら現像での耐久性向上に効果がある。
【0092】
水素添加メドウフォーム油はメドウフォーム油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。
【0093】
メドウフォーム油アミドはメドウフォーム油を加水分解した後、エステル化することにより脂肪酸メチルエステルとし、その後、濃アンモニア水と塩化アンモニウムとの混合物と反応して得られる。さらにこれに水素添加することにより融点を調節することが可能となる。また加水分解する前に水素添加することも可能である。融点が75〜120℃の物が得られる。ホモメドウフォーム油アミドは、メドウフォーム油を加水分解後還元してアルコールとした後、二トリルを経て得られる。低温でのコールドオフセット性向上に効果がある。
【0094】
ホホバ油誘導体としては、ホホバ油脂肪酸、ホホバ油脂肪酸の金属塩、ホホバ油脂肪酸エステル、水素添加ホホバ油、ホホバ油アミド、ホモホホバ油アミド、ホホバ油トリエステル、エポキシ化ホホバ油のマレイン酸誘導体、ホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物、ハロゲン化変性ホホバ油が好ましい材料である。これらは1種又は2種以上組み合せての使用が可能である。特に透光性の向上に効果がある。
【0095】
ホホバ油をけん化分解して得られるホホバ油脂肪酸は18〜22個の炭素原子を有する脂肪酸からなる。その金属塩はナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、亜鉛、鉛、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニウムなどの金属塩が使用することが出来る。画像の表面平滑性に効果がある。
【0096】
ホホバ油脂肪酸エステルとしては例えば、メチル、エチル、ブチルやグリセリン、ペンタエリスリトール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパンなどのエステルであり、特に、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールモノエステル、ホホバ油脂肪酸ペンタエリスリトールトリエステル、ホホバ油脂肪酸トリメチロールプロパンエステルなどが好ましい。
【0097】
さらには、ホホバ油脂肪酸とグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとのエステル化反応物を、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタン−4,4'−ジシソシアネート(MDI) 、等のイソシアネートで架橋して得られるホホバ油脂肪酸多価アルコールエステルのイソシアネート重合物も好ましく使用できる。オイルレス定着性を保ちながら現像での耐久性向上に効果がある。
【0098】
水素添加ホホバ油はホホバ油に水素添加して不飽和結合を飽和結合としたものである。
【0099】
ホホバ油アミドはホホバ油を加水分解した後、エステル化することにより脂肪酸メチルエステルとし、その後、濃アンモニア水と塩化アンモニウムとの混合物と反応して得られる。さらにこれに水素添加することにより融点を調節することが可能となる。また加水分解する前に水素添加することも可能である。融点が75〜120℃の物が得られる。ホモホホバ油アミドは、ホホバ油を加水分解後還元してアルコールとした後、二トリルを経て得られる。オイルレス定着性と転写性の両立に効果がある。
【0100】
添加量は結着樹脂100重量部に対し、0.5〜20重量部が好ましい。0.5より少ないと透光性向上の効果が得られない。20より大きいとトナーの流動性が低下するばかりでなくそれ以上添加しても飽和して効果が向上しない。
【0101】
また、ワックスの結着樹脂中の分散平均粒子径が0.1〜1.5μmで、分散粒子径分布が0.1μm未満の粒子が30個数%以下、0.1〜2.0μmの粒子が65個数%以上、2.0μmを越える粒子が5個数%以下であることが好ましい。TEMによるトナーの断面写真から粒径とその個数を求めた。
【0102】
分散平均粒子径が0.1μmより小さく、0.1μm未満の粒子が30個数%より多いとき、離型剤としての離型効果が小さく、定着能力が発揮できない。分散平均粒子径が1.5μmより大きく、2.0μmを越える粒子が5個数%よりも多いとき、樹脂中でのワックスの分散性が悪化し、トナーの電荷作用による反発が緩和されにくくなる。またカブリやトナー飛散の増大を招く。
【0103】
本形態ではポリエステル樹脂中に脂肪族アミド系の定着助剤が内添加される。これによりカラー画像における透光性を大きく向上できる。特に定着画像表面の平滑性を促進させ高画質のカラー像を得ることが可能となる。さらには定着時の複写用紙の定着ローラへの巻き付きを防止することができ、透光性と耐オフセット性の両立、転写時の中抜けを防止することが可能となる。
【0104】
脂肪族アミド系の定着助剤としては、パルミチン酸アミド、パルミトレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、アラキジン酸アミド、エイコセン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エルカ酸アミド、リグリノセリン酸アミド等の炭素数16〜24を有する飽和または1価の不飽和の脂肪族アミドで、融点が70〜110℃が好ましい。より好ましくは70〜100℃、さらに好ましくは75〜95℃である。添加量は結着樹脂100重量部に対し0.5〜10重量部が好ましい。融点が70℃より小さくとなると樹脂中での分散性が低下し、感光体へのフィルミングが発生しやすくなる。融点が110℃より大きくなると定着画像表面の平滑性が低下し、透光性を悪化させる。また添加量が10重量部より多くなると保存安定性が悪化する。添加量が0.5重量部より少なくなると機能が発揮し得ない。
【0105】
さらにはメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、プロピレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、プロピレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、プロピレンビスラウリン酸アミド、ブチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、プロピレンビスミリスチン酸アミド、ブチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、プロピレンビスパルミチン酸アミド、ブチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスパルミトレイン酸アミド、エチレンビスパルミトレイン酸アミド、プロピレンビスパルミトレイン酸アミド、ブチレンビスパルミトレイン酸アミド、メチレンビスアラキジン酸アミド、エチレンビスアラキジン酸アミド、プロピレンビスアラキジン酸アミド、ブチレンビスアラキジン酸アミド、メチレンビスエイコセン酸アミド、エチレンビスエイコセン酸アミド、プロピレンビスエイコセン酸アミド、ブチレンビスエイコセン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、プロピレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、プロピレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド等の飽和または1〜2価の不飽和の脂肪酸のアルキレンビス脂肪酸アミド系の定着助剤が好ましい。
【0106】
これによりカラー画像における透光性を改善すると共にローラへの耐オフセット性を向上させることが可能となる。添加量は結着樹脂100重量部に対し0.1〜9重量部が好ましい。融点が100℃より小さくとなると耐オフセットの効果が低下する。融点が145℃より高くなると樹脂中の分散性が悪化し、カブリが増大する。添加量が0.1重量部より少ないと機能が発揮し得ず、9重量部より多くなるとカブリが増大する。
【0107】
さらには、脂肪族アミド系とアルキレンビス脂肪酸アミド系を3:7〜7:3の割合で定着助剤を構成することにより、定着画像の表面平滑性を改善できるとともにさらにはカラー画像の高透光性と耐オフセット性の両立をより優れたものとすることができる。そのときの融点は脂肪族アミド系よりもアルキレンビス脂肪酸アミド系の方が高いことが必要である。アルキレンビス脂肪酸アミド系の融点が低くなると耐オフセット性が低下するのみでなく樹脂自体が低軟化の状態となり粉砕時の過粉砕が進み、微粉が増大し生産性の低下につながる。
【0108】
特に脂肪族アミド系は低融点材料であるため、樹脂への相溶化が進むと樹脂自体が可塑化され、耐オフセット性、保存安定性が低下し、さらには長期使用中に転写の中抜けが悪化する。そのため脂肪族アミド系よりも高融点材料のアルキレンビス脂肪酸アミド系とを組み合わせて使用することで、樹脂自体の可塑化が抑えられ、脂肪族アミド系の高透光性と表面平滑性の効果を失うことなく長期使用時の転写の中抜けを防止でき、耐オフセット性、保存安定性を維持することができる。
【0109】
また、酸価5〜80mgKOH/g、融点80〜120℃、25℃における針入度が4以下であるワックスとの反応により得られるワックスが好ましく使用できる。さらには、GPCにおける分子量分布において、重量平均分子量が1000〜6000、Z平均分子量が1500〜9000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.1〜3.8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.5〜6.5、1×103〜3×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、酸価5〜80mgKOH/g、融点80〜120℃、25℃における針入度が4以下である炭素数5〜100の長鎖アルキルアルコールと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られるワックス、又は長鎖アルキルアミンと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られワックス、又は長鎖フルオロアルキルアルコールと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られるワックスは、薄紙に3層のトナーが形成された画像において、定着ローラやベルトとの紙の分離性向上に特に効果がある。
【0110】
高温オフセット性を低下させること無く、OHPの透過性向上に効果がある。また、ワックスの添加により定着特性、特にはオイルレス定着における非オフセット性と高光沢性、高透光性を発現でき、高温保存性を低下させることがない。また定着ローラにフッ素系やシリコン系部材を使用しても、ハーフトーンのオフセットを防止できる。さらには連続使用時の帯電安定性が得られ、定着性と現像帯電安定性とも両立が可能となる。
【0111】
さらにはこれを結着樹脂中に添加する際の分散の状態向上により、離型性、透光性等の定着性、帯電安定化等の現像性をより向上することができる。離型剤の添加により他の内添加剤の分散性を低下させる場合が考えられるが、本形態の添加剤の構成により双方の分散性を低下させること無く、定着性と現像性の両立を図ることができる。
【0112】
ここで、ワックスの長鎖アルキルの炭素数が5より小さいと離型作用が弱くなり分離性、高温非オフセット性が低下する。長鎖アルキルの炭素数が100より大きいと結着樹脂中での分散性が悪化する。酸価が5mgKOH/gより小さいとトナーの長期使用時の帯電量低下を招く。酸価が80mgKOH/gより大きいと耐湿性が低下し、高湿下でのかぶりが増大する。融点が80℃より小さいとトナーの保存性が低下する。融点が120℃より大きいと離型作用が弱くなり非オフセット温度幅が狭くなる。25℃における針入度が4より大きいと強靭性が低下し、長期使用中に感光体、中間転写体にフィルミングを生じる。
【0113】
重量平均分子量が1000よりも小さく、Z平均分子量が1500より小さく、重量平均分子量/数平均分子量が1.1よりも小さく、Z平均分子量/数平均分子量が1.5よりも小さく、分子量極大ピークが1×103よりも小さい範囲に位置していると、トナーの保存性が低下、感光体、中間転写体にフィルミング、現像ローラ上での縦筋、クリーニングローラでのスクレープ不良等の発生を生じてしまう。
【0114】
重量平均分子量が6000よりも大きく、Z平均分子量が9000よりも大きく、重量平均分子量/数平均分子量が3.8よりも大きく、Z平均分子量/数平均分子量が6.5よりも大きく、分子量極大ピークが3×104の領域よりも大きい範囲に位置していると、離型作用が弱くなり定着オフセット性が低下する。
【0115】
より好ましくは重量平均分子量が1000〜5000、Z平均分子量が1700〜8000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.1〜2.8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.5〜4.5、1×103〜1×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有することが好ましく、更に好ましくは重量平均分子量が1000〜2500、Z平均分子量が1900〜3000、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が1.2〜1.8、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が1.7〜2.5、1×103〜3×103の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有することである。
【0116】
アルコールとしてはオクタノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ノナコサノール、ペンタデカノール等の長鎖のアルキル鎖を持つものが使用できる。またアミン類としてN−メチルヘキシルアミン、ノニルアミン、ステアリルアミン、ノナデシルアミン等が好適に使用できる。フルオロアルキルアルコールとしては、1−メトキシー(パーフルオロー2−メチルー1−プロペン)、ヘキサフルオロアセトン、3−パーフルオロオクチルー1,2−エポキシプロパン等が好適に使用できる。不飽和多価カルボン酸又はその無水物としては、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸等が一種または二種以上使用できる。なかでもマレイン酸、無水マレイン酸がより好ましい。合成炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、フィッシャートロプッシュワックス、α―オレフィン等が好適に使用できる。
【0117】
不飽和多価カルボン酸またはその無水物をアルコールまたはアミンを用いて重合させ、次にこれをジクルミパーオキサイドやターシャリーブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート等の存在下で合成炭化水素系ワックスに付加させることにより得ることができる。
【0118】
添加量は結着樹脂100重量部に対し、1〜20重量部が好ましい。1重量部より小さい場合には離型効果が出づらい。また、20重量部より大きい場合には、トナーの流動性が低下するばかりでなくそれ以上添加しても飽和して効果が向上しない。
【0119】
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンワックス、ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、等の高級脂肪酸或いはその金属物の好適に使用できる。
【0120】
またこれらのワックスは特に低湿下における転写性の低下が生じ易く、このとき先の外添剤との併用により、転写性の維持を図ることができる。
【0121】
本形態の結着樹脂として少なくとも2種類の特性または組成の異なるポリエステル樹脂を配合する構成である。その一つであるポリエステル樹脂Lにおいては、THF可溶分のGPCにおける数平均分子量をMnl、重量平均分子量をMwl、Z平均分子量をMzlとすると、Mwlが6000〜3万、Mzlが1万〜7万、Mwl/Mnlが1.5〜8、Mzl/Mnlが3〜30、Tgが57〜69℃とするものであり、ポリエステル樹脂HのTHF可溶分のGPCにおける数平均分子量をMnh、重量平均分子量をMwh、Z平均分子量をMzhとすると、Mwhを15000〜20万、Mzhを4万〜100万、Mwh/Mnhを4〜30、Mzh/Mnhを10〜500、Tgを52〜64℃とし、それらを一定割合で混合して使用することにより、非オフセット性と光沢、透光性との定着特性の両立、また中間転写体へのフィルミングの防止、クリーニング不良の防止ができ転写特性が改善できる。また現像での縦筋等の異常画像の発生を防止でき、現像性の特性を向上できる。
【0122】
Mwlが6000より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mwlが3万より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mzlが1万より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mzlが7万より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mwl/Mnlが1.5より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。Mwl/Mnlが8より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mzl/Mnlが3より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mzl/Mnlが30より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Tgが57より小さいと高温保存性が低下する。Tgが69℃より大きいと光沢度、透光性が低下する。
【0123】
Mwhが15000より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mwhが20万より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mzhが4万より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mzhが100万より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mwh/Mnhが4より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mwh/Mnhが30より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Mzh/Mnhが10より小さいと非オフセット性が悪化する。混練時の分散性が低下する。現像での縦筋白筋等の異常画像が発生しやすくなる。クリーニングローラへの融着や、中間転写体等へのフィルミングをしやすくなる。Mzh/Mnhが500より大きいと、光沢度、透光性が低下する。Tgが52より小さいと高温保存性が低下する。Tgが64℃より大きいと光沢度、透光性が低下する。
【0124】
さらに配合するポリエステル樹脂Aとポリエステル樹脂Bの分子量の関係でMwh/Mwlが1.2以上、Mzh/Mzlが3以上、(Mwh/Mnh)/(Mwl/Mnl)が1.2以上であることである。
【0125】
Mwh/Mwlが1.2より、Mzh/Mzlが3より、(Mwh/Mnh)/(Mwl/Mnl)が1.2より小さくなると、樹脂配合による非オフセット性、透光性、保存性の両立幅が狭くなり特性的に安定しない。混練分散時の分散性が低下して画質の低下を招く。また転写率が低下する。
【0126】
ポリエステル樹脂L及びポリエステル樹脂HのTHF可溶分のGPCにおける分子量分布が、5×103〜3×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有することである。分子量極大ピークが5×103より小さいと過粉砕になり生産収率が低下する。3×104より大きいと、透光性、光沢性が悪化する。
【0127】
さらにポリエステル樹脂LのTgをポリエステル樹脂BのTgよりも、2℃以上高く設定することにより保存性を向上させられる。2よりも小さく、またはポリエステル樹脂LのTgの方が低くなってしまうと保存性が悪化する。また現像での耐久性が悪化する。
【0128】
また、ポリエステル樹脂Lとポリエステル樹脂Hの配合重量比(Wl:Wh)が8:2〜2:8とすることで、非オフセット性と透光性、光沢度の両立を可能とでき、また現像での縦筋等の異常画像を防げ、中転でのフィルミング、クリーニング不良を防止できる。Whの割合が2より小さくなると、現像での耐久性が低下し、非オフセット性が悪化する。Whの割合が8より大きくなると、定着での透光性、光沢度が悪化する。
【0129】
樹脂の酸価が1mgKOH/gより小さいとオイルレス定着性が悪化する。樹脂の酸価が40mgKOH/gより大きいと、転写性が低下する。
【0130】
また結着樹脂はTHF不溶成分が5重量%以下、好ましくはTHF不溶成分を有しないことである。THF不溶成分が5重量%より多いとカラー画像の透光性を悪化させる要因となり、画質を劣化させてしまう。
【0131】
本形態に好適に使用される結着樹脂は、アルコール成分とカルボン酸、カルボン酸エステル及びカルボン酸無水物等のカルボン酸成分との重縮合によって得られるポリエステル樹脂が好適に使用される。
【0132】
2価カルボン酸又は低級アルキルエステルとしては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩基酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、及び無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族二塩基酸、及びこれらのメチルエステル、エチルエステル等を例示することが出来る。この中でコハク酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族二塩基酸及びそれらの低級アルキルエステルが好ましい。コハク酸とテレフタル酸、若しくはフタル酸とテレフタル酸とを組合わせた使用が好ましい。
【0133】
3価以上のカルボン酸成分としては1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、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−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシルー2−メチルー2−メチレンカルボキプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸及びこれらの酸無水物、アルキル(炭素数1〜12)エステル等が挙げられる。
【0134】
2価アルコールとしては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、などのジオール、グレセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどのトリオール、及びそれらの混合物を例示することが出来る。この中で特に(化1)に示すビスフェノールA、その誘導体、そのアルキレンオキサイド付加物、ネオペンチルグリコール、トチメチロールプロパン、が好ましい。
【0135】
【化1】

Figure 0003925228
【0136】
3価以上のアルコール成分としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、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−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0137】
重合は公知の重縮合、溶液重縮合等を用いることが出来る。これによって耐塩ビマット性やカラートナーの色材の色を損なうことなしに、良好なトナーを得ることができる。
【0138】
多価カルボン酸と多価アルコールの使用割合は通常、カルボキシル基数に対する水酸基数の割合(OH/COOH)で0.8〜1.4が一般的である。
【0139】
樹脂、ワックス及びトナーの分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された値である。
【0140】
装置は、東ソー社製HPLC8120シリーズ、カラムはTSKgel superHM−H H4000/H3000/H2000(7.8mm径、150mm×3)、溶離液THF(テトラヒドロフラン)、流量0.6ml/min、試料濃度0.1%、注入量20μL、検出器RI、測定温度40℃、測定前処理は試料をTHFに溶解後0.45μmのフィルターでろ過しシリカ等の添加剤を除去した樹脂成分を測定する。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。
【0141】
また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所のフローテスタ(CFT500)により、1cm3の試料を昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーにより約9.8×105N/m2 の荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのダイから押し出して、このプランジャーのピストンストロークと温度との関係における昇温温度特性との関係から、ピストンストロークが立上がり始める温度が流出開始温度(Tfb)、曲線の最低値と流出終了点の差の1/2を求め、それと曲線の最低値を加えた点の位置における温度を1/2法における溶融温度(軟化点Tm)となる。
【0142】
また樹脂のガラス転移点は示差走査熱量計を用い、100℃まで昇温し、その温度にて3分間放置した後、降温速度10K/minで室温まで冷却したサンプルを、昇温速度10K/minで昇温して熱履歴を測定した際に、ガラス転移点以下のベースラインの延長線とピークの立上がり部分からピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点の温度を言う。
【0143】
DSCによる吸熱ピークの融点は、島津製作所の示差熱量分析計DSC−50を使用した。5K/minで200℃まで昇温し、5分間保温10℃まで急冷後、15分間放置後5K/minで昇温させ、吸熱(融解)ピークから求めた。セルに投入するサンプル量は10mg±2mgとした。
【0144】
樹脂酸価は、1g中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数を酸価という。試料をアルコールーエーテルに溶かして、これにフェノールフタレインを指示薬として0.5Nの水酸化カリウムで滴定する。
【0145】
本形態に好適に使用される結着樹脂は、各種ビニル系モノマーによる単独重合体または共重合体も好適に使用できる。例えば、スチレン、O−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p―エチルスチレン、2,4−ジメチルアスチレン、p−nブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、P−クロルスチレンなどのスチレンのおよびその誘導体があげられ、とくにスチレンが好ましい。
【0146】
またアクリル単量体としては、下記一般式(化2)の式中R1は、水素原子または低級アルキル基、R2は水素原子、炭素数12までの炭化水素基、ヒドロキシルアルキル基、ビニルエステル基またはアミノアクリル基である。そのアクリル単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、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−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−ヒドロキシアクリル酸プロピルα−ヒドロキシアクリル酸ブチル、β−ヒドロキシメタクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、γ−N,N−ジエチルアミノアクリル酸プロピル、エチレングリコールジメタクリル酸エステル、テトラエチレングリコールジメタクリル酸エステル等を挙げることができる。本発明の目的に好適なスチレンーアクリル系共重合体としては、スチレン/ブチルアクリレート共重合体であり、特にスチレンを75〜85重量%、ブチルアクリレートを15〜25重量%含有するものが好適に使用される。
【0147】
【化2】
Figure 0003925228
【0148】
さらに本発明に好適に使用される結着樹脂としては、スチレン系、(メタ)アクリル酸系単量体とともに(化3)に示す長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸系の単量体を共重合させたものが好適に使用される。これによりワックス等の離型剤の分散性が著しく向上し、定着性、耐オフセット性が良化するとともに、帯電の安定性、高温低湿下の帯電上昇や、高湿下での二成分現像におけるキャリアとトナーとの混合比率のを一定化するトナー濃度制御不良等の環境課題が抑制される効果がある。結着樹脂100重量部に対して、0.01〜8重量部添加される。少ないと効果が得られず、多すぎると樹脂の耐久性が低下する。
【0149】
【化3】
Figure 0003925228
【0150】
さらに本発明にかかる結着樹脂としては、スチレン系、(メタ)アクリル酸系単量体とともに(化4)に示すアミノ基を有する(メタ)アクリル酸系の単量体を共重合させたものが好適に使用される。例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有するビニル系単量体である。これによりこれによりワックス等の離型剤の分散性が著しく向上し、高温低湿下での過帯電を抑制し、帯電の安定化を図り、画質の安定性が得られる。結着樹脂100重量部に対して、0.01〜5重量部添加される。少ないと効果が得られず、多すぎると耐湿性が低下する。
【0151】
【化4】
Figure 0003925228
【0152】
重合体の製造方法としては、バルク重合、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法を使用することができる。重合率30〜90重量%までバルク重合を行いついで溶剤と重合開始剤を添加して、溶液重合により反応を継続する方法等も好ましい。
【0153】
また、溶融混練、粉砕分級処理された後のトナーのGPCにおける分子量分布が、2×103〜3×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピークを有し、5×104〜1×106の領域に少なくとも一つの分子量極大ピーク又はショルダーを有する構成とすることである。
【0154】
より好ましくは、トナーの低分子量側に存在する分子量極大ピークが3×103〜2×104の領域に少なくとも一つ有し、さらに好ましくは4×103〜2×104の領域に少なくとも一つ有する構成である。
【0155】
またトナーの高分子量側に存在する分子量極大ピーク又はショルダーの位置が、好ましくは、6×104〜7×105の領域に少なくとも一つ有し、さらに好ましくは8×104〜5×105の領域に分子量極大ピーク又はショルダーを少なくとも一つ有する構成である。
【0156】
低分子量側に存在するトナーの分子量分布の分子量極大ピーク位置が、2×103より小さくなると耐久性が悪化し、3×104より大きくなると定着性が悪化し、透光性が低下する。
【0157】
また、高分子量側に存在するトナーの分子量分布の分子量極大ピーク又はショルダーの位置が、5×104より小さくなると、耐オフセット性が低下し、保存安定性が悪化する。現像性の悪化と廃トナーリサイクル性も低下する。1×106より大きくなると粉砕性が低下し、生産効率の低下を招く。
【0158】
さらに、トナーの高分子量領域に存在する成分として、5×105以上の高分子量成分の含有量が結着樹脂全体に対し10wt%以下であることが好ましい。5×105以上の高分子量領域に存在する成分が多くなり、あるいは巨大の状態は、混練時にトナー構成材料に均一な混練ストレスが加わらず、混練状態が不具合となった結果である。これにより透光性が著しく阻害される。また分散不良によるカブリの増大、現像ローラ、供給ローラの傷の発生、トナーの粉砕性が悪化し製造効率が低下する。
【0159】
より好ましくは、5×105以上の高分子量成分の含有量が結着樹脂全体に対し5%以下であり、さらに好ましくは、1×106以上の高分子量成分の含有量が結着樹脂全体に対し1%以下、若しくは含有しない構成である。
【0160】
また、トナーのGPCクロマトグラムにおける分子量分布で、2×103〜3×104の領域に存在する分子量極大ピークの分子量分布の高さをHa、5×104〜1×106の領域に存在する分子量極大ピーク又はショルダーの高さをHbとすると、Hb/Haを0.15〜0.9とすることである。
【0161】
Hb/Haが、0.15より小さくなると耐オフセット性が悪化し、保存安定性も低下し、現像スリーブや感光体へのフィルミングを助長する結果となる。0.9より大きくなると現像ローラ供給ローラに傷を生じさせ、また粉砕性が悪化し、生産性が低下しコストアップにつながる。より好ましくは、Hb/Haが0.15〜0.7、さらに好ましくは、Hb/Haが0.2〜0.6である。
【0162】
また、トナーのGPCにおける分子量分布で、2×103〜3×104の領域に少なくとも一つの分子量極大ピーク、5×104〜1×106の領域に少なくとも一つの分子量極大ピーク又はショルダーを有する構成で、分子量5×104〜1×106の領域に存在する分子量分布の極大ピーク又はショルダーに相当する分子量値よりも大きい領域にある分子量曲線に着目し、その分子量分布の極大ピーク又はショルダーの高さを基準100%として、その分子量極大ピーク又はショルダーの高さに対して90%の高さに相当する分子量をM90、分子量極大ピーク又はショルダーの高さの10%の高さに相当する分子量をM10とした場合、M10/M90が0.5〜8とすることで実現できる。さらには、(M10−M90)/M90が0.1〜7とすることで高透光性を確保できかつ定着オイルを必要とせずとも、オフセット防止できるオイルレス定着を実現できる。
【0163】
上記M10/M90、さらには、(M10−M90)/M90の値(分子量分布曲線の傾き)を規定することは超高分子量成分の分子切断の状態を定量化できるものであり、この値が上記記載した範囲内(分子量分布曲線の傾きが急峻であることを示唆する)である場合には、透光性を阻害している超高分子量成分が混練時の切断により無くなり、高透光性を有するようになる。さらには、この高分子側に現れるピ−ク又はショルダーを形成する高分子量成分が耐オフセット性に寄与し、オイルを使用せずともカラートナーのオフセットの発生を防ぐことが可能となる。
【0164】
さらにはこの超高分子量成分を分子切断する際に、結着樹脂中でワックス、電荷制御剤の均一分散化処理を可能とすることができ、帯電量が均一化し、鮮明な解像度を有し、長期連続使用しても耐久性を悪化させることがない。また転写体のクリーニング性が向上し、現像ローラでの縦筋の発生もなく、外添剤として脂肪酸処理微粉末を併用することにより転写時の画像乱れ、中抜けを防止でき高効率な転写性を得ることが可能となる。
【0165】
M10/M90の値が8より大きく、または(M10−M90)/M90が7より大きい場合には、依然超高分子量成分が残存し、透光性を阻害する。M10/M90の値が0.5より小さく、または(M10−M90)/M90が0.1より小さい場合には、混練時の機械的負荷が過大となり生産性が低下する。トナーの耐久性が低下する。より好ましくはM10/M90の値が0.5〜6であり、(M10−M90)/M90が0.1〜4.5である。さらに好ましくは、M10/M90の値が0.5〜4.5であり、(M10−M90)/M90が0.1〜3.5である。
【0166】
これにより、デジタル高画質化、高彩色再現性カラー化、接触式一成分現像における現像ローラ、供給ローラでの長期安定して使用可能ならしめ、定着ローラにオフセット防止用のオイルを使用しないで高透光性と耐オフセット性の両立を図れ、さらにはクリーナプロセスの実現、転写間短距離、短時間のタンデム転写プロセスにおける転写工程での中抜け防止、高転写性を実現することができる。
【0167】
上記した結着樹脂を溶融混練処理において高せん断力にて混練することで従来にない特性を発現することが可能となる。オイルを用いない定着でカラートナーの高い透光性と耐オフセット性を両立させることが出来る。つまり超高分子量成分を付与した結着樹脂を高せん断力により、超高分子量成分を低分子量化しそれにより高透光性が発現し、さらにはこの低分子量化した超高分子量成分の存在により耐オフセット性も満足できる。また超高分子量成分を有するため、混練時に高いせん断力がかかるため、ワックスがより均一に分散させることが可能となり、より透光性が良化し、非オフセット性、高画質、高彩色再現性、良好な転写性が得られる。
【0168】
溶融混練処理後のトナーの重量平均分子量が8000〜18万、Z平均分子量が18000〜45万、重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)が3〜80、Z平均分子量と数平均分子量の比(Z平均分子量/数平均分子量)が10〜1000となることである。
【0169】
この適性範囲にトナーを高せん断力による混練処理することにより、オイルを用いない定着でカラートナーの高透光性と耐オフセット性を両立させることが可能となる。
【0170】
好ましくは重量平均分子量が8000〜10万、Z平均分子量が18000〜30万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜60、Z平均分子量/数平均分子量が10〜500であることが好ましい。
【0171】
さらに好ましくは重量平均分子量が1万〜4万、Z平均分子量が2万〜8万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜30、Z平均分子量/数平均分子量が10〜50であることが好ましい。
【0172】
重量平均分子量が8000より小さく、Z平均分子量が18000より小さく、重量平均分子量/数平均分子量が3より小さく、Z平均分子量/数平均分子量が10より小さくなると、混練ストレスが充分にかからず、分子量を適正値に維持できなくなる。定着助剤の分散性が低下し耐オフセット性、高温保存性の悪化、さらには中間転写体でのクリーニング不良、感光体へのフィルミングが発生する。
【0173】
重量平均分子量が18万より大きく、Z平均分子量が45万より大きく、重量平均分子量/数平均分子量が80より大きく、Z平均分子量/数平均分子量が1000より大きくなると、せん断力の圧力が働きすぎ、逆に電荷制御剤等の内添剤が相互に凝集を生じ、分散性の低下につながり、クリーナレスプロセス時のかぶりの増加、画像濃度の低下、転写不良の発生を招く。また定着強度の低下や、透光性、光沢度が低下する。
【0174】
さらに前述した外添剤と併用して使用することにより、オイルレス定着と転写性を両立でき、さらには現像での現像でのストレスによる融着を防止できる。
【0175】
本形態ではトナーの電荷制御の目的、及びオイルレス定着をより強固なものとするために、結着樹脂に前記した定着助剤と電荷制御剤を併用配合する。好ましい材料としては(化5)に示すサリチル酸誘導体の金属塩が用いられる。
【0176】
【化5】
Figure 0003925228
【0177】
また、本形態ではトナーの電荷制御の目的、及びオイルレス定着をより強固なものとするために、結着樹脂に上記した定着助剤と電荷制御剤を併用配合する。好ましい材料としては(化6)に示すベンジル酸誘導体の金属塩が用いられる。特にこの材料の使用により帯電立上がり性が良好でカブリ等を低減できる効果、さらには透光性を低下させない効果がある。しかし、帯電維持性に強いものがあり転写での逆転写性が非常に生じ易い。そのため前述した外添剤との併用した使用によりオイルレス定着と転写性との両立を図ることができる。
【0178】
【化6】
Figure 0003925228
【0179】
この構成により、オイルレス定着において広範囲の非オフセット温度域を確保できると共に、定着時での帯電作用による画像乱れを防止できる。これは定着助剤のもつ酸価を有する官能基と金属塩の帯電極性の効果と思われる。また連続使用時での帯電量の低下を防止できる。現像でのブレード融着を抑えられる。
【0180】
添加量は結着樹脂100重量部に対し、0.5〜5重量部が好ましい。より好ましくは1〜4重量部、さらに好ましくは3〜4重量部である。0.5重量部よりも少ないと、帯電作用効果が無くなる。5重量部以上であるとカラー画像での色濁りが目立ってくる。
【0181】
また、本形態の外添剤としてトナー母体の表面を被覆する外添剤の被覆率を特定することにより転写性の改良を可能とできる。特に前述した球形化処理と組合わせることにより、その転写性の効果が発揮する。
外添剤によりトナー母体の被覆率Eは以下(数1)で表される。
【0182】
【数1】
Figure 0003925228
【0183】
式中のSの値は(数2)より求められる。
【0184】
【数2】
Figure 0003925228
【0185】
なお、上記の式における各パラメータの定義は、以下の通りである。
【0186】
C:外添剤の(例えば疎水性シリカ)の濃度、ρx:外添剤(例えば疎水性シリカ)の密度、ρt:トナー密度、dx:外添剤(例えば疎水性シリカ)の平均粒径、、dt:トナー平均粒径。
【0187】
本形態では被覆率を70%以上、好ましくは70%〜100%、より好ましくは80%〜100%とすることにより、転写効率が向上する。特にハーフトーン等のドット画像となるとトナーが点在し、転写時の圧力により凝集しやすく、転写効率が低下しやすい。タンデムカラープロセスにおいても転写間距離、時間が短くなると電荷緩和の影響により転写されずらくなる傾向にある。このとき外添剤の被覆率を一定以上とすることにより、その転写の悪化が緩和される。さらには前述した球形化処理されたトナーとの併用により転写効率は100%近くにまで向上する。70%以下では転写改良の効果が弱まる。
【0188】
また、本形態に使用される顔料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金属錯体、、C.I.ピグメント・イエロー1,3,74,97,98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄色顔料、C.I.ピグメント・イエロー12,13,14,17等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄色顔料、C.I.ソルベントイエロー19,77,79、C.I.ディスパース・イエロー164が配合され、特に好ましくはC.I.ピグメント・イエロー93,180,185のベンズイミダゾロン系が感光体フィルミングに対して良好であり、低融点のワックスを含有するトナーに使用することにより耐久性が向上できる効果がある。
【0189】
C.I.ピグメント・レッド48,49:1,53:1,57,57:1,81,122,5等の赤色顔料、C.I.ソルベント・レッド49,52,58,8等の赤色染料、C.I.ピグネント・ブルー15:3等のフタロシアニン及びその誘導体の青色染顔料が1種又は2種類以上で配合される。添加量は結着樹脂100重量部に対し、3〜8重量部が好ましい。
【0190】
本形態のトナーでは、トナーの体積平均粒径は4〜9μmで、好ましくは4〜8μm、より好ましくは4〜6μmである。9μmより大きいと、解像度が低下し高画質が得らず、4μmより小さいと、トナーの凝集が強くなり地カブリが増大する。
【0191】
またトナーの体積粒径分布の変動係数が15〜35%、個数粒径分布の変動係数が20〜40%であることが好ましい。より好ましくは、体積粒径分布の変動係数が15〜30%、個数粒径分布の変動係数が20〜35%、さらに好ましくは、体積粒径分布の変動係数が15〜25%、個数粒径分布の変動係数が20〜30%である。
【0192】
変動係数とはトナーの粒径における標準偏差を平均粒径で割ったものである。コールターカウンタ(コールター社)を使用して測定した粒子径をもとにしたものである。標準偏差は、n個の粒子系の測定を行なった時の、各測定値の平均値からの差の2乗を(n−1)で割った値の平方根であらわされる。
【0193】
つまり変動係数とは粒度分布の広がり具合をあわらしたもので、体積粒径分布の変動係数が15%未満、又は個数粒径分布の変動係数が20%未満となると、生産的に困難であり、コストアップの要因となる。体積粒径分布の変動係数が35%より大、または個数粒径分布の変動係数が40%より大きくなると、粒度分布がブロードとなるとトナーの凝集性が強くなり、感光体へのフィルミング、転写不良、クリーナーレスプロセスでの残留トナーの回収が困難となる。
【0194】
またトナーの粒度分布において、粒径2×10-6〜5×10-6mの粒子を5〜50個数%含有することが好ましい。トナー中の微粉はトナーの流動性、画質、貯蔵安定性、感光体や現像ローラ、転写体ヘのフィルミング、経時特性、転写性、特にタンデム方式での多層転写性に影響する。さらにはオイルレス定着での非オフセット性、光沢性、透光性に影響する。オイルレス定着実現のためにワックス等の離型剤を配合したトナーにおいて、タンデム転写性との両立において微粉量が影響する。
【0195】
微粉量が過大になると、分散しきれないワックスがトナー表面の露出が多くなり、感光体、現像ローラ、転写体へのフィルミングが発生する。さらには微粉は熱ローラとの付着性も大きいためオフセットしやすい傾向にある。またタンデム方式において、トナーの凝集が強くなりやすく、多層転写時に2色目の転写不良を生じ易くなる。微粉量が少なくなると、画質の低下を招く。
【0196】
微粉量の制御は、分級工程でのロータの遠心力を利用して分級する機械式分級方法や吸気による渦流を発生させトナー粒子に遠心力を作用させる気流式分級方式が使用できる。コアンダ効果を利用した多段分級装置を用いることもできる。微粉分級工程時にトナー粒子の分散が良好に行えるため、極微細トナーや遊離物の分級精度が向上するためである。
【0197】
粒度分布測定は、コールターカウンタTA−II型(コールターカウンタ社)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びパーソナルコンピュータを接続して測定する。電解液は濃度1%となるよう界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)を加えたもの50ml程度に被測定トナーを2mg程度加え、試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約3分間分散処理を行い、コールターカウンタTA−II型にてアパーチャー70×10-6mのアパーチャーを用いた。70×10-6mのアパーチャー系では、粒度分布測定範囲は1.26×10-6m〜50.8×10-6mであるが、2.0×10-6m未満の領域は外来ノイズ等の影響で測定精度や測定の再現性が低いため実用的ではない。よって測定領域を2.0×10-6m〜50.8×10-6mとした。この領域でトナー体積平均粒径Dvと2×10-6m〜5×10-6mのトナー個数%を算出した。キャリアの体積平均粒径Dcは日機装社マイクロトラックを用い測定した。
【0198】
また、静嵩密度と動嵩密度から算出されるのが圧縮度で、トナー流動性の指標の一つである。トナーの流動性はトナーの粒度分布、トナー粒子形状、外添剤、ワックスの種類や量に影響される。トナーの粒度分布が狭く微粉が少ない場合、トナーの表面に凹凸が少なく形状が球形に近い場合、外添剤の添加量が多い場合、外添剤の粒径が小さい場合は、圧縮度が小さくなりトナーの流動性は高くなる。圧縮度は5〜40%が好ましい。より好ましくは、10〜30%である。オイルレス定着と、タンデム方式多層転写との両立を図ることが可能となる。5%より小さいと、定着性が低下し、特に透光性が悪化しやすい。現像ロ−ラからトナー飛散が多くなりやすい。40%よりも大きい転写性が低下し、タンデム方式での中抜け、転写不良を生じる。
【0199】
高せん断力さらには高圧縮せん断力による混練により、添加するワックスをより微細分散化できる。そのロールの温度設定及び温度勾配、回転数及び負荷電流の混練条件と結着樹脂の軟化点、ガラス転移点を最適な条件で処理させることにより高分散化処理を可能とできる。高せん断力とは狭い間隙で対向させたロールを高速で回転させることにより結着樹脂等のトナー材料に作用する混練力をいい、狭い間隙に挟まれた時に生じる力と、回転速度差を有する回転ロールから受けるせん断力をいう。従来の二軸押出し機では発揮できない混練力を有する。これにより結着樹脂の高分子量成分を低分子量化することが可能となる。
【0200】
具体的は、異方向に回転し、加熱または冷却が可能な対向する2本のロールを有し、一方のロール(RL1)のロール温度ともう一方のロール(RL2)のロール温度に温度差を設け、かつ前記ロール(RL1)と前記ロール(RL2)とを異なる周速で回転させて2本のロール間で混練処理することにより実現できる。さらには一方のロール(RL1)が前半部と後半部で温度差を有する構成とすることである。
【0201】
2本ロールの回転数比を1.1倍〜2.5倍の範囲内で行うことにより混練時に適切なせん断力が生じ、結着樹脂の分子切断、着色剤等の内部添加剤の分散性が向上し、定着性、現像性が向上する。加熱してトナーを溶融し巻き付ける側のロールの回転比を高くする構成である。1.1倍より小さい場合には、適切なせん断力が生じず、分散性が向上せず、透光性が悪化する。また2.5倍より大きい場合には、生産性が急激に低下し、また分散性が向上せず、現像性の悪化を招く。
【0202】
またこのときの2本のロールにかかる負荷電流値の比を1.25〜10の範囲となるような条件で混練することで、適切なせん断力が加わりより内添剤の分散性が向上する。この範囲よりも小さいと分散性が向上せず、透光性が悪化する。また生産性も低下する。逆にこの範囲よりも大きいと、ローラにかかる負荷が大きくなりすぎ、超高分子量成分がより低分子量化しすぎるため、非オフセット性が低下し、オフセットが発生するようになる。
【0203】
加熱するロール表面温度を結着樹脂の樹脂軟化点よりも低く設定する。そして樹脂軟化点と加熱されたロール表面温度の差を10℃以上に設定することが必要である。材料投入時に樹脂を早急に溶融させてロールに巻き付けさせるため温度を高くすると混練中にせん断力がかからず不均一分散となるため、10℃以上の温度差が必要である。しかし70℃より大きくなるとすると樹脂が溶けきれないまま搬送されることになり、これも分散性の低下になる。
【0204】
さらに2本のロール間の温度差を樹脂のガラス転移点の1/2の温度以上とすることにより混練時の超高分子量の分子切断を適当な状態で混練分散することができ、特にカラートナーでの透光性と耐オフセット性の両立を実現させることが出来る。
【0205】
さらにより分散の均一性を高め、高転写性、現像性、定着性との両立を図るため、一方のロールを前半部と後半部で温度勾配を設け、その温度差を樹脂のガラス転移点よりも40℃低い温度以上に設定することで効果が高まる。それよりも低い温度であると、樹脂へのストレスが弱まり、またロールからの離脱性も悪化することになる。逆にガラス転移点よりも30℃高い温度以上に設定すると、カブリが多くなる傾向にあることが分かった。詳細は追求できないが冷却時の温度差により内添剤の凝集が生じているものと推定する。
【0206】
高せん断力による混練により、より定着性現像性耐久性等の特性が向上する。
【0207】
図1にトナー溶融混練処理の概略斜視図を、図2に平面図、図3に正面図、図4に側面図を示す。601はトナー原料の定量供給機、602はロール(RL1)、603はロール(RL2)、604はロール(RL1)上に巻きついたトナーの溶融膜、602−1はロール(RL1)の前半部(原料の搬送方向の上流部)、602−2はロール(RL2)の後半部(原料の搬送方向の下流部)、605はロール(RL1)の前半部602−1を加熱するための熱媒体の流入口、606はロール(RL1)の前半部602−1を加熱した熱媒体の流出口、607はロール(RL1)の後半部602−2を加熱又は冷却するための媒体の流入口、608はロール(RL1)の後半部602−2を加熱又は冷却した媒体の流出口、609はロール(RL2)603を加熱又は冷却するための媒体の流入口、610はロール(RL2)603を加熱又は冷却した媒体の流出口、611はロール表面のスパイラル状の溝で深さは2〜10mm程度、612はロール間で形成されるトナー溜りである。611の螺旋状の溝はトナーの混練時に材料が原料投入部の右端から排出部の左端にスムーズに搬送されるに好ましいものである。
【0208】
定量供給機から原料供給フィーダ613を伝わりながら開口部614からトナー原料が矢印615のようにロール(RL1)602−1側の端部付近に落下させる。供給フィーダの開口部の長さは616で表させる。この長さはロール半径の1/2〜4倍の長さが好ましい。短いと落下させる材料が溶融する前に2本のローラの隙間から下に落下する量が急増する。長すぎると原料フィーダでの搬送途中で原料が分離して均一な分散が得られない。
【0209】
また落下位置は図4の矢印にて図示するようにロール(RL1)602の2本のロールが最近接する点から20°〜80°の範囲の地点に落下させる。20°よりも小さい角度であると2本のロールの隙間から落下する量が急増する。80°以上であると落下させる際、トナー粉末の舞上りが多くなり周辺を汚染する。またカバー617は開口部長さ616よりも広い領域をカバーできるように設置する。図3ではカバーの図示は省略している。
【0210】
定量供給機601からトナー原料は供給フィーダ613を伝わりながら開口部614から落下する。落下したトナー原料はロール(RL1)602−1側の端部付近に投下される。そして602−1の熱とロール(RL2)603との圧縮せん断力により樹脂が溶融し、ロール(RL1)の前半部602−1に巻付くようになる。その状態がロール(RL1)の後半部602−2の端部にまで広がり、ロール(RL1)の前半部602−1よりも低い温度で加熱又は冷却されたロール(RL2)の後半部602−2からトナー魂として剥離される。なお、上記処理の間、ロール603は室温以下に冷却されている。ロール(RL1)602とロール(RL2)603のクリアランスは0.1〜0.9mmである。本実施例では原料投入量は10kg/h、ロール(RL1)(RL2)の直径は140mm、長さは800mmで行った。
【0211】
また本形態の現像プロセスにおいては、弾性又は剛性の現像ローラ上にゴムやメタル等の弾性ブレード等を一定の圧力により接触させ、トナーの薄層を形成して感光体と接触又は非接触により現像する構成である。
【0212】
従来のカラー一成分現像法としては、ウレタン樹脂からなるスポンジ系の供給ローラとシリコン樹脂又はウレタン樹脂からなる現像ローラを一定の食い込み量により接触させ、供給ローラから現像ローラにトナーを供給し、現像ローラ上に弾性体のゴムや金属ステンレスのドクターブレードを接触して、または金属性のローラを現像ローラとアゲインスト(同方向)に回転接触して、トナーの薄層を形成し、それを感光体と接触または非接触にて直流または交流印可してトナー像を形成する現像法が使用されていた。しかしこの供給ローラはトナーの現像ローラへ供給し、高画像濃度を出せるという面では効果的であるが、現像負荷トルクの増大、トナーへのストレスの増大、現像のコスト増の要因となり、この供給ローラを使用せずとも安定した画像を形成できることが望まれる。さらにはオイルレス定着、転写性を維持させる必要がある。
【0213】
供給ローラを使用しないとトナー層にムラが生じ易いのと、現像ローラ一周分の後に現像メモリーが生じ易い。特にオイルレス定着トナーで良く見られる。そこで、本構成のトナーの使用によりワックスの均一分散されたトナーと、前述した外添剤の使用により、現像ローラ上のムラの発生、ベタ追随性不良、現像メモリーを防止することができることを見い出した。
【0214】
これは樹脂中での均一分散が可能となり、帯電分布が安定化し供給ローラでのトナーの過帯電を抑えると共に、流動性が安定化でき、ベタ画像の追随性も良好なものとなる。均一分散によりトナーの流動性が維持でき現像ローラ上でのトナーの搬送状態をスムーズなものとし、搬送状態を常に安定化できる効果がある。特に高湿下での搬送状態の安定化に効果が大きい。
【0215】
このとき、交流バイアスの周波数が0.5〜10kHz、交流バイアスが0.3〜1.2kV(p−p)であり、感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.2〜1:1.8とすることにより、ドットを忠実に再現でき、良好な現像γ特性とでき、高画質画像を実現できる。そして低地カブリ、高画像濃度が得られる。周波数が0.5〜5kHz、交流バイアスが0.3〜1.0kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.2〜1:1.5がより好ましく、更に好ましくは周波数が0.5〜2kHz、交流バイアスが0.5〜0.9kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.2〜1:1.4である。
【0216】
このとき、周波数が0.5kHzより小さいと、ドット再現性が悪化し、中間調再現性が悪化する。周波数が10kHzより大きくなると、現像領域での追随ができず、効果が現れない。交流バイアスが0.3kV(p−p)より小さくなると、ベタ追随性維持効果が得られず、交流バイアスが1.2kV(p−p)より大きくなるとカブリが増大する。感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.2より小さいと(現像ローラが遅くなる)画像濃度が得にくい。感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.8より大きくなると(現像ローラ速度が上がる)とトナー飛散が多くなる。
【0217】
また現像ローラは感光体表面に9.8〜9.8×102(N)の圧力で圧接して感光体上の静電潜像が現像される。また弾性ブレードは5〜5×102(N)の圧力で現像ローラ上に圧接してトナー層が形成される。
【0218】
このとき現像ローラ上のトナーの吸引式ファラデーケージ法によるトナーの帯電量が|5|〜|45|μC/gであることが好ましい。|5|μC/gより小さい場合にはトナー飛散が増大する。|45|μC/gより大きい場合には画像濃度が出にくい。
【0219】
吸引式ファラデーケージ法によるトナーの帯電量測定は、現像ローラ上のトナーを回転させながら、吸引し、吸引されたトナーはフィルターに捕集し、その重量W(g)を得る。また吸引時に帯電されたトナーが移動する際の電荷量をコンデンサに誘起される電圧V(V)を測定し、下記の式から帯電量Q(μC/g)を算出する。
【0220】
Q(μC/g)=C(F)×V(V)/W(g)
またキャリアとの混合して使用する二成分現像において、過帯電を防止して帯電の安定化が必要となる。ニ成分現像として使用使用する時のキャリアとしては、フェライト粒子表面に樹脂被覆層を設けることにより作成される。フェライトはFe23を主原料に、NiO、CuO、CoO,MgO、ZnO,MnCO3、BaCO3、SrCO3を混合して原料に用いる。フェライト粒子は、湿式法、乾式法で作成されるが、乾式法が好ましい。乾式法では、原料を混合後仮焼成し、水中にてボールミル等で微粉砕化し、さらに結着剤としてポリビニルアルコール、消泡剤、分散剤を加え造粒用スリラーとする。このスリラーを噴霧乾燥機で加熱乾燥しながら造粒し顆粒とし、本焼成する。本焼成は900〜1400℃で10〜30時間行い、その後解砕、分級してフェライト粒子を得る。
【0221】
被覆層は、スプレー法、ディッピング法等公知の方法が用いられる。被覆量はキャリア粒子重量の0.3〜1.2wt%である。
【0222】
樹脂被覆層に用いる樹脂は、フッ素系樹脂またはシリコーン系樹脂が用いられる。樹脂被覆層に含有させるカーボンブラックは、種々の製法のカーボンブラックが用いられるが、オイルファーネスカーボンヤアセチレンブラックが好ましい。キャリアの平均粒径は40〜100×10-6mが好ましい。キャリアの平均粒径が40×10-6m未満では、キャリアが感光体に現像されやすくなり、キャリアの平均粒径が100×10-6mより大きくなるとキャリアのトナー保持力が弱くなるため、トナー飛散が発生する。
【0223】
また、高速にカラー画像を形成するために、本形態では、感光体と帯電手段とトナー担持体を含むトナー像形成ステーションを複数個有し、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化したトナー像を、前記像担持体に無端状の転写体を当接させて前記転写体に転写させる一次転写プロセスが順次連続して実行して、前記転写体に多層の転写トナー画像を形成し、その後前記転写体に形成した多層のトナー像を、一括して紙やOHP等の転写媒体に一括転写させる二次転写プロセスが実行されるよう構成された転写プロセスにおいて、第1の一次転写位置から第2の一次転写位置までの距離をd1(mm)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d1/v≦0.65となる転写位置構成を取る構成であるが、例えば1色目のイエロートナーが一次転写された後、次の2色目のマゼンタトナーが一次転写されるまでの時間が極めて短く、転写体の帯電緩和又は転写されたトナーの電荷緩和が殆ど生じず、イエロートナーの上にマゼンタトナーを転写する際に、マゼンタトナーがイエロートナーの電荷作用により反発され、転写効率の低下、転写時の文字の中抜けという問題が生じる。さらに第3色目のシアントナーの一次転写の時、前のイエロー、マゼンタトナーの上に転写される際にシアントナーの飛び散り、転写不良、転写中抜けが顕著に発生する。さらに繰り返し使用しているうちに特定粒径のトナーが選択的に現像され、トナー粒子個々の流動性が大きく異なると摩擦帯電する機会が異なるため、帯電量のバラツキが生じ、より転写性の劣化を招いてしまう。
【0224】
さらに最後のブラックトナーの第4色目の一次転写位置から二次転写位置までの距離をd2(mm)、感光体の周速度をv(mm/s)とした場合、d2/v≧0.75となる転写位置構成では、複写用紙に一括して二次転写される際、トナー相互の電荷による反発により画像乱れが生じる。
【0225】
そこで、本形態のトナー構成とすることにより、樹脂中でのワックス等の内添剤が均一分散化し、帯電分布が安定化し供給ローラでのトナーの過帯電を抑えると共に、流動性変動を抑えることができるため、定着特性を犠牲にすることなく、転写効率の低下、転写時の文字の中抜けを防止することができる。
【0226】
また、本形態では、転写プロセス後に感光体上に残留したトナーをクリーニングにより回収するクリーニングプロセス工程を有さずに、次の帯電、露光、現像プロセスを行うクリーナレスプロセスを基本構成とする電子写真装置に好適に使用される。
【0227】
本形態のトナーの使用により、トナーの凝集を抑え、過帯電を防止し、帯電性の安定化が得られ、高転写効率を得ることが可能となる。また樹脂中での均一分散性の向上、良好な帯電性、材料の有する離型性により、非画像部に残留したトナーの現像での回収が良好に行える。そのため、非画像部の前の画像パターンが残る現像メモリーも発生もない。
【0228】
本形態では、トナーを定着する手段にベルト式の定着媒体を使用する構成の定着プロセスを具備する電子写真装置に好適に使用される。そのベルトとしては耐熱性と変形自在性とを有するニッケル電鋳ベルトやポリイミドベルトの耐熱ベルトが用いられる。離形性を向上するために表面層としてシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂を用いる構成である。これらの定着ベルトにおいてはこれまでは離型オイルを塗布してオフセットを防止してきた。オイルを使用せずに離型性を有するトナーにより、離型オイルを塗布する必要はなくなった。しかし離型オイルを塗布しないと帯電しやすく、未定着のトナー像がベルトと近接すると帯電の影響により、トナー飛びが生じる場合がある。特に低温低湿下において発生しやすい。またトナーが高温オフセット防止のため一定以上の高分子量成分を付加し、ある程度の弾性要素を持たせたとき、トナーの細い縦線のパターンを描いた紙が曲率の大きいベルトからの隔離時に先端部がベルトに持っていかれる先端オフセットが生じる場合がある。また従来の剛性の定着ローラと比べて弾性体のベルト式では、オイルレスにより傷による寿命低下が問題となる。
【0229】
そこで、本形態のトナーの使用により、オイルを使用せずともオフセットの発生を防止でき、カラー高透光性を得ることができる。またトナーの過帯電性を抑制できベルトとの帯電作用によるトナーの飛びを抑えられる。またベルトからの隔離時に先端部がベルトに持っていかれるオフセットトナーの分子量分布と滑性の効果により防止することが可能となる。
【0230】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【0231】
(表1)に実施例で使用する結着樹脂の特性を示す。樹脂はビスフェノールAプロピルオキシド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸、コハク酸、フマル酸を主成分としたポリエステル樹脂を使用し、配合比、重合条件により熱特性を変えた樹脂を使用した。
【0232】
【表1】
Figure 0003925228
【0233】
Mnfは結着樹脂の数平均分子量、Mwfは結着樹脂の重量平均分子量、Mzfは結着樹脂のZ平均分子量、Wmfは重量平均分子量Mwfと数平均分子量Mnfとの比Mwf/Mnf、Wzfは結着樹脂のZ平均分子量Mzfと数平均分子量Mnfの比Mzf/Mnf、AVは樹脂酸価を示す。
【0234】
(表2)(表3)(表4)に本実施例で使用するワックス及びその物性値を示す。Mnrはワックスの数平均分子量、Mwrはワックスの重量平均分子量、MzrはワックスのZ平均分子量を示す。Tw(℃)はDSC法による融点、Ct(%)は融点+10℃での容積増加率(%)、Ck(wt%)は220℃の加熱減量を示す。
【0235】
【表2】
Figure 0003925228
【0236】
【表3】
Figure 0003925228
【0237】
【表4】
Figure 0003925228
【0238】
(表5)に本実施例で使用する顔料を示す。
【0239】
【表5】
Figure 0003925228
【0240】
(表6)に本実施例で使用する電荷制御剤を示す。
【0241】
サリチル酸誘導体の金属塩として、炭素数1〜10のアルキル基としては例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。金属Yとしては亜鉛、ニッケル、コバルト、銅、クロムが挙げられ、亜鉛、クロムが好ましい。ベンジル酸誘導体の金属塩としては、R1〜R4がベンゼン環、アルカリ金属Xとしてはリチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、カリウムが好ましい。
【0242】
【表6】
Figure 0003925228
【0243】
(表7)に本実施例で使用する外添剤を示す。その帯電量はノンコートのフェライトキャリアとの摩擦帯電のブローオフ法により測定したものである。25℃45%RHの環境下で、100mlのポリエチレン容器にキャリア50gとシリカ等0.1gを混合し、縦回転にて100min-1の速度で5分、30分間攪拌した後、0.3g採取し、窒素ガス1.96×104(Pa)で1分間ブローした。
【0244】
正帯電性では5分間攪拌後の5分値が+100〜+800μC/gで、30分間攪拌後の30分の値が+50〜+400μC/gであることが好ましい。30分値での帯電量が5分値での帯電量の40%以上を維持しているシリカが好ましい。低下率が大きいと長期連続使用中での帯電量の変化が大きく、一定の画像を維持できなくなる。
【0245】
負帯電性では5分値が−100〜−800μC/gで、30分の値が−50〜−600μC/gであることが好ましい。高い帯電量のシリカでは少量の添加量で機能を発揮できる。
【0246】
【表7】
Figure 0003925228
【0247】
本実施例での混練条件を(表8)に示す。Trj1(℃)はロール(RL1)の前半部の加熱温度、Trk1(℃)はロール(RL1)の後半部の加熱温度、Tr2(℃)ロール(RL2)の加熱温度、Rw1はロール(RL1)の回転数、Rw2はロール(RL2)の回転数、ロール(RL1)の回転時の負荷電流値をDr1、ロール(RL2)の負荷電流値をDr2と示している。原料投入量は15kg/h、ロール(RL1)(RL2)の直径は140mm、長さは800mmで行った。
【0248】
【表8】
Figure 0003925228
【0249】
(表9)に本実施例に本実施例で使用したトナー材料組成、物性値を示す。
【0250】
【表9】
Figure 0003925228
【0251】
それぞれのトナーの体積平均粒径は8μmとした。Y、C、BKトナーとも同様とした。体積粒径分布の変動係数が20〜25%、個数粒径分布の変動係数が25〜30%となるように試作した。混練q−4は従来の二軸押出機PCM30にて行ったもので、混練温度110℃回転数200min-1、供給量5kg/hで処理した。
【0252】
顔料、電荷制御剤、ワックスの配合量比は結着樹脂100重量部に対する配合量(重量部)比を括弧内に示す。外添剤はトナー母体100重量部に対する配合量(重量部)を示している。外添処理はFM20Bにおいて、攪拌羽根Z0S0型、回転数2000min-1、処理時間5min、投入量1kgで行った。
【0253】
(表10)(表11)に本実施例で混練処理を施した後のトナーの分子量特性を示す。トナーはマゼンタトナーのTM1から3トナーで比較評価した。イエロー、シアン、ブラックトナーでも同様な結果になる。Mnvはトナーの数平均分子量、Mwvはトナーの重量平均分子量、Wmvはトナーの重量平均分子量Mwvと数平均分子量Mnvの比Mwv/Mnv、WzvはトナーのZ平均分子量Mzvと数平均分子量Mnvの比Mzv/Mnvを示す。
【0254】
MLは分子量分布において低分子量側の分子量極大ピークを示す分子量値、MHは高分子量側の分子量極大ピークを示す分子量値、SmはHb/Ha、SK1はM10/M90、SK2は(M10−M90)/M90を示す。
【0255】
【表10】
Figure 0003925228
【0256】
【表11】
Figure 0003925228
【0257】
また図5~14に分子量分布特性を示す。
【0258】
図5、図6、図7、図8はそれぞれ結着樹脂PH1、PH3、PEL1、PEL3、の分子量分布特性を示す。図9、図10、図11、図12はそれぞれトナーTM1,TM2,TM3,TM4の分子量分布特性を示す。混練によりトナーでは、高分子成分側にピーク又はショルダーとなって現れていることが分かる。つまり透光性を阻害している成分が切断によりなくなり、高分子側に急峻な傾きとなってあらわれ、これが透光性を阻害せずに耐オフセット性を維持させている要因である。
【0259】
トナーTM−1では3×105以上の高分子量成分量はトナー分子量分布全体に対し面積比で5%以下であり、1×106以上の高分子量成分はほとんど含有していない。同様にTM−2、3、4も3×105以上の高分子量成分量はトナー分子量分布全体に対し面積比で5%以下であり、1×106以上の高分子量成分はほとんど含有していない。
【0260】
また図13、図14に分子量分布特性の一例を示す。図13には高分子成分側に急峻な分子量ピークとなる特性のM10、M90を概略的に示している。分子量分布の極大ピークの高さを100%としている。図14の分子量分布特性のM10、M90を概略的に示している。高分子成分側にはショルダー形状として現れており、このショルダー部の肩の頂点の高さを100%の基準としている。これは結着樹脂PES3の高分子量成分が、混練により分子切断され、高分子成分側にショルダーとなって現れたためである。
【0261】
その高分子側の分布のピーク高さを100%としたとき、極大ピーク又はショルダーに相当する分子量値よりも大きい領域にある分子量曲線、すなわちこの領域における分子量分布曲線の傾きが負となる部位、つまり分布曲線の右側の部位において、分子量分布の極大ピーク又はショルダーの高さを100%とした場合に、分子量極大ピーク又はショルダーの高さの90%に相当する分子量をM90、分子量極大ピーク又はショルダーの高さの10%に相当する分子量をM10としている。ここで、M10/M90の値(分子量分布曲線の傾き)は、超高分子量成分の分子切断の状態を定量化できるものである。M10/M90の値が小さいということは分子量分布曲線の傾きが急峻であり、透光性を阻害している成分が切断によりなくなり、高透光性を有するわけである。さらには、この高分子側に現れるピ−クが耐オフセット性に寄与しているわけである。
【0262】
また図15に定着助剤WA−1の分子量分布特性を、図16に定着助剤WA−9の分子量分布特性示す。
【0263】
(実施例1)
図17は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の画像形成装置の構成を示す断面図である。図17において、カラー電子写真プリンタの外装筐は省略している。プリンタ内の転写ベルトユニット2の着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等は前面板を倒し開いてプリンタ内部を大きく解放することにより行われる。この転写ベルトユニット17の着脱動作は、感光体の回転軸母線方向に対し平行方向になるように設計されている。
【0264】
転写ベルトユニット17は、転写ベルト12、弾性体よりなる第1色(イエロー)転写ローラ10Y、第2色(マゼンタ)転写ローラ10M、第3色(シアン)転写ローラ10C、第4色(ブラック)転写ローラ10K、アルミローラよりなる駆動ローラ11、弾性体よりなる第2転写ローラ14、第2転写従動ローラ13、転写ベルト12上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナブレード16、クリーナブレードに対向する位置にローラ15を設けている。
【0265】
このとき、第1色(Y)転写位置から第2色(M)転写位置までの距離は42mm(第2色(M)転写位置から第3色(C)転写位置、第3色(C)転写位置から第4色(K)転写位置も同様距離)、感光体の周速度は100mm/sである。
【0266】
転写ベルト12は、絶縁性ポリカーボネート樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂(たとえば三菱ガス化学製,ユーピロンZ300)95重量部に、導電性カーボン(たとえばケッチェンブラック)5重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面にフッ素樹脂をコートし、厚みは約120μm、体積抵抗は107〜1012Ω・cm、表面抵抗は107〜1012Ω/□である。ドット再現性を向上させためもある。転写ベルト12の長期使用による弛みや,電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、また、表面をフッ素樹脂でコートしているのは、長期使用による転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。体積抵抗が107Ω・cmよりも小さいと、再転写が生じ易く、1012Ω・cmよりも大きいと転写効率が悪化する。
【0267】
第1転写ローラは外径14mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第1転写動作時には、第1転写ローラ10は、転写ベルト12を介して感光体1に1.0〜9.8(N)の押圧力で圧接され、感光体上のトナーがベルト上に転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。1.0(N)よりも小さいと転写不良を生じ、9.8(N)よりも大きいと転写文字抜けが生じる。
【0268】
第2転写ローラ14は外径20mmのカーボン導電性の発泡ウレタンローラで、抵抗値は102〜106Ωである。第2転写ローラ14は、転写ベルト12及び紙、OHP等の転写媒体19とを介して転写ローラ13に圧接される。この転写ローラ13は転写ベルト12に従動回転可能に構成している。第2次転写での第2転写ローラ14と対向転写ローラ13とは5.0〜21.8(N)の押圧力で圧接され、紙等の記録材上19に転写ベルトからトナーが転写される。抵抗値が102Ωよりも小さいと、再転写が生じ易い。106Ωよりもおおきと転写不良が生じ易くなる。5.0(N)よりも小さいと転写不良となり、21.8(N)よりも大きいと負荷が大きくなり、ジッタが出やすくなる。
【0269】
図17において、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(B)の各色用の4組の像形成ユニット18Y、18M、18C、18Kが、図のように直列状に配置されている。
【0270】
各像形成ユニット18Y、18M、18C、18K、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するためY用の像形成ユニット18Yについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。
【0271】
像形成ユニットは以下のように構成されている。1は感光体、3は画素レーザ信号光、4はJIS−A硬度60°のシリコーンゴムよりなる外径18mmの現像ロ−ラで、感光体に21Nの力で圧接され、矢印の方向に回転する。5は金属製のブレードで現像ローラ上にトナーの層を形成する。電源は、省略しているが、現像ローラ4には−230Vの直流と、500V(p−p)、周波数1kHzの交流電圧が印可される。
【0272】
2はエピクロルヒドリンゴムよりなる外径12mmの帯電ローラで直流バイアス−1kVが印加される。感光体1表面を−450Vに帯電する。8はクリーナ、9は廃トナーボックス、7はトナーである。
【0273】
紙搬送は転写ユニット17の下方から搬送され、転写ベルト12と第2転写ローラ14との圧接されたニップ部に紙給送ローラ(図示せず)により紙19が送られてくるように、紙搬送路が形成されている。
【0274】
転写ベルト12上のトナーは第2転写ローラ14に印加された+1300Vにより紙19に転写され、定着ローラ201、加圧ローラ202、定着ベルト203、加熱媒体ローラ204、インダクションヒータ部205から構成される定着部に搬送され、ここで定着される。
【0275】
図19にその定着プロセス図を示す。定着ローラ201とヒートローラ204との間にベルト203がかけられている。定着ローラ201と加圧ローラ202との間に所定の加重がかけられており、ベルト203と加圧ローラ202との間でニップが形成される。ヒートローラ204の外部周面にはフェライトコア206、とコイル207よりなるインダクションヒータ部205が設けられ、外面には温度センサー208が配置されている。
【0276】
ベルトは30μmのNiを基体としてその上にシリコーンゴムを150μm、さらにその上にPFAチューブ30μmの重ねあわせた構成である。
【0277】
加圧ローラ202は加圧バネ209により定着ローラ201に押しつけられている。トナー210を有する記録材211は、案内板212に沿って動く。
【0278】
定着部材としての定着ローラ201は、長さが250mm、外径が14mm、厚さ1mmのアルミニウム製中空ローラ芯金213の表面に、JIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が20度のシリコーンゴムからなる厚さ3mmの弾性層214を設けている。この上にシリコーンゴム層215が3mmの厚みで形成され外径が約20mmとなっている。図示しない駆動モータから駆動力を受けて100mm/sで回転する。
【0279】
ヒートローラ204は肉厚1mm、外径20mmの中空パイプからなっている。定着ローラ表面温度はサーミスタを用いて表面温度170度に制御した。
【0280】
加圧部材としての加圧ローラ202は、長さが250mm、外径20mmである。これは外径16mm、厚さ1mmのアルミニウムからなる中空ローラ芯金216の表面にJIS規格によるゴム硬度(JIS−A)が55度のシリコーンゴムからなる厚さ2mmの弾性層217を設けている。この加圧ローラ202は、回転可能に設置されており、片側147Nのバネ加重のバネ209によって定着ローラ201との間で幅5.0mmのニップ幅を形成している。
【0281】
以下、動作について説明する。フルカラーモードではY,M,C,Kのすべての第一転写ローラ10が押し上げられ、転写ベルト12を介して像形成ユニットの感光体1を押圧している。この時第一転写ローラには+800Vの直流バイアスが印可される。画像信号がレーザ光3から送られ、帯電ローラ2により表面が帯電された感光体1に入射し、静電潜像が形成される。感光体1と接触し反対方向に回転する現像ローラ4上のトナー7が感光体1に形成された静電潜像を顕像化する。
【0282】
このとき像形成ユニット18Yの像形成の速度(感光体の周速に等しい100mm/s)と転写ベルト12の移動速度は感光体速度が転写ベルト速度よりも0.5〜1.5%遅くなるように設定されている。
【0283】
像形成工程により、Yの信号光3Yが像形成ユニット18Yに入力され、Yトナーによる像形成が行われる。像形成と同時に第1転写ローラ10Yの作用で、Yトナー像が感光体1Yから転写ベルト12に転写される。このとき第1転写ローラ10Yには+800Vの直流電圧を印加した。
【0284】
第1色(Y)第一転写と第2色(M)第一転写間のタイムラグを持たせて、Mの信号光3Mが像形成ユニット18Mに入力され、Mトナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10Mの作用で、Mトナー像が感光体1Mから転写ベルト12に転写される。このとき第一色(Y)トナーが形成されている上にMトナーが転写される。同様にC(シアン)、K(ブラック)トナーによる像形成が行われ、像形成と同時に第1転写ローラ10C、10Bの作用で、YMCKトナー像が転写ベルト12上に形成される。いわゆるタンデム方式と呼ばれる方式である。
【0285】
転写ベルト12上には4色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のBトナー像の転写後、4色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット(図示せず)から送られる紙19に、第2転写ローラ14の作用で一括転写される。このとき転写ローラ13は接地し、第2転写ローラ14には+1.3kVの直流電圧を印加した。紙に転写されたトナー像は定着ローラ対201・202により定着された。紙はその後排出ローラ対(図示せず)を経て装置外に排出された。中間転写ベルト12上に残った転写残りのトナーは、クリーニングブレード16の作用で清掃され次の像形成に備えた。
【0286】
図18にはベルトへの一次転写を行わずに紙搬送ベルト17上に紙19を搬送させ,OPC上のトナーを直接転写させるタンデム方式を示す。
【0287】
(表12)に図17の電子写真装置により、画像出しを行った結果を示す。(表13)ではトナーが3色重なったフルカラー画像における文字部での転写不良の状態、及び定着での定着ベルトへの紙の巻付き性を評価した。
【0288】
【表12】
Figure 0003925228
【0289】
【表13】
Figure 0003925228
【0290】
図17に示す画像形成装置により、前記のように製造したトナーを用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れや転写時のトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、16本/mmの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られ、画像濃度1.3以上の高濃度の画像が得られた。また、転写時の逆転写の発生もなく、メモリーの発生も実用上問題ないレベルであった。また、非画像部の地かぶりも発生していなかった。
【0291】
更に、A4用紙1万枚の長期耐久テストにおいても、流動性、画像濃度とも変化が少なく安定した特性を示した。また現像時の全面ベタ画像を取ったときの均一性も良好であった。現像メモリーも発生していない。連続使用時においても、縦筋の異常画像は発生しなかった。また転写においても中抜けは実用上問題ないレベルであり、転写効率は98%程度を示した。また、感光体、転写ベルトへのトナーのフィルミングも実用上問題ないレベルであった。転写ベルトのクリーニング不良も未発生であった。
【0292】
またクリーニングブレード8を使用せずに転写時の残トナーをこのまま現像での回収を行うクリーナプロセスにおいても、回収がスムーズに行え、前画像の履歴が残ることがなかった。
【0293】
また定着時のトナーの乱れやトナー飛びもほとんど生じていない。また3色の重なったフルカラー画像においても、転写不良は発生せず、定着時において、定着ベルトへの紙の巻付きは発生しなかった。
【0294】
図18に示す画像形成装置によっても、同様な結果が得られた。
【0295】
しかしtm6、ty6、tc6、tb6のトナーは感光体のフィルミングや転写不良や、転写時の文字の飛び散りが発生し、カブリも多く発生した。転写ベルトのフィルミングや、クリーニング不良も発生した。現像時の全面ベタ画像を取ったときに後半部にかすれが生じた。連続使用時に現像ブレードにワックスが融着し、縦筋の異常画像が発生した。3色重ねの画像出力時には定着ベルトへの紙の巻付きが発生した。定着時にトナー飛びが発生した。
【0296】
次に(表14)にOHP用紙に付着量1.2g/cm2以上のベタ画像をプロセス速度100mm/s、オイルを塗布しないベルトを用いた定着装置にて非オフセット性試験を行った。定着ニップ部でOHPのジャムは発生しなかった。普通紙の全面ベタグリーン画像では、オフセットは122000枚目までは全く発生しなかった。シリコン又はフッ素系の定着ベルトでオイルを塗布せずともベルトの表面劣化現象はみられない。
【0297】
透過率と、高温でのオフセット性を評価した。プロセス速度は100mm/s、定着温度180℃で透過率は分光光度計U−3200(日立製作所)で、700nmの光の透過率を測定した。定着性、耐オフセット性、保存安定性の結果を示す。
【0298】
【表14】
Figure 0003925228
【0299】
OHP透光性が80%以上を示しており、また非オフセット温度幅も40〜60Kとオイルを使用しない定着ローラにおいて良好な定着性を示した。また60℃、5時間の保存安定性においても凝集はほとんど見られなかった。
【0300】
しかしtm6のトナーは貯蔵安定性テストで固まりが生じ、また非オフセット温度域も狭い結果となった。
【0301】
【発明の効果】
本発明によれば、転写時の逆転写、中抜けや飛び散りを防止し、高転写効率を得ることが可能となる。また、高湿下での長期使用においても、感光体、転写体のフィルミングを防止することができる。そして、転写体のクリーニング性を向上することができる。さらに、例えば、クリーニングブレード等を使用しないクリーナーレスプロセスにおいても転写残トナーの回収がスムーズに行え、前画像の履歴が残らないようにすることができる。また、シリコーン又はフッ素系の定着手段(ローラやベルト)でオイルを塗布せずとも、高いOHP透光性を維持しながらオフセット性を防止できる。また長期使用してもベルトの表面劣化現象を生じることなく、良好な非オフセット性を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理の概略斜視図
【図2】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理の平面図
【図3】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理の正面図
【図4】本発明の実施例で使用したトナー溶融混練処理の断面図
【図5】本発明の実施例の結着樹脂の分子量分布特性を示す図
【図6】本発明の実施例の結着樹脂の分子量分布特性を示す図
【図7】本発明の実施例の結着樹脂の分子量分布特性を示す図
【図8】本発明の実施例の結着樹脂の分子量分布特性を示す図
【図9】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図10】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図11】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図12】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図13】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図14】本発明の実施例のトナーの分子量分布特性を示す図
【図15】本発明の実施例の定着助剤の分子量分布特性を示す図
【図16】本発明の実施例の定着助剤の分子量分布特性を示す図
【図17】本発明の実施例で使用した画像形成装置の構成を示す断面図
【図18】本発明の実施例で使用した画像形成装置の構成を示す断面図
【図19】本発明の実施例で使用した定着ユニットの構成を示す断面図
【符号の説明】
1 感光体
3 レーザ信号光
4 現像ローラ
5 ブレード
10 第1転写ローラ
12 転写ベルト
14 第2転写ローラ
13 駆動テンションローラ
17 転写ベルトユニット
18B,18C,18M,18Y 像形成ユニット
18 像形成ユニット群
201 定着ローラ
202 加圧ローラ
203 定着ベルト
205 インダクションヒータ部
206 フェライトコア
207 コイル
602 ロール(RL1)
603 ロール(RL2)
604 ロール(RL1)上に巻きついたトナーの溶融膜
605 熱媒体の流入口
606 熱媒体の流出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner and an image forming apparatus used for a copying machine, a laser printer, plain paper FAX, a color PPC, a color laser printer, and a color FAX.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the electrophotographic apparatus is shifting from the purpose of office use to personal use, and there is a demand for technology that realizes miniaturization, high speed, high image quality, maintenance-free, and the like. Therefore, a cleaner-less process that collects waste toner during development without cleaning waste toner remaining after transfer, a tandem color process that enables high-speed output of color images, and no fixing oil to prevent offset during fixing In both cases, oilless fixing that achieves both a clear color image having high glossiness and high translucency and non-offset properties is required along with conditions such as good maintenance and low ozone exhaust. These functions need to be compatible at the same time, and not only the process but also the improvement in toner characteristics is an important factor.
[0003]
In a color printer, an image carrier (hereinafter referred to as a photoconductor) is charged by corona discharge using a charging charger, and then a latent image of each color is irradiated onto the photoconductor as an optical signal to form an electrostatic latent image. The latent image is developed by developing with color, for example, yellow toner. Thereafter, a transfer member charged with a polarity opposite to that of the yellow toner is brought into contact with the photosensitive member to transfer the yellow toner image formed on the photosensitive member. The photosensitive member is neutralized after cleaning the toner remaining at the time of transfer, and the development and transfer of the first color toner are completed. Thereafter, the same operation as that of the yellow toner is repeated for toners such as magenta and cyan, and a color image is formed by superimposing the toner images of the respective colors on the transfer body. A four-pass color process in which these superimposed toner images are transferred onto paper charged to a polarity opposite to that of the toner has been put into practical use.
[0004]
In addition, a primary transfer in which a plurality of image forming stations having a charger, a photosensitive member, a developing unit, etc. are arranged side by side, and an endless transfer member is brought into contact with the photosensitive member to successively transfer toner of each color sequentially to the transfer member A secondary transfer process that executes a process to form a multilayer transfer color toner image on a transfer body, and then collectively transfers the multilayer toner image formed on the transfer body onto a transfer medium such as paper or OHP. A tandem color process configured to be executed and a tandem color process in which transfer is continuously performed directly on a paper or an OHP transfer medium without using a transfer body have been put into practical use.
[0005]
This method has a feature that a color image can be output at high speed. However, since the toner images of four colors are superimposed on the transfer body, the toner layer becomes thick, and a pressure difference between the toner layer is not present or is thin. For this reason, due to the toner aggregating effect, a “collapse” phenomenon that a part of the image is not transferred but becomes a hole is likely to occur. Further, when a material having a high toner release effect is used for the transfer member in order to surely clean the remaining toner, the voids appear remarkably and the quality of the image is remarkably lowered. Furthermore, edge development is performed on characters, lines, and the like, so that more toner is added, toners are agglomerated by pressurization, and voids become more prominent. In particular, it appears more prominently in a low temperature and low temperature environment.
[0006]
Further, in order to reduce the size and speed of the machine, it is required that the distance between the image forming stations (corresponding to the distance between the photoconductors) is shorter and the image is printed at a high speed. As a result, for example, after the yellow toner is first transferred, the time until the second transfer of the next magenta toner is extremely short, and the charge of the transfer body or transfer medium is reduced and the charge of the transferred toner is reduced. When the magenta toner is transferred onto the yellow toner, the magenta toner is repelled by the charge action of the yellow toner, the image is disturbed due to the scattering of the toner image, the transfer efficiency is lowered, and the characters are lost during the transfer. The problem arises. Further, there arises a problem that reverse transfer occurs in which the yellow toner first transferred onto the transfer body or transfer medium moves to the photoconductor during the second transfer.
[0007]
Further, in the configuration using the intermediate transfer member, the toner image is disturbed due to the repulsion due to the mutual charge of the toner when the last toner of the fourth color is primarily transferred and then secondarily transferred onto paper or the like.
[0008]
In addition, in order to improve the dot reproducibility in transfer, the configuration in which the resistance of the transfer body is set to a high resistance causes the toner image disturbance and the tendency of transfer failure to occur more remarkably.
[0009]
Furthermore, in order to enable oilless fixing without using oil at the time of fixing, which will be described later, the toner composition in which a release agent such as wax is added to the sharp melt resin has strong charge retention properties and strong toner cohesive properties. Therefore, the tendency of toner image disturbance and transfer failure occurs more remarkably, making it difficult to achieve both transfer and fixing. In addition, in a toner to which a wax having a polar group is added in order to enhance dispersibility in a polyester resin, the cohesion becomes stronger and it is extremely difficult to achieve both oilless fixing and transferability.
[0010]
In the fixing process, in color images, it is necessary to melt and mix color toners to improve translucency. When toner melting failure occurs, light scattering occurs on the surface or inside of the toner image, and the original color tone of the toner dye is impaired. In addition, in the overlapping portion, light does not enter the lower layer and color reproducibility is deteriorated. Therefore, it is a necessary condition that the toner has a complete melting characteristic and a translucency that does not disturb the color tone. The need for light transparency on OHP paper is increasing with the increasing number of presentation opportunities in color.
[0011]
However, the resin composition having sharp melt melting characteristics due to the light transmissibility decreases the offset resistance and causes offset by adhering to the surface of the fixing roller, so a large amount of oil or the like must be applied to the fixing roller. , Handling and equipment configuration become complicated. Therefore, an oil-less color fixing configuration that does not require oil is required.
[0012]
Further, a fluorine-based material is used to improve the releasability and durability of the fixing roller and belt. However, it is easy to cause image disturbance in which an unfixed toner image electrostatically repels the fixing roller before entering the fixing portion. On the contrary, the toner may fly to the fixing roller before entering the fixing nip portion, thereby causing an offset in the halftone image. In particular, the charging effect is likely to occur in a configuration in which the release oil is not applied. In addition, in a toner to which a release agent is added for the purpose of improving the offset property, the fixing roller is liable to be damaged due to a poorly dispersed state of the internal additive, which causes generation of vertical stripes in the image.
[0013]
As is well known, the toner for electrostatic charge development used in the electrophotographic method is generally a resin component which is a binder resin, a coloring component consisting of a pigment or a dye, a plasticizer, a charge control agent, and further if necessary. It is comprised by additional components, such as a mold release agent. As the resin component, natural or synthetic resins may be used alone or mixed in a timely manner.
[0014]
Then, the above additives are premixed at an appropriate ratio, heated and kneaded by heat melting, finely pulverized by an airflow type impact plate method, and finely classified to complete a toner base. Thereafter, an external additive such as hydrophobic silica is added to the toner base to complete the toner. In one-component development, the toner is composed only of toner, but a two-component developer can be obtained by mixing with toner and a carrier composed of magnetic particles.
[0015]
As a release agent to be added for the purpose of improving fixability, JP-A-2-266372 discloses the use of a desorbed fatty acid type carnauba wax and / or a montan ester wax, an oxidized rice wax having an acid value of 10 to 30, JP-A-9-281748 discloses a vinyl copolymer polymerized in the presence of a natural gas Fischer-Tropsch wax with a melting point of 85 to 100 ° C., and JP-A-10-327196 discloses a polyhydric alcohol component and Addition of 1 to 5 parts by weight of polycarboxylic acid compound with dicarboxylic acid and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid compound, average dispersion particle size of release agent is 0.1 to 3 μm, particle size of external additive is 4 to 200 nm Is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 5-333584 discloses a content in which the fixability is improved by a constitution containing a fluorine-modified polyolefin resin such as polypropylene modified with an organic fluorine compound such as perfluorooctyl methacrylate. . In JP-A-5-188632, the softening point is 80 to 140 ° C., low molecular weight polyolefin containing fluorine, and a non-offset property at the time of fixing can be obtained by blending a molten mixture of low molecular weight olefin and polytetrafluoroethylene. The content to be improved is disclosed, and the content that is effective in improving the fixing property is described.
[0016]
In JP-A-59-148067, a softening point is specified by using an unsaturated ethylene polymer having a low molecular weight and a high molecular weight portion in the resin and defining a low molecular weight peak value and Mw / Mn. Toners containing such polyolefins are disclosed. As a result, fixing property and offset resistance are ensured. JP-A-56-158340 discloses a toner mainly composed of a resin comprising a specific low molecular weight polymer component and a high molecular weight polymer component. The purpose is to secure the fixing property by the low molecular weight component and to secure the offset resistance by the high molecular weight component. JP-A-58-223155 discloses a resin composed of an unsaturated ethylene polymer having a maximum value in a molecular weight region of 1000 to 10,000 and 200,000 to 1,000,000 and Mw / Mn of 10 to 40 and a specific softening. Toners containing polyolefins with dots are disclosed. It is used for the purpose of securing fixability with a low molecular weight component and ensuring offset resistance with a high molecular weight component and polyolefin.
[0017]
JP-A-63-56659 and JP-A-2000-98661 disclose toners relating to polyester resins, and disclose that good fixability can be obtained.
[0018]
Examples of the charge control agent for imparting chargeability to the toner include benzylic acid derivatives described in JP-A-2-221967, JP-A-7-84409, JP-A-5-72812, and JP-A-5-165257. Toners using metal salts are disclosed. JP-A-53-127726, JP-A-55-42752, JP-A-7-221797 and the like disclose toners using metal salts of salicylic acid derivatives.
[0019]
However, in order to increase the fixing strength, if the melt viscosity of the binder resin is lowered or a resin with a low molecular weight is used, so-called spent is likely to occur where the toner adheres to the carrier during long-term use in the case of two-component development. Become. The stress resistance of the developer decreases. Further, an offset in which toner adheres to the heat roller during fixing is likely to occur. Further, blocking occurs in which the toners are fused during long-term storage.
[0020]
For resin structures in which a high molecular weight component and a low molecular weight component are blended or copolymerized, a release agent having a low melting point, such as polyethylene or polypropylene wax, improves the releasability from the heat roller during fixing. It is added for the purpose of enhancing the offset resistance. However, it is difficult for these release agents to improve the dispersibility in the binder resin, reverse polarity toner due to poor dispersion is likely to occur, and fogging to non-image areas occurs. In addition, an image defect such as a brush scraped off at the rear end portion of the solid black image portion occurs, and the image quality is deteriorated. There is also a problem of filming contamination of the carrier, the photoconductor, and the developing sleeve.
[0021]
In addition, when using a toner with a structure that improves the glossiness and translucency of color images using a low-melting-point release agent and a low softening resin, vertical streaks occur on the developing roller during transfer and transfer. If the dispersibility is improved due to poor body cleaning, filming, or scraping failure of the transfer body cleaning roller, the effect of releasability will be reduced and the non-offset area will be narrowed, making it difficult to achieve both. .
[0022]
Further, in the contact type one-component development method in which an elastic blade that regulates the toner layer is used in contact with a developing roller such as silicon or urethane and a supply roller such as urethane that supplies toner to the developing roller is provided, the low melting point is low. In the toner added with a release agent, the rising property of charge is deteriorated, and the charge maintenance property is deteriorated during long-term continuous use. Further, the use of the toner added with the low melting point releasing agent described above gradually causes vertical stripes on the developing roller when thousands of sheets are used, which causes image defects such as white spots and black stripes. This is thought to be due to the occurrence of scratches on the developing roller due to poor dispersion of the release agent, fusion to the blade, and aggregation due to friction between the supply roller and the developing roller.
[0023]
Realizing a cleanerless process without a cleaning process is important because of the miniaturization of equipment and resource saving. After the toner that has visualized the electrostatic latent image formed on the photoconductor is transferred to a transfer body or paper by a transfer means, the toner remaining on the photoconductor is usually cleaned by means such as a blade or a fur brush. It is collected and becomes waste toner. At this time, the cleaner-less process performs the following charging, exposure, and development processes without having this cleaning process step. First, it is essential to achieve high transferability in transfer.
[0024]
Further, the transfer residual toner remains on the photoconductor to some extent, and in the next development process, the residual toner in the non-image area is collected for development, and if it is returned, no image problems occur.
[0025]
In the case of a color image output, the toner of the previous color may be reversely transferred to the photoconductor in the transfer process of superimposing the color images, which may become an abnormal image as a memory. Therefore, it is important to take measures against the remaining toner and the reversely transferred toner.
[0026]
In addition, in a toner to which a release agent such as a low melting point wax is added in order to satisfy the above-described non-offset property at the time of fixing, the compatibility between the resin and the wax is poor, and the wax particles in the toner become coarse. Therefore, fluidity tends to decrease, transferability is not good, and toner cohesion is strong, so it is difficult to collect by development in the cleanerless process, and the memory of the previous image pattern is stored in the non-image area. It will remain. Furthermore, when the toner is spheroidized by heat or impact force in order to improve transferability, an effect of improving transferability is seen, but the coarsened wax bleeds on the toner surface, which is the photosensitive member, carrier, There is a problem that the developing roller and the transfer member are contaminated, and charging and life are deteriorated.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the toner must satisfy the above-mentioned problems comprehensively. In the oilless fixing toner that does not use oil for the fixing roller, the toner itself has the oil function used for the fixing member. Therefore, it is necessary to use a release agent such as wax in the toner to achieve oilless fixing, maintain transferability even in the tandem color process, and satisfy the cleanerless process. is there.
[0028]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a toner and an image forming apparatus that have a uniform charge distribution and can stabilize an image for a long period of time.
[0029]
Even when used in the one-component development method, vertical streaks do not occur on the developing roller, and even when used continuously, the layer regulation blade and the developing roller do not cause thermal fusing or aggregation of toner, suppressing a decrease in charge amount, and resin. It is an object of the present invention to provide a toner and an image forming apparatus capable of improving the dispersibility of additives without deteriorating characteristics and maintaining stable developability.
[0030]
Also, an image forming station having a plurality of photoconductors and developing units is arranged side by side, and an endless transfer body is brought into contact with the photoconductor to execute a transfer process in which each color toner is successively transferred to the transfer body. In the tandem color process, toner and image formation that prevents omission and scattering during transfer, achieves high transfer efficiency, avoids filming to the transfer body, etc., and prevents fusing to the transfer body and cleaning means An object is to provide an apparatus.
[0031]
High transfer efficiency can be obtained even in cleaner-less processes, there is no decrease in charge amount and fluidity, collection in development is easy, memory is not generated, cleaner-less processes are possible, global environmental pollution prevention and resource reuse It is an object of the present invention to provide a toner and an image forming apparatus that enable the above.
[0032]
An object of the present invention is to provide a full-color electrophotographic toner and an image forming apparatus that exhibit high translucency and glossiness by oilless fixing in which oil is not applied to a fixing roller.
[0033]
Color toners using low-melting sharp melt resin can avoid filming on developing rollers, doctor blades, and transfer bodies, and can be used for long-term use under high humidity. It is an object of the present invention to provide a toner and an image forming apparatus that can prevent image forming.
[0034]
In addition, in the fixing process using a belt, and in the belt fixing using a roller having a large curvature with a low fixing pressure and a long fixing nip, the non-wrapping property of the paper to the belt is improved. An object of the present invention is to provide a toner and an image forming apparatus that can prevent chipping of an image portion that occurs when paper is separated, and that can achieve both development and transferability.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
  In view of the above problems, the configuration according to the present invention includes a toner base containing at least a binder resin, a colorant, and a wax;
As an external additive, together with inorganic fine powder A having a loss on ignition of 0.5 to 10 wt% treated with silicone oil, and a coupling agent and / or silicone oil, fatty acid and / or fatty acid metal salt A toner containing inorganic fine powder B having a processed loss on ignition of 0.5 to 10 wt%.
  In addition, the structure according to the present invention is an inorganic material having a toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax, and an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil as an external additive. Fine powder A and inorganic fine powder B having a loss on ignition of 0.5 to 10 wt% treated with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt after being treated with a coupling agent and / or silicone oil Toner.
  Further, the configuration according to the present invention visualizes at least the image carrier, charging means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner. An image forming apparatus comprising: a plurality of toner image forming stations including a developing unit; and a transfer unit that sequentially transfers the visualized toner images onto a transfer medium. The toner includes at least a binder resin. A toner base containing a colorant and a wax, an inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil as an external additive, and a coupling agent and / or silicone oil. And an inorganic fine powder B having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% processed with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt.Is.
  Further, the configuration according to the present invention visualizes at least the image carrier, charging means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner. A plurality of toner image forming stations including a developing unit; and a primary transfer unit that sequentially and continuously transfers the plurality of visualized toners to the transfer member by bringing an endless transfer member into contact with the image carrier. And a secondary transfer unit that collectively transfers a multilayer toner image formed on the transfer body onto a transfer medium, wherein the toner includes at least a binder resin, a colorant, and a wax. Together with a toner base containing, inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil as an external additive, a coupling agent and / or silicone oil, fatty acids and And / or an inorganic fine powder B having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with a fatty acid metal salt.Is.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Digital image quality improvement, high-definition color reproducibility, colorization, high transparency and offset resistance can be achieved without using offset prevention oil for the fixing roller. This makes it possible to prevent the occurrence of vertical stripes due to blade fusion, and to achieve both stable transferability in a cleaner-less process and a tandem color process.
[0044]
In this embodiment, as the external additive inorganic fine powder, metal oxide fine powder such as silica, alumina, titanium oxide, zirconia, magnesia, ferrite and magnetite, SrTiOThree, BaTiOThree, MgTiOThree, Al2(TiOThree)Three, CaTiOThree, PbTiOThree, FeTiOThreeMetal titanate such as SrZrOThree, BaZrOThreeMgZrOThree, Al2(ZrOThree), CaZrOThree, PbZrOThreeZirconate metal salts such as SrSiOThree, BaSiOThree, MnSiOThree, CaSiOThreeMgSiOThreeEtc. and also silicon silicates or mixtures thereof. The external additive is surface-treated as necessary.
[0045]
The metal titanate is effective in stabilizing transferability and chargeability during long-term development. Zirconate metal salt has a transfer effect and a polishing effect on the photoreceptor. Siliconate has the lowest transferability and fixing ability.
[0046]
At this time, the ignition loss of the treated inorganic fine powder is preferably 0.5 to 10 wt%. If it is less than 0.5 wt%, it is difficult to obtain the effect of improving transferability. Environmental characteristics deteriorate. If it is larger than 10 wt%, the oil-less fixing property is inhibited. Also, the processed product is peeled off during the durability test, resulting in image quality degradation.
[0047]
This ignition loss is generally defined as the ratio of the weight loss due to the heat treatment to the weight before the heat treatment when the inorganic fine powder is heat-treated. Specifically, the ignition loss is measured by weighing about 1 g of a sample in a magnetic crucible that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance. And it ignites for 2 hours in the electric furnace set to 500 degreeC. Then, after standing to cool for 1 hour in a desiccator, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
[0048]
Loss on ignition (%) = Loss on ignition (g) / Sample amount (g) × 100.
[0049]
The amount of surface treatment agent can also be specified, but depending on the treatment agent and inorganic fine powder, the amount charged in the treatment is often not treated as it is, and it is scattered in the drying process, In some cases, the toner is not sufficiently managed. Differences can be observed when measured by ignition loss, and toner characteristics such as transferability and developability can be strictly controlled by defining the ignition loss.
[0050]
On the other hand, the loss on drying at 105 ° C. for 2 hours is preferably 0.5 wt% or less.
[0051]
The drying loss (%) is obtained by weighing approximately 1 g of a sample in a container that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance. And it dries for 2 hours with a hot air drier (105 ° C ± 1 ° C). Then, after cooling for 30 minutes in a desiccator, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
[0052]
Loss on drying (%) = Loss on drying (g) / Sample amount (g) × 100.
[0053]
This loss on drying indicates that the surface treatment is performed uniformly and strongly, and can serve as an indicator that the presence of impurities can be reduced. If it exceeds 0.5 wt%, filming on the photoreceptor, transfer efficiency, and reverse transferability are deteriorated.
[0054]
The average particle size of the inorganic fine powders of silica, alumina, and titanium oxide is preferably 6 to 200 nm. When it is smaller than 6 nm, aggregation is strong and transferability is not improved. The fog in development increases. If it exceeds 200 nm, the release from the toner increases, causing damage to the photoreceptor.
[0055]
The average particle size of the metal titanate, metal zirconate and siliconate fine powder is preferably 0.05 μm to 5 μm. If it is smaller than 0.05 μm, the agglomeration is strong and uniform external addition mixing treatment cannot be performed. If it is larger than 5 μm, the amount of suspended particles from the toner increases, which causes development deterioration.
[0056]
Furthermore, an inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% and an average particle diameter of 6 to 20 nm, and an inorganic fine powder having an ignition loss of 1.0 to 15 wt% and an average particle diameter of 20 to 2000 nm It is also preferable to perform an external addition treatment in combination with B. As a result, it is possible to achieve both transfer efficiency, dropout, and reverse transfer. More preferably, the ignition loss of the inorganic fine powder B is larger than the ignition loss of the inorganic fine powder A. Thereby, it is possible to further suppress the occurrence of transfer failure and reverse transfer. An effect of releasing stress from toner applied between the transfer member and the photosensitive member can be obtained.
[0057]
Furthermore, by using a positively chargeable inorganic fine powder having a particle diameter of 6 to 20 nm, it is easier to adhere to the toner surface than the inorganic fine powder B, and overcharge in one-component development can be suppressed. The effect is enhanced by stabilization of charging and countermeasures against transfer defects.
[0058]
Silicone oil-based materials processed into inorganic fine powders include dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, cyclic dimethyl silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, and carbinol-modified silicone oil. , Methacryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, chlorophenyl-modified silicone oil Silica treated with is preferably used. For example, SH200, SH510, SF230, SH203, BY16-823, BY16-855B, etc. manufactured by Toray Dow Corning Silicone may be mentioned. For the treatment, a method of mixing inorganic fine powder and a material such as silicone oil with a mixer such as a Henschel mixer, a method of spraying a silicone oil-based material, or after dissolving or dispersing a silicone oil-based material in a solvent, There is a method in which a solvent is removed after mixing with fine powder. The blending amount and processing conditions are determined so that the ignition loss becomes an appropriate value.
[0059]
As silane coupling agents, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, allyldimethylchlorosilane, hexamethyldisilazane, allylphenyldichlorosilane, benzylmethylchlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, There are vinyltriacetoxysilane, divinylchlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, and the like. The silane coupling agent treatment is a dry treatment in which the vaporized silane coupling agent is reacted with a fine powder made into a cloud by stirring or the like, or a wet treatment in which a silane coupling agent in which the fine powder is dispersed in a solvent is dropped. Processed by law.
[0060]
It is also preferable to treat the silicone oil-based material after the silane coupling treatment.
[0061]
The inorganic fine powder having positive electrode chargeability is treated with aminosilane, amino-modified silicone oil, or epoxy-modified silicone oil. In order to further improve the hydrophobic treatment, a combination treatment with hexamethyldisilazane, dimethyldichlorosilane, or other silicone oil is also preferable. For example, it is preferable to treat with at least one of dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and alkyl-modified silicone oil.
[0062]
Moreover, it is also preferable to surface-treat fatty acid and fatty acid metal salt to an inorganic fine powder. Examples include caprylic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, myristylic acid, parimitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, lacteric acid, oleic acid, erucic acid, sorbic acid, linoleic acid and the like. Of these, fatty acids having 15 to 20 carbon atoms are preferred.
[0063]
Examples of the metal constituting the fatty acid metal salt include aluminum, zinc, calcium, magnesium, lithium, sodium, lead, and barium. Of these, aluminum, zinc, and sodium are preferable. Particularly preferred is aluminum distearate (Al (OH) (C17H35COO)2) Or aluminum monostearate (Al (OH)2(C17H35COO)), and the like are preferably difatty acid aluminum and monofatty acid aluminum. Having an OH group can prevent overcharging and suppress poor transfer. Moreover, it is thought that the processability with inorganic fine powders, such as a silica, improves at the time of a process.
[0064]
In the surface treatment, the above fatty acid is dissolved in an aromatic solvent, and it is wet mixed or sprayed with inorganic fine powder and stirred, and the surface treatment is performed by attaching or reacting the fatty acid on the surface of the fine powder. It is produced by drying and solvent removal treatment.
[0065]
As a more preferable form, it is preferable to treat the surface of the inorganic fine powder to be treated with a coupling agent and / or silicone oil and then treat with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt. This is because a uniform treatment is possible as compared with the case where the fatty acid of the hydrophilic silica is simply treated, and the toner can be highly charged and the fluidity when added to the toner is improved. Moreover, the structure which processes a fatty acid and / or a fatty-acid metal salt with a coupling agent and / or silicone oil may be sufficient, and there exists the said effect.
[0066]
The hydrophobicity of the inorganic fine powder by methanol titration is preferably 50% or more. If it is less than 50%, the chargeability is lowered, and filming on the photoreceptor during durability is caused.
[0067]
For the determination of the degree of hydrophobicity, 0.2 g of the product to be tested is weighed into 50 ml of distilled water charged in a 250 ml beaker. At the tip, methanol is dropped from a burette invaded in the liquid until the total amount of the inorganic fine powder is wet. At that time, slowly stir slowly with an electromagnetic stirrer. The degree of hydrophobicity is calculated by the following equation from the amount of methanol a (ml) essential for complete wetting.
[0068]
Hydrophobic degree = (a / (50 + a)) × 100 (%)
Moreover, it is preferable that the moisture adsorption amount of the processed inorganic fine powder is 1 wt% or less. Preferably it is 0.5 wt% or less, More preferably, it is 0.1 wt% or less, More preferably, it is 0.05 wt% or less. When the content is more than 1 wt%, chargeability is deteriorated and filming on the photoconductor during durability is caused. The water adsorption amount was measured with a continuous vapor adsorption device (BELSORP18: Nippon Bell Co., Ltd.) for the water adsorption device.
[0069]
As the wax added to the toner of the present embodiment, the toner having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300 is added by adding 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The repulsion due to the charge effect of the toner during multi-layer transfer can be alleviated, so that the transfer efficiency can be reduced, the character dropout during transfer and reverse transfer can be suppressed. More preferably, the binder resin has an acid value of 1 to 70 mgKOH / g.
[0070]
The addition amount is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the amount is less than 1 part by weight, the effect of improving the fixing property cannot be obtained, and when the amount is more than 20 parts by weight, the storage stability is difficult.
[0071]
When the iodine value is larger than 25, the repulsion due to the charge effect of the toner is difficult to be mitigated during the toner multi-layer transfer in the primary transfer. The environmental dependency is large, and the change in the charging property of the material becomes large during long-term continuous use, which hinders the stability of the image. When the saponification value is less than 30, the presence of unsaponifiable matter and hydrocarbons increases, and photoconductor filming and chargeability are deteriorated. In addition, the dispersibility with the charge control agent becomes poor, leading to filming, fusion, and a decrease in chargeability during continuous use. If it exceeds 300, the dispersibility of the wax in the resin deteriorates, and the repulsion due to the charge action of the toner is difficult to be alleviated. In addition, fog and toner scattering increase. When the resin acid value is less than 1 mgKOH / g, the repulsion due to the charge effect of the toner is difficult to be mitigated during the toner multilayer transfer. When the resin acid value is larger than 70 mgKOH / g, the environmental resistance is deteriorated and the fog is increased.
[0072]
In particular, the transferability is likely to be deteriorated under low humidity, and at this time, the transferability can be maintained by the combined use with the external additive.
[0073]
The thing whose melting | fusing point by DSC method is 50-100 degreeC is preferable. More preferably, the iodine value is 15 or less, the saponification value is 50 to 250, the melting point by DSC method is 55 to 90 ° C., more preferably, the iodine value is 5 or less, the saponification value is 70 to 200, and the melting point by DSC method is 60 to 85 ° C.
[0074]
Furthermore, the material whose volume increase rate at the time of 10 degreeC change at the temperature more than melting | fusing point is 2 to 30% is preferable. When it changes from solid to liquid when it melts with heat during fixing, the adhesion between the toners is further strengthened, the fixing property is further improved, and the releasability from the fixing roller is also improved. Offset property is also improved. If it is smaller than 2, the effect is small, and if it is larger than 30, the dispersibility during kneading is lowered.
[0075]
Further, the heat loss at 220 ° C. of the wax is preferably 8% by weight or less. When the weight loss by heating is greater than 8% by weight, it remains in the binder resin during the heat-kneading, greatly reducing the glass transition point of the binder resin and impairing the storage stability of the toner. It adversely affects the development characteristics and causes fogging and filming of the photoreceptor intermediate transfer member.
[0076]
The wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300 has a molecular weight characteristic in gel permeation chromatography (GPC), a number average molecular weight of 100 to 5000, a weight average molecular weight of 200 to 10,000, and a weight average molecular weight. The ratio of number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.01 to 8, the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 10, molecular weight 5 × 102~ 1x10FourIt is preferable to have at least one molecular weight maximum peak in this region. More preferably, the number average molecular weight is 500-4500, the weight average molecular weight is 600-9000, the ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.01-7, Z average molecular weight and number average. The molecular weight ratio (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 9, more preferably the number average molecular weight is 700 to 4000, the weight average molecular weight is 800 to 8000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average). (Molecular weight / number average molecular weight) is 1.01 to 6, and the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.02 to 8.
[0077]
When the number average molecular weight is less than 100 and the weight average molecular weight is less than 200, the storage stability is deteriorated. Molecular weight maximum peak is 5 × 102If it is located in a smaller range, the dispersibility of the charge control agent is deteriorated together with the fixing aid. The storage stability of the toner is deteriorated, filming of the photosensitive member and the transfer member, vertical stripes on the developing roller, and scraping failure on the cleaning roller may occur.
[0078]
The number average molecular weight is greater than 5000, the weight average molecular weight is greater than 10,000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is greater than 8, and the ratio of the Z average molecular weight to the number average molecular weight (Z (Average molecular weight / number average molecular weight) is greater than 10, and the molecular weight maximum peak is 1 × 10FourIf it is located in a range larger than this area, the mold release action is weakened, and fixing functions such as fixing performance and offset resistance are deteriorated.
[0079]
Fixing aids include: Meadowfoam oil derivatives, carnauba wax, jojoba oil derivatives, wood wax, beeswax, ozokerite, carnauba wax, canderia wax, montan wax, ceresin wax, rice wax and other natural waxes, Fischer Tropu A material such as a synthetic wax such as wax is preferable, and it is possible to use one kind or a combination of two or more kinds. In particular, carnauba wax having a melting point of 76-90 ° C., candelilla wax having 66-80 ° C., hydrogenated jojoba oil having 64-78 ° C., hydrogenated meadowfoam oil having 74-78 ° C. or 74 At least one or two or more waxes selected from the group consisting of rice waxes having a temperature of ˜90 ° C. are more preferable.
[0080]
Saponification value refers to the number of milligrams of potassium hydroxide KOH required to saponify 1 g of a sample. This is the sum of acid value and ester value. To determine the saponification value, a sample is saponified in an alcohol solution of about 0.5 N potassium hydroxide, and then excess potassium hydroxide is titrated with 0.5 N hydrochloric acid.
[0081]
The iodine value refers to the amount of halogen absorbed when halogen is allowed to act on a sample, and expressed in terms of g relative to 100 g of the sample. This is the number of grams of iodine absorbed by 100 g of fat, and the higher this value, the higher the degree of unsaturation of the fatty acid in the sample. Add iodine and mercury (II) chloride alcohol solution or iodine chloride glacial acetic acid solution to chloroform or carbon tetrachloride solution of sample and titrate the remaining iodine without reaction with sodium thiosulfate standard solution to absorb iodine Calculate the amount.
[0082]
For the measurement of the loss on heating, the weight of the sample cell is precisely weighed to 0.1 mg (W1 mg), and 10 to 15 mg of the sample is put in this, and then weighed to 0.1 mg (W2 mg). The sample cell is set on a differential thermobalance, and the measurement is started with a weighing sensitivity of 5 mg. Temperature control is performed by the following program. After the measurement, the weight loss when the sample temperature reaches 220 ° C. is read to 0.1 mg by the chart (W3 mg). Apparatus, TGD-3000 manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd., heating rate 10 ° C./min, maximum temperature 220 ° C., holding time 1 min, loss on heating (%) = W 3 / (W 2 −W 1) × 100.
[0083]
The wax is preferably a material such as a hydroxystearic acid derivative, a glycerin fatty acid ester, a glycol fatty acid ester, or a polyhydric alcohol fatty acid ester such as sorbitan fatty acid ester, and can be used alone or in combination of two or more.
[0084]
Derivatives of hydroxystearic acid include methyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate, propylene glycol = mono 12-hydroxystearate, glycerin = mono 12-hydroxystearate, ethylene glycol = mono 12-hydroxystearate Etc. are suitable materials. It has the effect of preventing paper wrapping and the effect of preventing belt filming in oilless fixing.
[0085]
As the glycerin fatty acid ester, glycerin = monotristearate, glycerin = docosanoate and the like are suitable materials. It has the effect of reducing cold offset property at low temperatures and preventing transferability from being lowered in oilless fixing.
[0086]
As glycol fatty acid esters, propylene glycol fatty acid esters such as propylene glycol = monopalmitate, propylene glycol = monostearate, and ethylene glycol fatty acid esters such as ethylene glycol = monostearate are suitable materials. Along with oil-less fixability, it has the effect of preventing slipping by improving slippage during development.
[0087]
As sorbitan fatty acid ester, sorbitan = monopalmitate, sorbitan = monostearate, sorbitan = monotristearate are suitable materials. Furthermore, materials such as stearic acid ester of pentaerythritol and mixed esters of adipic acid and stearic acid or oleic acid are preferable, and one kind or a combination of two or more kinds can be used. It has the effect of preventing paper wrapping and the effect of preventing belt filming in oilless fixing.
[0088]
Meadowfoam oil derivatives include Meadowfoam oil fatty acid, metal salt of Meadowfoam oil fatty acid, Meadowfoam oil fatty acid ester, hydrogenated Meadowfoam oil, Meadowfoam oil amide, Homo Meadowfoam oil amide, Meadowfoam oil triester, Epoxy Preferred materials are a maleic acid derivative of a halogenated meadowfoam oil, an isocyanate polymer of a meadowfoam oil fatty acid polyhydric alcohol ester, and a halogenated modified meadowfoam oil. These can be used alone or in combination of two or more. The fixing strength can be increased, the translucency can be improved, and the smoothness of the fixed image can be improved.
[0089]
Meadowfoam oil fatty acids obtained by saponification and decomposition of meadowfoam oil are composed of fatty acids having 18 to 22 carbon atoms. As the metal salt, metal salts such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, and aluminum can be used. In particular, it is effective in improving translucency.
[0090]
Meadow foam oil fatty acid esters include, for example, esters such as methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, and trimethylolpropane, and in particular, meadow foam oil fatty acid pentaerythritol monoester and meadowfoam oil fatty acid pentaerythritol triester. Ester, meadow foam oil fatty acid trimethylolpropane ester and the like are preferable. There is an effect of increasing the fixing strength.
[0091]
Furthermore, an esterification reaction product of meadow foam oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, etc., such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), etc. An isocyanate polymer of a meadow foam oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with isocyanate can also be preferably used. It is effective in improving durability during development while maintaining oil-less fixability.
[0092]
Hydrogenated Meadowfoam oil is obtained by hydrogenating Meadowfoam oil to make unsaturated bonds saturated bonds.
[0093]
Meadowfoam oil amide is obtained by hydrolyzing meadowfoam oil and esterifying it into fatty acid methyl ester, and then reacting with a mixture of concentrated aqueous ammonia and ammonium chloride. Furthermore, it becomes possible to adjust melting | fusing point by hydrogenating this. It is also possible to hydrogenate before hydrolysis. A product having a melting point of 75 to 120 ° C. is obtained. Homomeadofoam oil amide is obtained through nitrile after hydrolyzing and reducing it to an alcohol. Effective in improving cold offset at low temperatures.
[0094]
Jojoba oil derivatives include jojoba oil fatty acid, metal salt of jojoba oil fatty acid, jojoba oil fatty acid ester, hydrogenated jojoba oil, jojoba oil amide, homo jojoba oil amide, jojoba oil triester, maleic acid derivative of epoxidized jojoba oil, jojoba An isocyanate polymer of oil fatty acid polyhydric alcohol ester and halogenated modified jojoba oil are preferable materials. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, it is effective in improving translucency.
[0095]
Jojoba oil fatty acid obtained by saponifying and decomposing jojoba oil consists of fatty acids having 18 to 22 carbon atoms. As the metal salt, metal salts such as sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, lead, manganese, iron, nickel, cobalt, and aluminum can be used. Effective for surface smoothness of image.
[0096]
Examples of jojoba oil fatty acid esters include methyl, ethyl, butyl, glycerin, pentaerythritol, polypropylene glycol, trimethylolpropane and the like, and in particular, jojoba oil fatty acid pentaerythritol monoester, jojoba oil fatty acid pentaerythritol triester, jojoba Oil fatty acid trimethylolpropane ester and the like are preferable.
[0097]
Furthermore, an esterification reaction product of jojoba oil fatty acid and a polyhydric alcohol such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane-4,4′-disicocyanate (MDI), etc. An isocyanate polymer of jojoba oil fatty acid polyhydric alcohol ester obtained by crosslinking with the above isocyanate can also be preferably used. It is effective in improving durability during development while maintaining oil-less fixability.
[0098]
Hydrogenated jojoba oil is obtained by hydrogenating jojoba oil to make unsaturated bonds saturated bonds.
[0099]
Jojoba oil amide is obtained by hydrolyzing jojoba oil and then esterifying it into fatty acid methyl ester, and then reacting with a mixture of concentrated aqueous ammonia and ammonium chloride. Furthermore, it becomes possible to adjust melting | fusing point by hydrogenating this. It is also possible to hydrogenate before hydrolysis. A product having a melting point of 75 to 120 ° C. is obtained. Homo jojoba oil amide is obtained through hydrolysis of jojoba oil and then reducing it to alcohol, followed by nitrile. Effective for both oil-less fixing and transferability.
[0100]
The addition amount is preferably 0.5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If it is less than 0.5, the effect of improving translucency cannot be obtained. If it exceeds 20, not only the fluidity of the toner will be lowered but also the addition will be saturated and the effect will not be improved.
[0101]
In addition, the dispersion average particle size in the wax binder resin is 0.1 to 1.5 μm, the number of particles having a dispersed particle size distribution of less than 0.1 μm is 30% by number or less, and the particle size is 0.1 to 2.0 μm. It is preferable that the number of particles of 65% by number or more and more than 2.0 μm is 5% by number or less. The particle size and the number thereof were determined from a cross-sectional photograph of the toner by TEM.
[0102]
When the dispersion average particle diameter is smaller than 0.1 μm and the number of particles smaller than 0.1 μm is larger than 30% by number, the releasing effect as a releasing agent is small and the fixing ability cannot be exhibited. When the dispersion average particle diameter is larger than 1.5 μm and the number of particles exceeding 2.0 μm is more than 5% by number, the dispersibility of the wax in the resin is deteriorated, and the repulsion due to the charge action of the toner is difficult to be alleviated. In addition, fog and toner scattering increase.
[0103]
In this embodiment, an aliphatic amide-based fixing aid is internally added to the polyester resin. Thereby, the translucency in a color image can be improved significantly. In particular, it is possible to promote the smoothness of the surface of the fixed image and obtain a high-quality color image. Furthermore, it is possible to prevent the copy paper from being wound around the fixing roller at the time of fixing, and it is possible to achieve both the light-transmitting property and the offset resistance and to prevent omission during transfer.
[0104]
Aliphatic amide-based fixing aids include carbonic acids such as palmitic acid amide, palmitoleic acid amide, stearic acid amide, oleic acid amide, arachidic acid amide, eicosenoic acid amide, behenic acid amide, erucic acid amide, ligrinoseric acid amide A saturated or monovalent unsaturated aliphatic amide having from 16 to 24, preferably having a melting point of 70 to 110 ° C. More preferably, it is 70-100 degreeC, More preferably, it is 75-95 degreeC. The addition amount is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the melting point is lower than 70 ° C., the dispersibility in the resin is lowered, and filming on the photoconductor tends to occur. When the melting point is higher than 110 ° C., the smoothness of the surface of the fixed image is lowered and the translucency is deteriorated. On the other hand, if the amount added exceeds 10 parts by weight, the storage stability deteriorates. If the amount added is less than 0.5 parts by weight, the function cannot be exhibited.
[0105]
Furthermore, methylene bis stearic acid amide, ethylene bis stearic acid amide, propylene bis stearic acid amide, butylene bis stearic acid amide, methylene bis oleic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, propylene bis oleic acid amide, butylene bis oleic acid amide, Methylene bis lauric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, propylene bis lauric acid amide, butylene bis lauric acid amide, methylene bis myristic acid amide, ethylene bis myristic acid amide, propylene bis myristic acid amide, butylene bis myristic acid amide, methylene bis Palmitic acid amide, ethylene bis palmitic acid amide, propylene bis palmitic acid amide, butylene bis palmitic acid amide, methylene bis palmitic tray Acid amide, ethylene bispalmitoleic acid amide, propylene bispalmitoleic acid amide, butylene bispalmitoleic acid amide, methylene bisarachidic acid amide, ethylene bisarachidic acid amide, propylene bisarachidic acid amide, butylene bisarachidic acid amide, methylene Biseicosenoic acid amide, ethylene biseicosenoic acid amide, propylene biseicosenoic acid amide, butylene biseicosenoic acid amide, methylene bisbehenic acid amide, ethylene bisbehenic acid amide, propylene bisbehenic acid amide , Alkylene of saturated or divalent unsaturated fatty acid such as butylene bisbehenic acid amide, methylene biserucic acid amide, ethylene biserucic acid amide, propylene biserucic acid amide, butylene biserucic acid amide Scan fatty acid amide of the fixing aid is preferred.
[0106]
Thereby, it is possible to improve the translucency in the color image and to improve the resistance to offset to the roller. The addition amount is preferably 0.1 to 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the melting point is lower than 100 ° C., the effect of anti-offset decreases. When the melting point is higher than 145 ° C., the dispersibility in the resin deteriorates and fogging increases. If the addition amount is less than 0.1 parts by weight, the function cannot be exhibited, and if it is more than 9 parts by weight, fogging increases.
[0107]
Furthermore, the surface smoothness of the fixed image can be improved and the high transparency of the color image can be achieved by constituting the fixing aid of the aliphatic amide type and the alkylene bis fatty acid amide type in a ratio of 3: 7 to 7: 3. It is possible to make both the light property and the offset resistance better. The melting point at that time is required to be higher for the alkylene bis fatty acid amide than for the aliphatic amide. When the melting point of the alkylene bis-fatty acid amide is lowered, not only the offset resistance is lowered, but the resin itself is in a low softened state, and over-pulverization at the time of pulverization proceeds, resulting in an increase in fine powder and a decrease in productivity.
[0108]
In particular, aliphatic amides are low-melting-point materials, so when compatibility with the resin progresses, the resin itself is plasticized, resulting in reduced offset resistance and storage stability. Getting worse. Therefore, by using in combination with the alkylene bis fatty acid amide system, which is a higher melting point material than the aliphatic amide system, plasticization of the resin itself can be suppressed, and the effects of the high translucency and surface smoothness of the aliphatic amide system can be suppressed. Without losing, it is possible to prevent transfer from being lost during long-term use, and to maintain offset resistance and storage stability.
[0109]
Moreover, the wax obtained by reaction with the wax whose acid value is 5-80 mgKOH / g, melting | fusing point 80-120 degreeC, and the penetration at 25 degreeC is 4 or less can be used preferably. Furthermore, in the molecular weight distribution in GPC, the weight average molecular weight is 1000 to 6000, the Z average molecular weight is 1500 to 9000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.1 to 3. 8. Ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.5 to 6.5, 1 × 10Three~ 3x10FourAnd a long-chain alkyl alcohol having 5 to 100 carbon atoms having at least one maximum molecular weight peak in the region, an acid value of 5 to 80 mg KOH / g, a melting point of 80 to 120 ° C., and a penetration of 4 or less at 25 ° C. Wax obtained by reaction of saturated polycarboxylic acid or its anhydride and hydrocarbon wax, or wax obtained by reaction of long-chain alkylamine and unsaturated polycarboxylic acid or its anhydride and hydrocarbon wax Alternatively, a wax obtained by reacting a long-chain fluoroalkyl alcohol with an unsaturated polyvalent carboxylic acid or an anhydride thereof and a hydrocarbon-based wax can be used for fixing rollers and belts in an image in which three layers of toner are formed on thin paper. This is particularly effective for improving the paper separability.
[0110]
There is an effect in improving the transparency of OHP without reducing the high temperature offset property. Further, the addition of wax can exhibit fixing characteristics, in particular, non-offset property, high glossiness, and high translucency in oilless fixing, and does not deteriorate high temperature storage stability. Further, even if a fluorine-based or silicon-based member is used for the fixing roller, halftone offset can be prevented. Furthermore, charging stability during continuous use can be obtained, and both fixability and development charging stability can be achieved.
[0111]
Furthermore, by improving the dispersion state when this is added to the binder resin, it is possible to further improve the releasability, fixability such as translucency, and developability such as charge stabilization. Although it is conceivable that the dispersibility of other internal additives is lowered by the addition of a release agent, both the fixability and the developability are achieved without lowering the dispersibility of both by the configuration of the additive of this embodiment. be able to.
[0112]
Here, when the carbon number of the long-chain alkyl of the wax is smaller than 5, the releasing action is weakened, and the separation property and the high temperature non-offset property are deteriorated. When the carbon number of the long-chain alkyl is larger than 100, the dispersibility in the binder resin is deteriorated. If the acid value is less than 5 mgKOH / g, the charge amount during long-term use of the toner is reduced. When the acid value is greater than 80 mgKOH / g, the moisture resistance decreases, and the fogging under high humidity increases. When the melting point is lower than 80 ° C., the storage stability of the toner is lowered. When the melting point is higher than 120 ° C., the releasing action is weakened and the non-offset temperature range is narrowed. When the penetration at 25 ° C. is larger than 4, the toughness is lowered, and filming occurs on the photosensitive member and the intermediate transfer member during long-term use.
[0113]
Weight average molecular weight smaller than 1000, Z average molecular weight smaller than 1500, Weight average molecular weight / number average molecular weight smaller than 1.1, Z average molecular weight / number average molecular weight smaller than 1.5, molecular weight maximum peak Is 1 × 10ThreeIf it is located in a smaller range, the storage stability of the toner is lowered, and filming of the photosensitive member and intermediate transfer member, vertical stripes on the developing roller, and scraping failure on the cleaning roller may occur.
[0114]
The weight average molecular weight is greater than 6000, the Z average molecular weight is greater than 9000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 3.8, the Z average molecular weight / number average molecular weight is greater than 6.5, and the molecular weight maximum The peak is 3 × 10FourIf it is located in a range larger than this area, the releasing action is weakened and the fixing offset property is lowered.
[0115]
More preferably, the weight average molecular weight is 1000 to 5000, the Z average molecular weight is 1700 to 8000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 1.1 to 2.8, and the Z average molecular weight is Number-average molecular weight ratio (Z-average molecular weight / number-average molecular weight) is 1.5 to 4.5, 1 × 10Three~ 1x10FourIt is preferable to have at least one molecular weight maximum peak in the region, more preferably, the weight average molecular weight is 1000 to 2500, the Z average molecular weight is 1900 to 3000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average). Molecular weight) is 1.2 to 1.8, and the ratio of Z average molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.7 to 2.5, 1 × 10.Three~ 3x10ThreeIt has at least one molecular weight maximum peak in the region.
[0116]
As the alcohol, those having a long alkyl chain such as octanol, dodecanol, stearyl alcohol, nonacosanol, pentadecanol and the like can be used. Moreover, N-methylhexylamine, nonylamine, stearylamine, nonadecylamine, etc. can be used conveniently as amines. As the fluoroalkyl alcohol, 1-methoxy- (perfluoro-2-methyl-1-propene), hexafluoroacetone, 3-perfluorooctyl-1,2-epoxypropane and the like can be preferably used. As the unsaturated polyvalent carboxylic acid or anhydride thereof, one or more of maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, citraconic acid, citraconic anhydride and the like can be used. Of these, maleic acid and maleic anhydride are more preferable. As the synthetic hydrocarbon wax, polyethylene, polypropylene, Fischer-Tropsch wax, α-olefin and the like can be suitably used.
[0117]
Unsaturated polyhydric carboxylic acid or its anhydride is polymerized with alcohol or amine, and this is then added to synthetic hydrocarbon wax in the presence of dicrummi peroxide or tertiary butyl peroxyisopropyl monocarbonate. Can be obtained.
[0118]
The addition amount is preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If it is less than 1 part by weight, it is difficult to obtain a mold release effect. On the other hand, when the amount is larger than 20 parts by weight, not only the fluidity of the toner is lowered, but even if it is added more than that, it is saturated and the effect is not improved.
[0119]
Polyolefin waxes such as polyethylene and polypropylene, stearic acid, palmitic acid, lauric acid, aluminum stearate, barium stearate, zinc stearate, zinc palmitate, and other higher fatty acids or metal products thereof can be suitably used.
[0120]
In addition, these waxes tend to be deteriorated in transferability particularly under low humidity. At this time, the transferability can be maintained by using the wax together with the external additive.
[0121]
In this embodiment, at least two types of polyester resins having different characteristics or compositions are blended as the binder resin. In the polyester resin L which is one of them, when the number average molecular weight in GPC of THF soluble matter is Mnl, the weight average molecular weight is Mwl, and the Z average molecular weight is Mzl, Mwl is 6000 to 30,000, and Mzl is 10,000 or more. 70,000, Mwl / Mnl is 1.5 to 8, Mzl / Mnl is 3 to 30, Tg is 57 to 69 ° C., and the number average molecular weight in GPC of polyester resin H soluble in THF is Mnh, When the weight average molecular weight is Mwh and the Z average molecular weight is Mzh, Mwh is 15,000 to 200,000, Mzh is 40,000 to 1,000,000, Mwh / Mnh is 4 to 30, Mzh / Mnh is 10 to 500, and Tg is 52 to 64. By mixing them at a certain ratio, the non-offset property, gloss and translucency can be achieved, and filming on the intermediate transfer member can be prevented. It can improve the transfer characteristics can prevent the defective cleaning. In addition, the occurrence of abnormal images such as vertical stripes during development can be prevented, and the developability characteristics can be improved.
[0122]
When Mwl is smaller than 6000, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mwl is larger than 30,000, glossiness and translucency are lowered. When Mzl is smaller than 10,000, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mzl is larger than 70,000, glossiness and translucency are lowered. When Mwl / Mnl is smaller than 1.5, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. When Mwl / Mnl is larger than 8, glossiness and translucency are lowered. When Mzl / Mnl is smaller than 3, the non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mzl / Mnl is larger than 30, glossiness and translucency are lowered. When Tg is less than 57, the high temperature storage stability decreases. When Tg is higher than 69 ° C., glossiness and translucency are lowered.
[0123]
When Mwh is smaller than 15000, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mwh is larger than 200,000, glossiness and translucency are lowered. If Mzh is less than 40,000, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mzh is greater than 1 million, glossiness and translucency are lowered. When Mwh / Mnh is smaller than 4, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mwh / Mnh is greater than 30, glossiness and translucency are lowered. When Mzh / Mnh is smaller than 10, non-offset property deteriorates. Dispersibility during kneading is reduced. Abnormal images such as vertical streaks are likely to occur during development. Fusing to the cleaning roller and filming to the intermediate transfer member are facilitated. When Mzh / Mnh is larger than 500, glossiness and translucency are lowered. When Tg is smaller than 52, high-temperature storage stability decreases. When Tg is higher than 64 ° C., glossiness and translucency are lowered.
[0124]
Furthermore, Mwh / Mwl is 1.2 or more, Mzh / Mzl is 3 or more, and (Mwh / Mnh) / (Mwl / Mnl) is 1.2 or more because of the molecular weight of polyester resin A and polyester resin B to be blended. It is.
[0125]
When Mwh / Mwl is less than 1.2, Mzh / Mzl is less than 3, and (Mwh / Mnh) / (Mwl / Mnl) is less than 1.2, both non-offset properties, translucency, and storage stability due to resin blending are achieved. The width becomes narrow and the characteristics are not stable. The dispersibility at the time of kneading and dispersion is lowered, and the image quality is lowered. In addition, the transfer rate decreases.
[0126]
The molecular weight distribution in GPC of the THF soluble content of the polyester resin L and the polyester resin H is 5 × 10Three~ 3x10FourIt has at least one molecular weight maximum peak in the region. Molecular weight maximum peak is 5 × 10ThreeIf it is smaller, it will be over-pulverized and the production yield will decrease. 3 × 10FourIf it is larger, the translucency and gloss will deteriorate.
[0127]
Furthermore, the preservability can be improved by setting the Tg of the polyester resin L to be 2 ° C. or more higher than the Tg of the polyester resin B. If it is smaller than 2 or the Tg of the polyester resin L becomes lower, the storage stability is deteriorated. In addition, durability during development deteriorates.
[0128]
In addition, when the blending weight ratio (Wl: Wh) of the polyester resin L and the polyester resin H is 8: 2 to 2: 8, both non-offset property, translucency, and glossiness can be achieved, and development is possible. This prevents abnormal images such as vertical streaks in the film, and prevents filming during intermediate rotation and poor cleaning. When the ratio of Wh is smaller than 2, durability during development is lowered and non-offset property is deteriorated. When the ratio of Wh is larger than 8, the translucency and glossiness at fixing deteriorate.
[0129]
If the acid value of the resin is less than 1 mg KOH / g, the oilless fixability deteriorates. When the acid value of the resin is larger than 40 mgKOH / g, the transferability is lowered.
[0130]
The binder resin has a THF insoluble component of 5% by weight or less, and preferably has no THF insoluble component. If the THF-insoluble component is more than 5% by weight, the translucency of the color image is deteriorated and the image quality is deteriorated.
[0131]
As the binder resin suitably used in this embodiment, a polyester resin obtained by polycondensation of an alcohol component and a carboxylic acid component such as a carboxylic acid, a carboxylic acid ester, or a carboxylic anhydride is preferably used.
[0132]
Examples of divalent carboxylic acids or lower alkyl esters include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, hexahydrophthalic anhydride and other aliphatic dibasic acids, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid And aliphatic unsaturated dibasic acids such as phthalic anhydride, phthalic anhydride, terephthalic acid and isophthalic acid, and methyl and ethyl esters thereof. Of these, aromatic dibasic acids such as succinic acid, phthalic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid, and lower alkyl esters thereof are preferred. The use of succinic acid and terephthalic acid or a combination of phthalic acid and terephthalic acid is preferred.
[0133]
Examples of the trivalent or higher carboxylic acid component include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, , 2,4-Naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexatricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarbopropane, tetra (methylenecarboxyl) Examples include methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, emporic trimer acid, acid anhydrides thereof, and alkyl (carbon number 1 to 12) esters.
[0134]
Examples of the dihydric alcohol include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, Examples include diols such as dipropylene glycol, bisphenol A ethylene oxide adduct, and bisphenol A propylene oxide adduct, triols such as glycerin, trimethylolpropane, and trimethylolethane, and mixtures thereof. Of these, bisphenol A represented by (Chemical Formula 1), derivatives thereof, alkylene oxide adducts thereof, neopentyl glycol, and totimethylolpropane are particularly preferable.
[0135]
[Chemical 1]
Figure 0003925228
[0136]
Examples of the trivalent or higher alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 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-trihydroxymethylbenzene, etc. It is done.
[0137]
For the polymerization, known polycondensation, solution polycondensation or the like can be used. As a result, a good toner can be obtained without impairing the PVC mat resistance and the color of the color toner.
[0138]
The ratio of the polyvalent carboxylic acid and the polyhydric alcohol is generally 0.8 to 1.4 in terms of the ratio of the number of hydroxyl groups to the number of carboxyl groups (OH / COOH).
[0139]
The molecular weights of the resin, wax, and toner are values measured by gel permeation chromatography (GPC) using several types of monodisperse polystyrene as standard samples.
[0140]
The apparatus is HPLC 8120 series manufactured by Tosoh Corporation, the column is TSKgel superHM-H H4000 / H3000 / H2000 (7.8 mm diameter, 150 mm × 3), eluent THF (tetrahydrofuran), flow rate 0.6 ml / min, sample concentration 0.1 %, Injection amount 20 μL, detector RI, measurement temperature 40 ° C., pretreatment for measurement is to measure a resin component obtained by dissolving a sample in THF and filtering through a 0.45 μm filter to remove additives such as silica. The measurement conditions are conditions in which the molecular weight distribution of the target sample is included in a range in which the logarithm of the molecular weight and the count number are linear in a calibration curve obtained with several types of monodisperse polystyrene standard samples.
[0141]
The softening point of the binder resin is 1 cm by a flow tester (CFT500) manufactured by Shimadzu Corporation.ThreeThe sample was heated at a rate of temperature increase of 6 ° C./min.FiveN / m2 The temperature at which the piston stroke starts to rise is the outflow start temperature (Tfb) from the relationship between the temperature rise characteristic in the relationship between the piston stroke and the temperature of the plunger. ), 1/2 of the difference between the lowest value of the curve and the end point of the outflow is obtained, and the temperature at the point of adding the lowest value of the curve is the melting temperature (softening point Tm) in the 1/2 method.
[0142]
The glass transition point of the resin was raised to 100 ° C. using a differential scanning calorimeter, left at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 10 K / min. When the thermal history is measured by raising the temperature, the temperature at the intersection of the base line extension below the glass transition point and the tangent that indicates the maximum slope from the peak rising portion to the peak apex is said.
[0143]
For the melting point of the endothermic peak by DSC, a differential calorimeter DSC-50 manufactured by Shimadzu Corporation was used. The temperature was raised to 200 ° C. at 5 K / min, rapidly cooled to 10 ° C. for 5 minutes, allowed to stand for 15 minutes, then heated at 5 K / min, and obtained from the endothermic (melting) peak. The amount of sample put into the cell was 10 mg ± 2 mg.
[0144]
As for the resin acid value, the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g is referred to as the acid value. The sample is dissolved in alcohol-ether and titrated with 0.5N potassium hydroxide using phenolphthalein as an indicator.
[0145]
As the binder resin preferably used in the present embodiment, homopolymers or copolymers of various vinyl monomers can also be suitably used. For example, styrene, O-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl Styrene and its derivatives such as styrene, pn-octyl styrene, pn-hexyl styrene, P-chlorostyrene, and the like are exemplified, and styrene is particularly preferable.
[0146]
As the acrylic monomer, R in the formula of the following general formula (Formula 2)1Is a hydrogen atom or a lower alkyl group, R2Is a hydrogen atom, a hydrocarbon group having up to 12 carbon atoms, a hydroxylalkyl group, a vinyl ester group or an aminoacryl group. The acrylic monomers include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, acrylate-2-ethylhexyl, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, hexyl methacrylate, methacrylic acid. Acid-2-ethylhexyl, β-hydroxyethyl acrylate, γ-hydroxyacrylate propyl α-hydroxyacrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, γ-aminoacrylate, γ-N, N-diethylaminoacrylate , Ethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, and the like. Suitable styrene-acrylic copolymers for the purposes of the present invention are styrene / butyl acrylate copolymers, particularly those containing 75-85% by weight styrene and 15-25% by weight butyl acrylate. used.
[0147]
[Chemical 2]
Figure 0003925228
[0148]
Furthermore, as a binder resin suitably used in the present invention, a (meth) acrylic acid monomer having a long-chain alkyl group represented by (Chemical Formula 3) together with a styrene-based (meth) acrylic acid monomer Those obtained by copolymerizing are preferably used. As a result, the dispersibility of the release agent such as wax is remarkably improved, the fixability and the offset resistance are improved, the stability of charging, the increase in charge under high temperature and low humidity, and the two-component development under high humidity. There is an effect of suppressing environmental problems such as toner density control failure that makes the mixing ratio of the carrier and the toner constant. 0.01 to 8 parts by weight is added to 100 parts by weight of the binder resin. If the amount is too small, the effect cannot be obtained. If the amount is too large, the durability of the resin decreases.
[0149]
[Chemical Formula 3]
Figure 0003925228
[0150]
Further, the binder resin according to the present invention is obtained by copolymerizing a methacrylic acid monomer having an amino group shown in (Chemical Formula 4) together with a styrene-based (meth) acrylic acid monomer. Are preferably used. For example, it is a vinyl monomer having an amino group such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl (meth) acrylate and the like. Thereby, the dispersibility of the release agent such as wax is remarkably improved, the overcharge under high temperature and low humidity is suppressed, the charge is stabilized, and the image quality is stable. 0.01 to 5 parts by weight is added to 100 parts by weight of the binder resin. If the amount is too small, the effect cannot be obtained. If the amount is too large, the moisture resistance decreases.
[0151]
[Formula 4]
Figure 0003925228
[0152]
As a method for producing the polymer, known polymerization methods such as bulk polymerization, bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization can be used. A method of carrying out bulk polymerization to a polymerization rate of 30 to 90% by weight and then adding a solvent and a polymerization initiator and continuing the reaction by solution polymerization is also preferred.
[0153]
Further, the molecular weight distribution in GPC of the toner after melt-kneading and pulverization classification is 2 × 10Three~ 3x10FourHaving at least one molecular weight maximum peak in the region of 5 × 10Four~ 1x106It is set as the structure which has at least 1 molecular weight maximum peak or shoulder in this area | region.
[0154]
More preferably, the maximum molecular weight peak existing on the low molecular weight side of the toner is 3 × 10Three~ 2x10FourAt least one in the region, more preferably 4 × 10Three~ 2x10FourIt is the structure which has at least one in the area | region.
[0155]
Further, the position of the molecular weight maximum peak or shoulder existing on the high molecular weight side of the toner is preferably 6 × 10.Four~ 7 × 10FiveAt least one in the region, more preferably 8 × 10Four~ 5x10FiveThis region has at least one molecular weight maximum peak or shoulder.
[0156]
The molecular weight maximum peak position of the molecular weight distribution of the toner present on the low molecular weight side is 2 × 10ThreeWhen it becomes smaller, the durability deteriorates and 3 × 10FourWhen it is larger, the fixing property is deteriorated, and the translucency is lowered.
[0157]
Further, the position of the molecular weight maximum peak or shoulder of the molecular weight distribution of the toner existing on the high molecular weight side is 5 × 10 5.FourWhen it becomes smaller, the offset resistance is lowered, and the storage stability is deteriorated. Deterioration of developability and waste toner recyclability are also reduced. 1 × 106When it is larger, the grindability is lowered and the production efficiency is lowered.
[0158]
Further, as a component present in the high molecular weight region of the toner, 5 × 10FiveThe content of the high molecular weight component is preferably 10 wt% or less with respect to the entire binder resin. 5 × 10FiveThe components present in the above high molecular weight region increase or the enormous state is a result of the kneading state becoming defective because a uniform kneading stress is not applied to the toner constituting material during kneading. Thereby, translucency is remarkably inhibited. Further, an increase in fog due to poor dispersion, generation of scratches on the developing roller and supply roller, deterioration of toner pulverization, and manufacturing efficiency are lowered.
[0159]
More preferably, 5 × 10FiveThe content of the high molecular weight component is 5% or less with respect to the whole binder resin, more preferably 1 × 10.6The content of the above high molecular weight components is 1% or less with respect to the whole binder resin, or it does not contain.
[0160]
The molecular weight distribution in the GPC chromatogram of the toner is 2 × 10.Three~ 3x10FourThe height of the molecular weight distribution of the molecular weight maximum peak existing in the region of Ha is 5 × 10Four~ 1x106Hb / Ha is 0.15 to 0.9, where Hb is the maximum molecular weight peak or shoulder height existing in the region.
[0161]
When Hb / Ha is smaller than 0.15, the offset resistance is deteriorated, the storage stability is also lowered, and the filming on the developing sleeve and the photosensitive member is promoted. If it exceeds 0.9, the developing roller supply roller will be damaged, the grindability will deteriorate, the productivity will decrease, and the cost will increase. More preferably, Hb / Ha is 0.15 to 0.7, and still more preferably Hb / Ha is 0.2 to 0.6.
[0162]
Further, the molecular weight distribution in GPC of the toner is 2 × 10Three~ 3x10FourAt least one molecular weight maximum peak in the region of 5 × 10Four~ 1x106And having a molecular weight maximum of 5 × 10Four~ 1x106Pay attention to the molecular weight curve in the region larger than the molecular weight distribution corresponding to the maximum peak or shoulder of the molecular weight distribution existing in the region, and the molecular weight maximum peak with the maximum peak or shoulder height of the molecular weight distribution as the reference 100% Alternatively, when the molecular weight corresponding to 90% of the height of the shoulder is M90 and the molecular weight corresponding to the molecular weight maximum peak or the height of 10% of the shoulder is M10, M10 / M90 is 0.00. It is realizable by setting it as 5-8. Furthermore, when (M10−M90) / M90 is 0.1 to 7, high translucency can be secured, and oilless fixing capable of preventing offset can be realized without requiring fixing oil.
[0163]
Defining the value of M10 / M90, and further (M10-M90) / M90 (the slope of the molecular weight distribution curve) can quantify the state of molecular cleavage of the ultrahigh molecular weight component, and this value is If it is within the stated range (implying that the slope of the molecular weight distribution curve is steep), the ultra-high molecular weight component that impedes the light transmission is lost by cutting during kneading, resulting in high light transmission. To have. Furthermore, the high molecular weight component forming the peak or shoulder appearing on the polymer side contributes to offset resistance, and it is possible to prevent the occurrence of color toner offset without using oil.
[0164]
Furthermore, when this ultra-high molecular weight component is molecularly cut, the wax and charge control agent can be uniformly dispersed in the binder resin, the charge amount becomes uniform, and the resolution is clear. Even if it is used continuously for a long time, the durability is not deteriorated. In addition, the transferability is improved, vertical stripes are not generated on the developing roller, and by using a fatty acid-treated fine powder together as an external additive, image disturbance during transfer can be prevented, and voids can be prevented. Can be obtained.
[0165]
When the value of M10 / M90 is larger than 8 or (M10−M90) / M90 is larger than 7, the ultra-high molecular weight component still remains and inhibits translucency. When the value of M10 / M90 is smaller than 0.5 or (M10−M90) / M90 is smaller than 0.1, the mechanical load during kneading becomes excessive and productivity is lowered. The durability of the toner is reduced. More preferably, the value of M10 / M90 is 0.5 to 6, and (M10−M90) / M90 is 0.1 to 4.5. More preferably, the value of M10 / M90 is 0.5 to 4.5, and (M10-M90) / M90 is 0.1 to 3.5.
[0166]
As a result, digital high image quality, high color reproducibility colorization, contact type one-component development, the development roller and supply roller can be used stably for a long time, and the fixing roller does not use oil for preventing offset. It is possible to achieve both of translucency and offset resistance, and furthermore, it is possible to realize a cleaner process, prevention of voids in a transfer process in a short distance between transfer and a short time tandem transfer process, and high transferability.
[0167]
By kneading the above-described binder resin with a high shearing force in the melt-kneading process, it is possible to develop characteristics that are not conventionally obtained. Fixing without using oil makes it possible to achieve both high translucency and offset resistance of color toners. In other words, the binder resin to which the ultra-high molecular weight component has been added has a high shearing force, the ultra-high molecular weight component is lowered to a high molecular weight, thereby exhibiting high translucency. The offset property is also satisfactory. In addition, since it has an ultra-high molecular weight component, a high shearing force is applied during kneading, so that the wax can be more uniformly dispersed, the translucency is improved, non-offset property, high image quality, high color reproducibility, Good transferability can be obtained.
[0168]
The weight average molecular weight of the toner after the melt-kneading treatment is 8000 to 180,000, the Z average molecular weight is 18,000 to 450,000, the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 3 to 80, Z average The ratio between the molecular weight and the number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 10 to 1000.
[0169]
By kneading the toner with a high shearing force within this suitable range, it is possible to achieve both high translucency and offset resistance of the color toner by fixing without using oil.
[0170]
Preferably, the weight average molecular weight is 8000 to 100,000, the Z average molecular weight is 18000 to 300,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 3 to 60, and the Z average molecular weight / number average molecular weight is 10 to 500.
[0171]
More preferably, the weight average molecular weight is 10,000 to 40,000, the Z average molecular weight is 20,000 to 80,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 3 to 30, and the Z average molecular weight / number average molecular weight is 10 to 50. preferable.
[0172]
When the weight average molecular weight is less than 8000, the Z average molecular weight is less than 18000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is less than 3, and the Z average molecular weight / number average molecular weight is less than 10, kneading stress is not sufficiently applied, The molecular weight cannot be maintained at an appropriate value. The dispersibility of the fixing aid is reduced, offset resistance and high-temperature storage stability are deteriorated, and further, cleaning failure on the intermediate transfer member and filming on the photosensitive member occur.
[0173]
If the weight average molecular weight is greater than 180,000, the Z average molecular weight is greater than 450,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 80, and the Z average molecular weight / number average molecular weight is greater than 1000, the pressure of the shearing force is too high. On the other hand, internal additives such as charge control agents cause aggregation to each other, leading to a decrease in dispersibility, leading to an increase in fog during a cleanerless process, a decrease in image density, and a defective transfer. In addition, the fixing strength is reduced, and the translucency and glossiness are reduced.
[0174]
Furthermore, when used in combination with the above-mentioned external additive, both oilless fixing and transferability can be achieved, and further, fusion due to stress during development can be prevented.
[0175]
In this embodiment, in order to make the toner charge control purpose and oilless fixing more robust, the above-mentioned fixing aid and charge control agent are combined in the binder resin. As a preferred material, a metal salt of a salicylic acid derivative represented by (Chemical Formula 5) is used.
[0176]
[Chemical formula 5]
Figure 0003925228
[0177]
In this embodiment, in order to further strengthen the purpose of charge control of the toner and oilless fixing, the above-mentioned fixing aid and charge control agent are combined in the binder resin. As a preferable material, a metal salt of a benzylic acid derivative represented by (Chemical Formula 6) is used. In particular, the use of this material has the effect of good charge rise and reduction of fog and the like, and further has the effect of not reducing the translucency. However, there is a strong charge maintaining property, and reverse transferability in transfer is very likely to occur. Therefore, it is possible to achieve both oilless fixing and transferability by using in combination with the aforementioned external additive.
[0178]
[Chemical 6]
Figure 0003925228
[0179]
With this configuration, a wide non-offset temperature range can be secured in oil-less fixing, and image disturbance due to charging during fixing can be prevented. This seems to be the effect of the charging polarity of the functional group having the acid value of the fixing assistant and the metal salt. In addition, it is possible to prevent a decrease in charge amount during continuous use. Blade fusion during development can be suppressed.
[0180]
The addition amount is preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. More preferably, it is 1-4 weight part, More preferably, it is 3-4 weight part. When the amount is less than 0.5 parts by weight, the charging effect is lost. When it is 5 parts by weight or more, color turbidity in a color image becomes conspicuous.
[0181]
Further, the transferability can be improved by specifying the coverage of the external additive that covers the surface of the toner base as the external additive of this embodiment. In particular, when combined with the spheroidizing treatment described above, the effect of the transfer property is exhibited.
The coverage E of the toner base due to the external additive is expressed by the following (Equation 1).
[0182]
[Expression 1]
Figure 0003925228
[0183]
The value of S in the equation is obtained from (Equation 2).
[0184]
[Expression 2]
Figure 0003925228
[0185]
In addition, the definition of each parameter in said formula is as follows.
[0186]
C: concentration of external additive (for example, hydrophobic silica), ρx: density of external additive (for example, hydrophobic silica), ρt: toner density, dx: average particle diameter of external additive (for example, hydrophobic silica), Dt: Toner average particle diameter.
[0187]
In this embodiment, the transfer efficiency is improved by setting the coverage to 70% or more, preferably 70% to 100%, more preferably 80% to 100%. In particular, when a dot image such as a halftone is formed, toner is scattered, and the toner tends to aggregate due to the pressure at the time of transfer, and the transfer efficiency tends to decrease. Even in the tandem color process, if the distance between the transfer and the time are shortened, the transfer tends to be difficult due to the effect of charge relaxation. At this time, by setting the coverage of the external additive to a certain level or more, the deterioration of the transfer is mitigated. Furthermore, the transfer efficiency is improved to nearly 100% by the combined use with the spheroidized toner described above. If it is less than 70%, the effect of improving the transfer is weakened.
[0188]
Examples of the pigment used in this embodiment include carbon black, iron black, graphite, nigrosine, azo dye metal complexes, C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as CI Pigment Yellow 1,3,74,97,98; I. Acetoacetic acid arylamide disazo yellow pigments such as C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, and 17; I. Solvent Yellow 19, 77, 79, C.I. I. Disperse Yellow 164 is blended, and C.I. I. Pigment Yellow 93, 180, and 185 benzimidazolone systems are good for photoconductor filming, and the durability can be improved by using the toner containing a low melting point wax.
[0189]
C. I. Red pigments such as CI Pigment Red 48, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 81, 122, 5; I. Red dyes such as Solvent Red 49, 52, 58, 8; I. One or two or more kinds of blue dyed pigments of phthalocyanine and derivatives thereof such as Pigment Blue 15: 3 are blended. The addition amount is preferably 3 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0190]
In the toner of this embodiment, the volume average particle size of the toner is 4 to 9 μm, preferably 4 to 8 μm, more preferably 4 to 6 μm. If it is larger than 9 μm, the resolution is lowered and a high image quality cannot be obtained, and if it is smaller than 4 μm, toner aggregation becomes strong and background fogging increases.
[0191]
Further, it is preferable that the variation coefficient of the volume particle size distribution of the toner is 15 to 35% and the variation coefficient of the number particle size distribution is 20 to 40%. More preferably, the variation coefficient of the volume particle size distribution is 15 to 30%, the variation coefficient of the number particle size distribution is 20 to 35%, and more preferably, the variation coefficient of the volume particle size distribution is 15 to 25%, the number particle size. The coefficient of variation of the distribution is 20-30%.
[0192]
The coefficient of variation is the standard deviation of the toner particle size divided by the average particle size. This is based on the particle diameter measured using a Coulter counter (Coulter). The standard deviation is expressed as the square root of the value obtained by dividing the square of the difference from the average value of each measured value when (n-1) is measured when n particle systems are measured.
[0193]
In other words, the coefficient of variation refers to the degree of spread of the particle size distribution, and if the coefficient of variation of the volume particle size distribution is less than 15% or the coefficient of variation of the number particle size distribution is less than 20%, it is difficult to produce, This will increase costs. When the variation coefficient of the volume particle size distribution is larger than 35% or the variation coefficient of the number particle size distribution is larger than 40%, the toner is more cohesive when the particle size distribution becomes broader. It is difficult to collect residual toner in a defective and cleaner-less process.
[0194]
In the particle size distribution of the toner, the particle size is 2 × 10.-6~ 5x10-6It is preferable to contain 5 to 50% by number of m particles. The fine powder in the toner affects toner fluidity, image quality, storage stability, filming on the photosensitive member, developing roller, and transfer member, aging characteristics, transferability, particularly multi-layer transfer in the tandem system. Furthermore, it affects the non-offset property, glossiness and translucency in oilless fixing. In a toner containing a release agent such as wax for realizing oil-less fixing, the amount of fine powder affects compatibility with tandem transferability.
[0195]
When the amount of fine powder is excessive, wax that cannot be dispersed increases the exposure of the toner surface, and filming on the photosensitive member, developing roller, and transfer member occurs. Furthermore, fine powder tends to be offset because of its high adhesion to the heat roller. Further, in the tandem system, toner aggregation tends to be strong, and transfer failure of the second color is likely to occur during multilayer transfer. When the amount of fine powder is reduced, the image quality is degraded.
[0196]
The fine powder amount can be controlled by a mechanical classification method in which classification is performed by using the centrifugal force of the rotor in the classification process or an airflow classification method in which vortex flow is generated by intake air and centrifugal force is applied to toner particles. A multi-stage classifier using the Coanda effect can also be used. This is because the toner particles can be well dispersed during the fine powder classification process, so that the classification accuracy of ultrafine toner and free matter is improved.
[0197]
The particle size distribution is measured using a Coulter Counter TA-II type (Coulter Counter Co., Ltd.) by connecting an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting the number distribution and volume distribution and a personal computer. The electrolyte solution is a surfactant (sodium lauryl sulfate) added to a concentration of 1%. About 2 mg of the toner to be measured is added to about 50 ml. The electrolyte solution in which the sample is suspended is dispersed for about 3 minutes with an ultrasonic disperser. And aperture 70 × 10 with Coulter counter TA-II-6m apertures were used. 70 × 10-6In the aperture system of m, the particle size distribution measurement range is 1.26 × 10-6m ~ 50.8 × 10-6m, but 2.0 × 10-6An area less than m is not practical because the measurement accuracy and measurement reproducibility are low due to the influence of external noise and the like. Therefore, the measurement area is 2.0 × 10-6m ~ 50.8 × 10-6m. In this region, the toner volume average particle diameter Dv is 2 × 10.-6m-5x10-6The toner number% of m was calculated. The volume average particle diameter Dc of the carrier was measured using a Nikkiso Microtrack.
[0198]
Further, the degree of compression is calculated from the static bulk density and the dynamic bulk density, which is one of the indicators of toner fluidity. The fluidity of the toner is affected by the particle size distribution of the toner, the toner particle shape, the external additive, and the type and amount of the wax. When the toner particle size distribution is narrow and the amount of fine powder is small, the toner surface is uneven and the shape is nearly spherical, the external additive is added in a large amount, or the external additive is small in particle size, the degree of compression is small. The fluidity of the toner becomes higher. The degree of compression is preferably 5 to 40%. More preferably, it is 10 to 30%. It is possible to achieve both oilless fixing and tandem multi-layer transfer. If it is less than 5%, the fixability is lowered, and the translucency is particularly likely to deteriorate. Toner scattering tends to increase from the developing roller. Transferability larger than 40% is lowered, and tandem system is lost and transfer failure occurs.
[0199]
The added wax can be finely dispersed by kneading with a high shearing force or a high compression shearing force. A high dispersion treatment can be achieved by treating the kneading conditions of the roll temperature setting, temperature gradient, rotation speed and load current, the softening point of the binder resin, and the glass transition point under optimum conditions. High shearing force refers to the kneading force that acts on the toner material such as binder resin by rotating the rollers facing each other in a narrow gap at high speed, and has a rotational speed difference from the force generated when sandwiched between narrow gaps. Shearing force received from a rotating roll. It has a kneading force that cannot be exhibited by conventional twin screw extruders. As a result, the high molecular weight component of the binder resin can be lowered.
[0200]
Specifically, it has two opposing rolls that rotate in different directions and can be heated or cooled, and the temperature difference between the roll temperature of one roll (RL1) and the roll temperature of the other roll (RL2). The roll (RL1) and the roll (RL2) are rotated at different peripheral speeds and kneaded between the two rolls. Furthermore, one of the rolls (RL1) has a temperature difference between the first half and the second half.
[0201]
By carrying out the rotation ratio of the two rolls within a range of 1.1 times to 2.5 times, an appropriate shearing force is generated at the time of kneading, and the dispersibility of the internal additives such as the molecular cutting of the binder resin and the colorant. And the fixability and developability are improved. In this configuration, the rotation ratio of the roll on the side of heating and melting and winding the toner is increased. When it is less than 1.1 times, an appropriate shear force is not generated, dispersibility is not improved, and translucency is deteriorated. On the other hand, when the ratio is larger than 2.5 times, the productivity is drastically lowered, the dispersibility is not improved, and the developability is deteriorated.
[0202]
Further, by kneading under such conditions that the ratio of the load current values applied to the two rolls is in the range of 1.25 to 10, an appropriate shearing force is applied and the dispersibility of the internal additive is improved. . If it is smaller than this range, the dispersibility is not improved, and the translucency is deteriorated. Productivity also decreases. On the other hand, if it is larger than this range, the load applied to the roller becomes too large and the ultra-high molecular weight component becomes too low in molecular weight, so that the non-offset property is lowered and offset occurs.
[0203]
The roll surface temperature to be heated is set lower than the resin softening point of the binder resin. And it is necessary to set the difference of the resin softening point and the heated roll surface temperature to 10 degreeC or more. Since the resin is rapidly melted and wound around a roll when the material is charged, if the temperature is increased, shearing force is not applied during kneading and non-uniform dispersion is required, so a temperature difference of 10 ° C. or more is required. However, if the temperature is higher than 70 ° C., the resin is transported without being completely melted, which also reduces the dispersibility.
[0204]
Furthermore, by setting the temperature difference between the two rolls to be at least half the glass transition point of the resin, it is possible to knead and disperse the ultrahigh molecular weight molecules during kneading in an appropriate state. It is possible to realize both the translucency and the offset resistance at the same time.
[0205]
In order to further improve the uniformity of dispersion and achieve both high transferability, developability, and fixability, one roll is provided with a temperature gradient in the first half and the second half, and the temperature difference is calculated from the glass transition point of the resin. Also, the effect is enhanced by setting the temperature to 40 ° C. or lower. If the temperature is lower than that, the stress on the resin is weakened, and the releasability from the roll is also deteriorated. Conversely, it was found that fogging tends to increase when the temperature is set to 30 ° C. higher than the glass transition point. Although details cannot be pursued, it is presumed that aggregation of the internal additive has occurred due to the temperature difference during cooling.
[0206]
By kneading with a high shear force, characteristics such as fixability and development durability are improved.
[0207]
FIG. 1 is a schematic perspective view of the toner melt-kneading process, FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a front view, and FIG. 4 is a side view. 601 is a toner raw material supply unit, 602 is a roll (RL1), 603 is a roll (RL2), 604 is a molten film of toner wound on the roll (RL1), and 602-1 is a front half of the roll (RL1). (Upstream part in the raw material conveyance direction), 602-2 is the latter half part of the roll (RL2) (downstream part in the raw material conveyance direction), and 605 is a heat medium for heating the first half part 602-1 of the roll (RL1). 606, a heat medium outlet for heating the first half 602-1 of the roll (RL1), 607, a medium inlet for heating or cooling the latter half 602-2 of the roll (RL1), 608 Is a medium outlet for heating or cooling the latter half portion 602-2 of the roll (RL1), 609 is a medium inlet for heating or cooling the roll (RL2) 603, and 610 is for heating the roll (RL2) 603 The outlet of the cooled medium, 611 depth spiral grooves of the roll surface is about 2 to 10 mm, is 612 a toner reservoir is formed between rolls. The spiral groove 611 is preferable for smoothly conveying the material from the right end of the raw material input portion to the left end of the discharge portion when the toner is kneaded.
[0208]
The toner raw material is dropped from the opening 614 to the vicinity of the end on the roll (RL1) 602-1 side as indicated by an arrow 615 while being transferred from the fixed amount feeder to the raw material supply feeder 613. The length of the opening of the supply feeder is represented by 616. This length is preferably 1/2 to 4 times the roll radius. If it is short, the amount of the material to be dropped will drop rapidly from the gap between the two rollers before the material to be melted. If the length is too long, the raw material is separated during conveyance with the raw material feeder, and uniform dispersion cannot be obtained.
[0209]
Further, the drop position is dropped to a point in the range of 20 ° to 80 ° from the point at which the two rolls (RL1) 602 are closest to each other as shown by the arrows in FIG. If the angle is smaller than 20 °, the amount of falling from the gap between the two rolls increases rapidly. When falling at 80 ° or more, the toner powder rises more and contaminates the surrounding area. The cover 617 is installed so as to cover an area wider than the opening length 616. In FIG. 3, the illustration of the cover is omitted.
[0210]
The toner raw material falls from the opening 614 while being transmitted through the supply feeder 613 from the fixed amount feeder 601. The dropped toner material is dropped near the end of the roll (RL1) 602-1 side. Then, the resin melts due to the heat of 602-1 and the compressive shear force between the roll (RL2) 603 and winds around the front half 602-1 of the roll (RL1). The state extends to the end of the second half 602-2 of the roll (RL1) and is heated or cooled at a lower temperature than the first half 602-1 of the roll (RL1). Is peeled off as a toner soul. During the above process, the roll 603 is cooled to room temperature or lower. The clearance between the roll (RL1) 602 and the roll (RL2) 603 is 0.1 to 0.9 mm. In this example, the raw material input was 10 kg / h, the rolls (RL1) and (RL2) had a diameter of 140 mm and a length of 800 mm.
[0211]
In the developing process of this embodiment, an elastic blade such as rubber or metal is brought into contact with an elastic or rigid developing roller with a constant pressure, and a thin layer of toner is formed and developed by contact or non-contact with the photoreceptor. It is the structure to do.
[0212]
As a conventional color one-component development method, a sponge-based supply roller made of urethane resin and a development roller made of silicon resin or urethane resin are brought into contact with each other with a certain amount of biting, and toner is supplied from the supply roller to the development roller to develop. A thin layer of toner is formed by contacting an elastic rubber or metallic stainless steel doctor blade on the roller, or rotating a metallic roller against the developing roller against the developing roller (in the same direction) to form a thin layer of toner. A developing method has been used in which a toner image is formed by applying a direct current or an alternating current in contact or non-contact with a body. However, this supply roller is effective in terms of supplying a toner to the developing roller and producing a high image density. However, this supply roller increases the development load torque, increases the stress on the toner, and increases the development cost. It is desired that a stable image can be formed without using a roller. Furthermore, it is necessary to maintain oilless fixing and transferability.
[0213]
If the supply roller is not used, the toner layer is likely to be uneven, and a development memory is likely to occur after one development roller. This is particularly common with oilless fixing toners. Therefore, it has been found that the use of the toner of this configuration can prevent the occurrence of unevenness on the developing roller, poor solid tracking, and development memory by using the toner in which the wax is uniformly dispersed and the above-described external additive. It was.
[0214]
This enables uniform dispersion in the resin, stabilizes the charge distribution, suppresses overcharging of the toner on the supply roller, stabilizes the fluidity, and improves the followability of the solid image. Uniform dispersion can maintain the fluidity of the toner, and the toner can be smoothly transported on the developing roller, and the transport state can be constantly stabilized. In particular, the effect is great for stabilizing the conveyance state under high humidity.
[0215]
At this time, the frequency of the AC bias is 0.5 to 10 kHz, the AC bias is 0.3 to 1.2 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photoconductor and the developing roller is 1: 1.2 to 1. : 1.8 makes it possible to reproduce the dots faithfully, achieve good development γ characteristics, and realize a high-quality image. As a result, low fog and high image density can be obtained. The frequency is 0.5 to 5 kHz, the AC bias is 0.3 to 1.0 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the developing roller is 1: 1.2 to 1: 1.5. More preferably, the frequency is 0.5 to 2 kHz, the AC bias is 0.5 to 0.9 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photoreceptor and the developing roller is 1: 1.2 to 1: 1.4.
[0216]
At this time, if the frequency is smaller than 0.5 kHz, dot reproducibility deteriorates and halftone reproducibility deteriorates. When the frequency is higher than 10 kHz, the development region cannot be followed and the effect does not appear. When the AC bias is smaller than 0.3 kV (pp), the solid followability maintaining effect cannot be obtained, and when the AC bias is larger than 1.2 kV (pp), the fog increases. If the peripheral speed ratio between the photoconductor and the developing roller is smaller than 1: 1.2 (the developing roller becomes slow), it is difficult to obtain image density. When the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the developing roller is larger than 1: 1.8 (the developing roller speed is increased), toner scattering increases.
[0217]
The developing roller is 9.8 to 9.8 × 10 × 10 on the surface of the photoreceptor.2The electrostatic latent image on the photosensitive member is developed by pressing with the pressure of (N). The elastic blade is 5-5x102A toner layer is formed by pressing on the developing roller with the pressure of (N).
[0218]
At this time, it is preferable that the charge amount of the toner on the developing roller by the suction type Faraday cage method is | 5 | to | 45 | μC / g. When it is smaller than | 5 | μC / g, toner scattering increases. When it is larger than | 45 | μC / g, it is difficult to obtain an image density.
[0219]
In the toner charge amount measurement by the suction type Faraday cage method, the toner on the developing roller is sucked while rotating, and the sucked toner is collected on a filter to obtain its weight W (g). In addition, the voltage V (V) induced in the capacitor is measured for the amount of charge when the charged toner moves during suction, and the charge amount Q (μC / g) is calculated from the following equation.
[0220]
Q (μC / g) = C (F) × V (V) / W (g)
Further, in the two-component development used by mixing with a carrier, it is necessary to prevent overcharging and stabilize the charging. The carrier used for two-component development is prepared by providing a resin coating layer on the ferrite particle surface. Ferrite is Fe2OThreeNiO, CuO, CoO, MgO, ZnO, MnCOThree, BaCOThree, SrCOThreeAre used as raw materials. The ferrite particles are prepared by a wet method or a dry method, but a dry method is preferable. In the dry method, the raw materials are mixed, temporarily fired, pulverized in a ball mill or the like in water, and polyvinyl alcohol, an antifoaming agent, and a dispersant are added as a binder to form a granulating thriller. The chiller is granulated while being heated and dried with a spray dryer, and is granulated, followed by firing. The main firing is performed at 900 to 1400 ° C. for 10 to 30 hours, and then pulverized and classified to obtain ferrite particles.
[0221]
A known method such as a spray method or a dipping method is used for the coating layer. The coating amount is 0.3 to 1.2 wt% of the carrier particle weight.
[0222]
As the resin used for the resin coating layer, a fluorine resin or a silicone resin is used. As carbon black to be contained in the resin coating layer, carbon black of various production methods is used, but oil furnace carbon acetylene black is preferable. The average particle size of the carrier is 40-100 × 10-6m is preferred. The average particle size of the carrier is 40 × 10-6If it is less than m, the carrier is easily developed on the photoreceptor, and the average particle size of the carrier is 100 × 10.-6If it exceeds m, the toner holding power of the carrier becomes weak, and toner scattering occurs.
[0223]
In addition, in order to form a color image at high speed, this embodiment has a plurality of toner image forming stations including a photosensitive member, a charging unit, and a toner carrier, and develops an electrostatic latent image formed on the image carrier. A primary transfer process in which an imaged toner image is transferred to the transfer body by bringing an endless transfer body into contact with the image carrier is sequentially performed, and a multilayer transfer toner image is formed on the transfer body. In the transfer process configured to execute a secondary transfer process in which a multi-layer toner image formed and then formed on the transfer body is collectively transferred to a transfer medium such as paper or OHP, the first primary When the distance from the transfer position to the second primary transfer position is d1 (mm) and the peripheral speed of the photoreceptor is v (mm / s), the transfer position configuration is d1 / v ≦ 0.65. For example, the first color yellow tona After the primary transfer, the time until the next magenta toner of the second color is primary transferred is extremely short, and there is little charge relaxation of the transfer body or charge relaxation of the transferred toner, and magenta on the yellow toner. When the toner is transferred, the magenta toner is repelled by the charge action of the yellow toner, causing problems such as a decrease in transfer efficiency and a lack of characters during transfer. Further, during the primary transfer of the cyan toner of the third color, the cyan toner scatters, transfer failure, and transfer loss occur remarkably when transferred onto the previous yellow and magenta toners. Furthermore, during repeated use, toner of a specific particle size is selectively developed, and if the fluidity of each toner particle differs greatly, the chance of frictional charging differs, resulting in variation in charge amount and further deterioration in transferability. Will be invited.
[0224]
Furthermore, when the distance from the primary transfer position to the secondary transfer position of the fourth color of the last black toner is d2 (mm) and the peripheral speed of the photosensitive member is v (mm / s), d2 / v ≧ 0.75. In the transfer position configuration, the image is disturbed due to the repulsion caused by the mutual charge of the toner when the secondary transfer is collectively performed on the copy paper.
[0225]
Therefore, by adopting the toner configuration of this embodiment, the internal additive such as wax in the resin is uniformly dispersed, the charge distribution is stabilized, and the toner is not overcharged on the supply roller, and the fluidity fluctuation is suppressed. Therefore, it is possible to prevent a decrease in transfer efficiency and character dropout during transfer without sacrificing fixing characteristics.
[0226]
Further, in this embodiment, an electrophotography having a cleaner-less process as a basic configuration without performing a cleaning process step for recovering toner remaining on the photoreceptor after the transfer process by cleaning, and performing the following charging, exposure, and development processes. It is preferably used for an apparatus.
[0227]
By using the toner of this embodiment, toner aggregation can be suppressed, overcharging can be prevented, charging stability can be stabilized, and high transfer efficiency can be obtained. Further, the improvement in uniform dispersibility in the resin, good chargeability, and the releasability of the material make it possible to recover the toner remaining in the non-image area during development. For this reason, there is no development memory in which the image pattern in front of the non-image portion remains.
[0228]
In this embodiment, it is suitably used for an electrophotographic apparatus having a fixing process in which a belt-type fixing medium is used as means for fixing toner. As the belt, a heat resistant belt such as a nickel electroformed belt or a polyimide belt having heat resistance and deformability is used. In order to improve releasability, silicone rubber, fluororubber, or fluororesin is used as the surface layer. Up to now, a release oil has been applied to these fixing belts to prevent offset. It is no longer necessary to apply release oil with toner having releasability without using oil. However, if the release oil is not applied, it is easy to be charged, and when an unfixed toner image comes close to the belt, toner jump may occur due to the influence of charging. It tends to occur especially at low temperatures and low humidity. Also, when the toner is added with a certain high molecular weight component to prevent high temperature offset and has a certain amount of elastic element, the paper with a thin vertical line pattern of the toner is separated from the belt with a large curvature at the leading edge. There may be a tip offset that is carried by the belt. Compared to the conventional rigid fixing roller, the elastic belt type has a problem in that the life is reduced due to scratches due to oillessness.
[0229]
Therefore, by using the toner of this embodiment, it is possible to prevent the occurrence of offset without using oil and to obtain high color translucency. Further, the toner can be prevented from being overcharged, and the toner can be prevented from flying due to the charging action with the belt. Further, it can be prevented by the molecular weight distribution and slipperiness effect of the offset toner that the tip part is brought to the belt when being separated from the belt.
[0230]
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this.
[0231]
Table 1 shows the characteristics of the binder resin used in the examples. As the resin, a polyester resin mainly composed of bisphenol A propyl oxide adduct, terephthalic acid, trimellitic acid, succinic acid and fumaric acid was used, and a resin whose thermal characteristics were changed depending on the blending ratio and polymerization conditions was used.
[0232]
[Table 1]
Figure 0003925228
[0233]
Mnf is the number average molecular weight of the binder resin, Mwf is the weight average molecular weight of the binder resin, Mzf is the Z average molecular weight of the binder resin, Wmf is the ratio of the weight average molecular weight Mwf to the number average molecular weight Mnf, Mwf / Mnf, and Wzf is The ratio Mzf / Mnf, AV of the Z-average molecular weight Mzf and the number-average molecular weight Mnf of the binder resin indicates the resin acid value.
[0234]
(Table 2) (Table 3) (Table 4) show the waxes used in this example and their physical properties. Mnr is the number average molecular weight of the wax, Mwr is the weight average molecular weight of the wax, and Mzr is the Z average molecular weight of the wax. Tw (° C.) represents the melting point by DSC method, Ct (%) represents the volume increase rate (%) at the melting point + 10 ° C., and Ck (wt%) represents the heating loss of 220 ° C.
[0235]
[Table 2]
Figure 0003925228
[0236]
[Table 3]
Figure 0003925228
[0237]
[Table 4]
Figure 0003925228
[0238]
Table 5 shows the pigments used in this example.
[0239]
[Table 5]
Figure 0003925228
[0240]
Table 6 shows the charge control agent used in this example.
[0241]
As a metal salt of a salicylic acid derivative, examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group. Etc. Examples of the metal Y include zinc, nickel, cobalt, copper, and chromium, and zinc and chromium are preferable. Examples of metal salts of benzylic acid derivatives include R1~ RFourAs the benzene ring and alkali metal X, lithium, sodium, potassium and the like can be mentioned, and potassium is preferred.
[0242]
[Table 6]
Figure 0003925228
[0243]
Table 7 shows the external additives used in this example. The amount of charge was measured by the blow-off method of frictional charging with an uncoated ferrite carrier. Under an environment of 25 ° C. and 45% RH, 50 g of a carrier and 0.1 g of silica or the like are mixed in a 100 ml polyethylene container, and 100 minutes by longitudinal rotation.-1After stirring for 30 minutes at a speed of 0.3g, 0.3g was collected and nitrogen gas 1.96x10Four(Pa) was blown for 1 minute.
[0244]
For positive chargeability, the 5-minute value after stirring for 5 minutes is preferably +100 to +800 μC / g, and the 30-minute value after stirring for 30 minutes is preferably +50 to +400 μC / g. Silica having a charge amount at 30 minutes of 40% or more of the charge amount at 5 minutes is preferable. If the rate of decrease is large, the change in charge amount during long-term continuous use is large, and a constant image cannot be maintained.
[0245]
For negative chargeability, the 5-minute value is preferably −100 to −800 μC / g, and the 30-minute value is preferably −50 to −600 μC / g. Highly charged silica can function with a small amount of addition.
[0246]
[Table 7]
Figure 0003925228
[0247]
The kneading conditions in this example are shown in (Table 8). Trj1 (° C.) is the heating temperature of the first half of the roll (RL1), Trk1 (° C.) is the heating temperature of the second half of the roll (RL1), Tr2 (° C.) is the heating temperature of the roll (RL2), and Rw1 is the roll (RL1) , Rw2 represents the rotation speed of the roll (RL2), the load current value during rotation of the roll (RL1) as Dr1, and the load current value of the roll (RL2) as Dr2. The raw material input amount was 15 kg / h, the rolls (RL1) and (RL2) had a diameter of 140 mm and a length of 800 mm.
[0248]
[Table 8]
Figure 0003925228
[0249]
Table 9 shows the toner material composition and physical property values used in this example.
[0250]
[Table 9]
Figure 0003925228
[0251]
The volume average particle diameter of each toner was 8 μm. The same applies to Y, C, and BK toners. Trial manufacture was performed so that the variation coefficient of the volume particle size distribution was 20 to 25% and the variation coefficient of the number particle size distribution was 25 to 30%. The kneading q-4 was performed with a conventional twin screw extruder PCM30, the kneading temperature was 110 ° C., and the rotation speed was 200 min.-1, And processed at a supply rate of 5 kg / h.
[0252]
The ratio of the pigment, charge control agent, and wax is shown in parentheses in the ratio (part by weight) to 100 parts by weight of the binder resin. The external additive indicates a blending amount (parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the toner base. External addition process is FM20B, stirring blade Z0S0 type, rotation speed 2000 min-1The treatment time was 5 min and the input amount was 1 kg.
[0253]
Table 10 and Table 11 show the molecular weight characteristics of the toner after the kneading treatment in this example. The toners were magenta toner TM1 to 3 toners for comparative evaluation. Similar results are obtained with yellow, cyan, and black toners. Mnv is the number average molecular weight of the toner, Mwv is the weight average molecular weight of the toner, Wmv is the ratio of the weight average molecular weight Mwv of the toner to the number average molecular weight Mnv, Mwv / Mnv, and Wzv is the ratio of the Z average molecular weight Mzv of the toner to the number average molecular weight Mnv. Mzv / Mnv is shown.
[0254]
ML is a molecular weight value showing a molecular weight maximum peak on the low molecular weight side in the molecular weight distribution, MH is a molecular weight value showing a molecular weight maximum peak on the high molecular weight side, Sm is Hb / Ha, SK1 is M10 / M90, and SK2 is (M10-M90). / M90 is shown.
[0255]
[Table 10]
Figure 0003925228
[0256]
[Table 11]
Figure 0003925228
[0257]
5 to 14 show molecular weight distribution characteristics.
[0258]
5, 6, 7 and 8 show the molecular weight distribution characteristics of the binder resins PH1, PH3, PEL1, and PEL3, respectively. 9, FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12 show the molecular weight distribution characteristics of the toners TM1, TM2, TM3 and TM4, respectively. It can be seen that the toner appears as a peak or a shoulder on the polymer component side by kneading. That is, the component that inhibits the translucency disappears due to the cutting, and a steep inclination appears on the polymer side, which is a factor that maintains the offset resistance without inhibiting the translucency.
[0259]
For toner TM-1, 3 × 10FiveThe amount of the above high molecular weight component is 5% or less in terms of area with respect to the entire toner molecular weight distribution, and is 1 × 106The above high molecular weight components are hardly contained. Similarly, TM-2, 3 and 4 are 3 × 10FiveThe amount of the above high molecular weight component is 5% or less in terms of area with respect to the entire toner molecular weight distribution, and is 1 × 106The above high molecular weight components are hardly contained.
[0260]
FIGS. 13 and 14 show examples of molecular weight distribution characteristics. FIG. 13 schematically shows M10 and M90 having characteristics that form a steep molecular weight peak on the polymer component side. The height of the maximum peak of the molecular weight distribution is 100%. FIG. 15 schematically shows M10 and M90 of the molecular weight distribution characteristics of FIG. It appears as a shoulder shape on the polymer component side, and the height of the apex of the shoulder of this shoulder portion is taken as a reference of 100%. This is because the high molecular weight component of the binder resin PES3 was molecularly cut by kneading and appeared as a shoulder on the high molecular component side.
[0261]
When the peak height of the distribution on the polymer side is 100%, a molecular weight curve in a region larger than the molecular weight value corresponding to the maximum peak or shoulder, that is, a region where the slope of the molecular weight distribution curve in this region is negative, In other words, in the region on the right side of the distribution curve, when the molecular weight distribution maximum peak or shoulder height is 100%, the molecular weight corresponding to 90% of the molecular weight maximum peak or shoulder height is M90, the molecular weight maximum peak or shoulder. The molecular weight corresponding to 10% of the height is M10. Here, the value of M10 / M90 (the slope of the molecular weight distribution curve) can quantify the state of molecular cleavage of the ultrahigh molecular weight component. When the value of M10 / M90 is small, the slope of the molecular weight distribution curve is steep, and the component that inhibits the translucency is eliminated by cutting and has high translucency. Furthermore, the peak appearing on the polymer side contributes to the offset resistance.
[0262]
FIG. 15 shows the molecular weight distribution characteristic of the fixing assistant WA-1, and FIG. 16 shows the molecular weight distribution characteristic of the fixing assistant WA-9.
[0263]
(Example 1)
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus for forming a full color image used in this embodiment. In FIG. 17, the outer casing of the color electrophotographic printer is omitted. Printer internal inspection and maintenance such as when the transfer belt unit 2 in the printer is attached / detached or when a paper jam occurs, etc. is performed by tilting and opening the front plate to largely release the inside of the printer. The attaching / detaching operation of the transfer belt unit 17 is designed to be parallel to the rotation axis generating line direction of the photosensitive member.
[0264]
The transfer belt unit 17 includes a transfer belt 12, a first color (yellow) transfer roller 10Y made of an elastic body, a second color (magenta) transfer roller 10M, a third color (cyan) transfer roller 10C, and a fourth color (black). Transfer roller 10K, drive roller 11 made of aluminum roller, second transfer roller 14 made of elastic body, second transfer driven roller 13, belt cleaner blade 16 for cleaning the toner image remaining on the transfer belt 12, and opposed to the cleaner blade A roller 15 is provided at a position to be used.
[0265]
At this time, the distance from the first color (Y) transfer position to the second color (M) transfer position is 42 mm (the second color (M) transfer position to the third color (C) transfer position, the third color (C) The fourth color (K) transfer position is the same distance from the transfer position), and the peripheral speed of the photoconductor is 100 mm / s.
[0266]
The transfer belt 12 is used by kneading a conductive filler in an insulating polycarbonate resin and forming a film with an extruder. In the present example, a film obtained by adding 5 parts by weight of conductive carbon (for example, ketjen black) to 95 parts by weight of polycarbonate resin (for example, Iupilon Z300, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) as the insulating resin was used. Also, the surface is coated with a fluororesin, the thickness is about 120 μm, and the volume resistance is 107-1012Ω · cm, surface resistance is 107-1012Ω / □. This is also for improving dot reproducibility. This is for the purpose of effectively preventing loosening and charge accumulation due to long-term use of the transfer belt 12, and the reason that the surface is coated with fluororesin is that the toner filming on the surface of the transfer belt after long-term use. This is so that it can be effectively prevented. Volume resistance is 107If it is smaller than Ω · cm, retransfer is likely to occur.12If it is larger than Ω · cm, the transfer efficiency deteriorates.
[0267]
The first transfer roller is a carbon conductive foamed urethane roller having an outer diameter of 14 mm, and the resistance value is 102-106Ω. During the first transfer operation, the first transfer roller 10 is pressed against the photoreceptor 1 with a pressing force of 1.0 to 9.8 (N) via the transfer belt 12, and the toner on the photoreceptor is transferred onto the belt. Is done. Resistance value is 102If it is smaller than Ω, retransfer is likely to occur. 106Larger transfer defects are more likely to occur than Ω. If it is less than 1.0 (N), transfer defects occur, and if it is greater than 9.8 (N), transfer character omission occurs.
[0268]
The second transfer roller 14 is a carbon conductive urethane foam roller having an outer diameter of 20 mm, and the resistance value is 102-106Ω. The second transfer roller 14 is pressed against the transfer roller 13 via the transfer belt 12 and a transfer medium 19 such as paper or OHP. The transfer roller 13 is configured to be driven to rotate by the transfer belt 12. In the second transfer, the second transfer roller 14 and the counter transfer roller 13 are pressed against each other with a pressing force of 5.0 to 21.8 (N), and the toner is transferred from the transfer belt onto the recording material 19 such as paper. The Resistance value is 102If it is smaller than Ω, retransfer is likely to occur. 106Larger transfer defects are more likely to occur than Ω. If it is smaller than 5.0 (N), transfer failure occurs. If it is larger than 21.8 (N), the load increases and jitter tends to occur.
[0269]
In FIG. 17, four image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K for each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (B) are arranged in series as shown in the figure. Has been.
[0270]
Each of the image forming units 18Y, 18M, 18C, and 18K is composed of the same constituent members except for the developer contained therein, so that the Y image forming unit 18Y will be described to simplify the description, and the units for other colors The description of is omitted.
[0271]
The image forming unit is configured as follows. 1 is a photoconductor, 3 is a pixel laser signal light, and 4 is a developing roller made of silicone rubber having a JIS-A hardness of 60 ° and having an outer diameter of 18 mm. To do. A metal blade 5 forms a toner layer on the developing roller. Although the power supply is omitted, a direct current of −230 V and an alternating voltage of 500 V (pp) and a frequency of 1 kHz are applied to the developing roller 4.
[0272]
A charging roller 2 having an outer diameter of 12 mm made of epichlorohydrin rubber is applied with a DC bias of −1 kV. The surface of the photoreceptor 1 is charged to -450V. 8 is a cleaner, 9 is a waste toner box, and 7 is toner.
[0273]
The paper is transported from below the transfer unit 17 so that the paper 19 is fed by a paper feed roller (not shown) to the nip portion where the transfer belt 12 and the second transfer roller 14 are pressed. A conveyance path is formed.
[0274]
The toner on the transfer belt 12 is transferred to the paper 19 by +1300 V applied to the second transfer roller 14, and includes a fixing roller 201, a pressure roller 202, a fixing belt 203, a heating medium roller 204, and an induction heater unit 205. It is conveyed to the fixing unit and fixed there.
[0275]
FIG. 19 shows the fixing process. A belt 203 is placed between the fixing roller 201 and the heat roller 204. A predetermined load is applied between the fixing roller 201 and the pressure roller 202, and a nip is formed between the belt 203 and the pressure roller 202. An induction heater unit 205 including a ferrite core 206 and a coil 207 is provided on the outer peripheral surface of the heat roller 204, and a temperature sensor 208 is provided on the outer surface.
[0276]
The belt has a structure in which 30 μm of Ni is used as a base, silicone rubber is 150 μm thereon, and further, PFA tube is 30 μm.
[0277]
The pressure roller 202 is pressed against the fixing roller 201 by a pressure spring 209. The recording material 211 having the toner 210 moves along the guide plate 212.
[0278]
A fixing roller 201 as a fixing member is a silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 20 degrees according to JIS standard on the surface of an aluminum hollow roller metal core 213 having a length of 250 mm, an outer diameter of 14 mm, and a thickness of 1 mm. An elastic layer 214 having a thickness of 3 mm is provided. A silicone rubber layer 215 is formed thereon with a thickness of 3 mm and has an outer diameter of about 20 mm. It receives a driving force from a driving motor (not shown) and rotates at 100 mm / s.
[0279]
The heat roller 204 is a hollow pipe having a thickness of 1 mm and an outer diameter of 20 mm. The surface temperature of the fixing roller was controlled to 170 ° using a thermistor.
[0280]
The pressure roller 202 as a pressure member has a length of 250 mm and an outer diameter of 20 mm. This is provided with a 2 mm thick elastic layer 217 made of silicone rubber having a rubber hardness (JIS-A) of 55 degrees according to JIS standards on the surface of a hollow roller metal core 216 made of aluminum having an outer diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm. . The pressure roller 202 is rotatably installed, and a nip width of 5.0 mm is formed between the pressure roller 202 and the fixing roller 201 by a spring-loaded spring 209 on one side 147N.
[0281]
The operation will be described below. In the full color mode, all of the first transfer rollers 10 of Y, M, C, and K are pushed up and press the photoreceptor 1 of the image forming unit via the transfer belt 12. At this time, a DC bias of +800 V is applied to the first transfer roller. An image signal is sent from the laser beam 3 and is incident on the photoreceptor 1 whose surface is charged by the charging roller 2 to form an electrostatic latent image. The toner 7 on the developing roller 4 in contact with the photoreceptor 1 and rotating in the opposite direction visualizes the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1.
[0282]
At this time, the image forming speed of the image forming unit 18Y (100 mm / s equal to the peripheral speed of the photoconductor) and the moving speed of the transfer belt 12 are 0.5 to 1.5% slower than the transfer belt speed. Is set to
[0283]
In the image forming process, the Y signal light 3Y is input to the image forming unit 18Y, and image formation with Y toner is performed. Simultaneously with the image formation, the first transfer roller 10Y causes the Y toner image to be transferred from the photoreceptor 1Y to the transfer belt 12. At this time, a DC voltage of +800 V was applied to the first transfer roller 10Y.
[0284]
With a time lag between the first color (Y) first transfer and the second color (M) first transfer, M signal light 3M is input to the image forming unit 18M, and image formation with M toner is performed. Simultaneously with the image formation, the M toner image is transferred from the photoreceptor 1M to the transfer belt 12 by the action of the first transfer roller 10M. At this time, the first color (Y) toner is formed and the M toner is transferred. Similarly, image formation with C (cyan) and K (black) toners is performed, and a YMCK toner image is formed on the transfer belt 12 by the action of the first transfer rollers 10C and 10B simultaneously with the image formation. This is a so-called tandem method.
[0285]
On the transfer belt 12, toner images of four colors are positioned and overlapped to form a color image. After the transfer of the final B toner image, the four color toner images are collectively transferred to the paper 19 fed from a paper feed cassette (not shown) at the same time by the action of the second transfer roller 14. At this time, the transfer roller 13 was grounded, and a DC voltage of +1.3 kV was applied to the second transfer roller 14. The toner image transferred to the paper was fixed by a pair of fixing rollers 201 and 202. The paper was then discharged out of the apparatus through a pair of discharge rollers (not shown). The residual transfer toner remaining on the intermediate transfer belt 12 was cleaned by the action of the cleaning blade 16 to prepare for the next image formation.
[0286]
FIG. 18 shows a tandem system in which the paper 19 is transported onto the paper transport belt 17 without primary transfer to the belt, and the toner on the OPC is directly transferred.
[0287]
Table 12 shows the results of image output using the electrophotographic apparatus shown in FIG. In Table 13, the state of transfer failure at the character portion in a full-color image in which three colors of toner are superimposed, and the paper wrapping property around the fixing belt during fixing were evaluated.
[0288]
[Table 12]
Figure 0003925228
[0289]
[Table 13]
Figure 0003925228
[0290]
When the image was formed using the toner manufactured as described above by the image forming apparatus shown in FIG. 17, the solid black image was uniform with no horizontal line disturbance, toner scattering at the time of transfer, and missing characters. An image with an extremely high resolution and high image quality that reproduced an image line of 16 lines / mm was obtained, and an image with a high density of 1.3 or more was obtained. Further, there was no reverse transfer during transfer, and memory generation was at a level that had no practical problem. In addition, the ground cover of the non-image area did not occur.
[0291]
Furthermore, even in the long-term durability test of 10,000 sheets of A4 paper, both the fluidity and the image density showed little change and stable characteristics. In addition, the uniformity when the entire solid image was taken at the time of development was also good. There is no development memory. Even during continuous use, no abnormal image of the vertical muscles occurred. Also, in the transfer, the void is at a level that causes no practical problem, and the transfer efficiency is about 98%. Further, the filming of the toner on the photosensitive member and the transfer belt was at a level where there was no practical problem. There was no defective cleaning of the transfer belt.
[0292]
Further, even in the cleaner process in which the remaining toner at the time of transfer is recovered by development without using the cleaning blade 8, the recovery can be performed smoothly, and the history of the previous image does not remain.
[0293]
Also, there is almost no toner disturbance or toner skipping during fixing. In addition, in the full-color image in which the three colors overlap, no transfer failure occurred, and no paper wrapping around the fixing belt occurred during fixing.
[0294]
Similar results were obtained with the image forming apparatus shown in FIG.
[0295]
However, toners of tm6, ty6, tc6, and tb6 caused filming of the photosensitive member, transfer failure, scattering of characters during transfer, and a lot of fogging. Filming of the transfer belt and poor cleaning occurred. When the entire solid image was taken at the time of development, the second half was blurred. During continuous use, the wax was fused to the developing blade, and an abnormal image of vertical stripes was generated. When the three-color image was output, the paper was wound around the fixing belt. Toner skip occurred during fixing.
[0296]
Next (Table 14), the amount of adhesion to OHP paper is 1.2 g / cm.2The above solid image was subjected to a non-offset property test with a fixing device using a belt at which the process speed was 100 mm / s and no oil was applied. No OHP jam occurred at the fixing nip. In the full-solid image of plain paper, the offset did not occur at all up to the 122,000th sheet. Even if the oil is not applied with a silicon or fluorine-based fixing belt, the surface deterioration of the belt is not observed.
[0297]
The transmittance and the offset property at high temperature were evaluated. The process speed was 100 mm / s, the fixing temperature was 180 ° C., and the transmittance was measured with a spectrophotometer U-3200 (Hitachi) to measure the transmittance of 700 nm light. The results of fixing property, offset resistance and storage stability are shown.
[0298]
[Table 14]
Figure 0003925228
[0299]
The OHP translucency was 80% or more, and the non-offset temperature range was 40 to 60 K. The fixing roller using no oil showed good fixing properties. Also, almost no aggregation was observed in the storage stability at 60 ° C. for 5 hours.
[0300]
However, the toner of tm6 was hardened in the storage stability test, and the non-offset temperature range was narrow.
[0301]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent reverse transfer, dropout and scattering during transfer, and to obtain high transfer efficiency. In addition, filming of the photosensitive member and the transfer member can be prevented even during long-term use under high humidity. Further, the cleaning property of the transfer body can be improved. Further, for example, even in a cleaner-less process that does not use a cleaning blade or the like, the transfer residual toner can be collected smoothly and the history of the previous image can be prevented from remaining. Further, offset property can be prevented while maintaining high OHP translucency without applying oil with a silicone or fluorine-based fixing means (roller or belt). In addition, even when used for a long time, good non-offset property can be maintained without causing a belt surface deterioration phenomenon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a toner melt-kneading process used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a toner melt-kneading process used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a toner melt kneading process used in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a toner melt kneading process used in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of a binder resin according to an example of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of a binder resin according to an example of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of a binder resin according to an example of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the molecular weight distribution characteristics of the binder resin of the example of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing the molecular weight distribution characteristics of the toner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of toner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of toner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of toner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a graph showing the molecular weight distribution characteristics of a toner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a graph showing molecular weight distribution characteristics of toner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a graph showing the molecular weight distribution characteristics of the fixing aid according to the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph showing the molecular weight distribution characteristics of the fixing aid according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration of a fixing unit used in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
3 Laser signal light
4 Development roller
5 blade
10 First transfer roller
12 Transfer belt
14 Second transfer roller
13 Drive tension roller
17 Transfer belt unit
18B, 18C, 18M, 18Y Image forming unit
18 Image forming units
201 Fixing roller
202 Pressure roller
203 fixing belt
205 induction heater
206 Ferrite core
207 coil
602 roll (RL1)
603 roll (RL2)
604 Molten film of toner wound on roll (RL1)
605 Heat medium inlet
606 Heat medium outlet

Claims (7)

少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、
外添剤として、
少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、
カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともに,脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含む、
ことを特徴とするトナー。
A toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax;
As an external additive,
Inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil;
Inorganic fine powder B having a loss on ignition of 0.5 to 10 wt% treated with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt together with a coupling agent and / or silicone oil,
Toner characterized by the above.
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、A toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax;
外添剤として、As an external additive,
少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、Inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil;
カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルにて処理を施した後に、脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含む、An inorganic fine powder B having a loss on ignition of 0.5 to 10 wt% treated with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt after being treated with a coupling agent and / or silicone oil;
ことを特徴とするトナー。Toner characterized by the above.
無機微粉末Aの平均粒子径が6〜20nm、無機微粉末Bの強熱減量が1.0〜15wt%で平均粒子径が20〜2000nmである請求項1又は2記載のトナー。The toner according to claim 1 or 2, wherein the inorganic fine powder A has an average particle size of 6 to 20 nm, the inorganic fine powder B has an ignition loss of 1.0 to 15 wt%, and an average particle size of 20 to 2000 nm. 無機微粉末Bが平均粒子径が0.05μm〜5μmのチタン酸金属塩、ジルコン酸金属塩及びシリコン酸塩微粉末の群から選ばれた少なくとも1以上の無機微粉末である請求項1又は2記載のトナー。The inorganic fine powder B is at least one or more inorganic fine powders selected from the group of metal titanate, metal zirconate and siliconate fine powder having an average particle size of 0.05 to 5 µm. The toner described. ワックスが、炭素数5〜100の長鎖アルキルアルコールと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られるワックス、長鎖アルキルアミンと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られワックス、及び長鎖フルオロアルキルアルコールと不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び炭化水素系ワックスとの反応により得られるワックスの群から選ばれる少なくとも1種以上のワックスを含む請求項1又は2記載のトナー。A wax is a wax obtained by reacting a long-chain alkyl alcohol having 5 to 100 carbon atoms with an unsaturated polycarboxylic acid or anhydride thereof and a hydrocarbon wax, a long-chain alkylamine and an unsaturated polycarboxylic acid or the like At least selected from the group of waxes obtained by reacting anhydrides and hydrocarbon waxes, and waxes obtained by reacting long-chain fluoroalkyl alcohols with unsaturated polycarboxylic acids or their anhydrides and hydrocarbon waxes The toner according to claim 1, comprising at least one wax. 少なくとも像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する帯電手段と、前記像担持体上に形成した静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とを含む複数のトナー像形成ステーションと、前記顕像化したトナー像を順次連続して転写媒体に転写させる転写手段とから構成される画像形成装置において、A plurality of toner images including at least an image carrier, charging means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner In an image forming apparatus including a forming station and a transfer unit that sequentially transfers the visualized toner images onto a transfer medium,
前記トナーが、The toner is
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、A toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax;
外添剤として、As an external additive,
少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、Inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil;
カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともにWith coupling agent and / or silicone oil ,, 脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含む、Inorganic fine powder B having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with a fatty acid and / or a fatty acid metal salt,
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
少なくとも像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成する帯電手段と、前記像担持体上に形成した静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とを含む複数のトナー像形成ステーションと、前記像担持体に無端状の転写体を当接させて前記転写体に前記顕像化した複数のトナーを順次連続して転写する一次転写手段と、前記転写体に形成した多層のトナー像を、一括して転写媒体に一括転写させる二次転写手段とから構成される画像形成装置において、A plurality of toner images including at least an image carrier, charging means for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and developing means for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier with toner A forming station; primary transfer means for successively transferring the plurality of visualized toners onto the transfer body by bringing an endless transfer body into contact with the image carrier; and a multilayer formed on the transfer body In the image forming apparatus composed of secondary transfer means that collectively transfer the toner images to the transfer medium,
前記トナーが、The toner is
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含むトナー母体と、A toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax;
外添剤として、As an external additive,
少なくともシリコ−ンオイルにて処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Aと、Inorganic fine powder A having an ignition loss of 0.5 to 10 wt% treated with at least silicone oil;
カツプリング剤及び/又はシリコ−ンオイルとともにWith coupling agent and / or silicone oil ,, 脂肪酸及び/又は脂肪酸金属塩にFor fatty acids and / or fatty acid metal salts て処理した強熱減量が0.5〜10wt%である無機微粉末Bとを含む、Inorganic fine powder B having an ignition loss of 0.5 to 10 wt%,
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
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