JP4035040B2 - Toner and two-component developer - Google Patents
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Description
【0001】
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及びこれらの複合機に用いられるトナー及び二成分現像剤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オーバーヘットプロジェクター(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提案されている。
【0005】
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。
【0006】
カラー画像を得る際に、定着ローラ表面にトナーが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。そのため機器の小型化、メンテフリー化、低コスト化のために、後述する定着時にオイルを使用しないオイルレス定着の実現が要求される。これを可能とするため、シャープメルト特性を有する結着樹脂中にワックス等の離型剤を添加する構成が実用化されつつある。
【0007】
しかしこのようなトナーの構成での課題は、トナーの凝集性が強い特質を有するため、転写時のトナー像乱れ、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トナーる。また二成分現像として使用する際に、粒子間の衝突、摩擦、または粒子と現像器との衝突、摩擦等の機械的な衝突、摩擦による発熱により、キャリア表面にトナーの低融点成分が付着するスペントが生じ易く、キャリアの帯電能力を低下させ現像剤の長寿命化を妨げトナーる。
【0008】
長寿命のコートキャリアを提供する目的で、下記引用文献1には、含窒素フッ素化アルキル(メタ)アクリレートとビニル系モノマーとの共重合体や、フッ素化アルキル(メタ)アクリレートと含窒素ビニル系モノマーとの共重合体等の樹脂でキャリア芯材表面をコートする技術が提案されている。これらには、含窒素モノマーとフッ素化モノマーとの共重合体あるいはイミド結合を有する溶剤可溶性含フッ素重合体をキャリア芯材表面に被膜することにより、比較的長寿命のコートキャリアを得ることが記載されている。
【0009】
しかし、キャリアとの接着界面での樹脂接着強度が弱く、また樹脂の強度が不足するため、十分な耐衝撃性が得られていない。またフッ素の帯電性からトナーを負帯電にすることが困難で、トナーに十分な帯電を与えることができず、画像のカブリや濃度ムラを生ずるなどの問題があった。
【0010】
また、下記引用文献2においては、高湿度雰囲気でのトナーの帯電量の低下を防止し、現像剤の耐久性の改良を目的とし、成分を限定したトナーとの組み合わせにおいて、アミノシランカップリング剤を含有したシリコ−ン樹脂で被覆されたキャリアが提案されているが、トナーのスペント化防止に対しては、充分なものではなかった。
【0011】
下記引用文献3には、正帯電型トナーに対し、被覆層のシリコ−ン樹脂にフッ素置換アルキル基を導入したキャリアが提案されている。さらには、下記引用文献4では、高速プロセスにおいて、現像能力が高く、それが長期において劣化しないものとして、導電性カ−ボンと架橋型フッ素変性シリコ−ン樹脂を含有するコ−ティングキャリアが提案されている。シリコ−ン樹脂の優れた帯電特性を生かすとともにフッ素置換アルキル基によって、滑り性・剥離性・撥水性等の特徴を付与し、摩耗・はがれ・クラック等が発生しにくい上、スペント化も防止できるとしているが、摩耗・はがれ・クラック等についても満足の行くものではない上に、正帯電性を有するトナーにおいては適正な帯電量が得られるものの、負帯電性を有するトナーを用いた場合、帯電量が低過ぎ、逆帯電性トナー(正帯電性を有するトナー)が多量に発生し、カブリやトナー飛散等の悪化が生じ、使用に耐えるものではなかった。
【0012】
またトナーにおいて、種々の構成が提案されている。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ー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。
【0013】
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。また化学重合的な方法によりトナー母体が作成される方法もある。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。
【0014】
下記引用文献5では、外添剤を高速ガス流中に投入する外添剤投入手段と、粉砕原料および外添剤をのせた高速ガス流の流路に設けた衝突板とからなり、粉砕原料を衝突板に衝突させ粉砕させると共に、衝突板の付近で外添剤を粉砕原料に衝突させ混合する構成により、粉砕体と添加成分との均質な混合が容易に行うことができる効果が開示されている。しかしこの構成は添加成分との均質な混合を目的とするものであり、特にワックスを高濃度で添加したトナーを衝突板方式での粉砕機ではワックスのトナー表面への露出が過多トナーりキャリアへのスペント、感光体へのフィルミングの要因トナーる。
【0015】
また下記引用文献6には、トナー用粗粒子を中間粉砕処理し、得られる平均粒径が10〜50μmのトナー用中間粒子と平均粒径が1μm以下の改質用微粒子との混合体粉末を機械式粉砕機によって摩擦粉砕処理し、トナー粒子に改質用微粒子が固着されてなるトナーを得る構成により、改質用微粒子が良好にトナー粒子に固着されてなり、高い流動性と優れた耐久性を有するトナーを高い効率で製造できる効果が開示されている。しかしこの構成ではトナーを効率よく小粒径化することはできない。
添加される離型剤、ワックスとしては、下記引用文献7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、また下記引用文献8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、下記引用文献9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。下記引用文献10では、パ−フルオロオクチルメタクリレ−トナー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。下記引用文献11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】
またトナーに帯電性を付与する電荷制御剤としては、下記引用文献12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。また下記引用文献13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。
【0017】
しかし、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、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。キャリアへのスペントが発生しやすく、感光体フィルミングを生じ易い課題がある。また転写不良の要因トナーる。さらには先に記載したタンデム方式で、像形成ステーション間の距離がより短くなる転写構成では、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が生じ易くなる。
【0018】
下記引用文献14には、平均粒子径3−15μmで、平均粒子径の5−20倍のトナー粒子個数が0.003−2%含有する構成が開示されており、転写性、クリーニング性、流動性が向上する旨の記載されている。平均粒子径に対し大き目のトナー粒子を添加する構成であり、二成分現像剤として使用した場合、キャリアとの混合が均一にならず、トナーが急速に補給された時にカブリが生じ易い。また一成分現像においては、現像器内に残留して、経時変化を生じる可能性がある。
【0019】
【特許文献1】
特開昭61−80161号公報
【0020】
【特許文献2】
特許第2744790号明細書
【0021】
【特許文献3】
特許第2801507号明細書
【0022】
【特許文献4】
特開2002−23429号公報
【0023】
【特許文献5】
特開平2−271364号公報
【0024】
【特許文献6】
特開平6−89045号公報
【0025】
【特許文献7】
特開平2−266372号公報
【0026】
【特許文献8】
特開平9−281748号公報
【0027】
【特許文献9】
特開平10−327196号公報
【0028】
【特許文献10】
特開平5−333584号公報
【0029】
【特許文献11】
特開平5−188632号公報
【0030】
【特許文献12】
特開平7−84409号公報
【0031】
【特許文献13】
特開平7−2171097号公報
【0032】
【特許文献14】
特開2002−258515号公報
【0033】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、高いOHP透光性を維持しながらオフセット性を防止するオイルレス定着と、転写時の中抜けや飛び散りを防止し、高転写効率を得ることができるトナー及び二成分現像剤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】
本発明のトナーは、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粒子と、粗大粒子から構成されるトナーであって、示差走査熱量分析法(DSC法)による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部含み、前記トナー母体粒子の体積平均粒子径が3〜8μm、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜60体積%含有し、前記粗大粒子が、前記トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有し、前記トナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部含み、平均粒子径が6nm〜20nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、平均粒子径が30nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部含むことを特徴とする。
【0036】
本発明の第3番目のトナーは、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、粗大粒子から構成されるトナーであって、示差走査熱量分析法(DSC法)による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部含み、前記トナー母体の体積平均粒子径が3〜8μm、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体を5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜60体積%含有し、前記粗大粒子が、前記トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有し、前記トナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部含み、平均粒子径が6nm〜20nmである負極性を有する無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、平均粒子径が30nm〜200nmである負極性を有する無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部と、平均粒子径が6nm〜200nmである正極性を有する無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜1.5重量部含むことを特徴とする。
【0041】
本発明の二成分現像剤は、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、粗大粒子から構成されるトナーとキャリアからなる二成分現像剤であって、示差走査熱量分析法(DSC法)による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部含み、前記トナー母体の体積平均粒子径が3〜8μm、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体を5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜60体積%含有し、前記粗大粒子が前記トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有し、前記トナー母体100重量部に対し1〜6重量部含み、平均粒子径が6nm〜20nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、平均粒子径が30nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部含むトナーと、コア材の表面がアミノシランカップリング剤を含むフッ素変性シリコーン樹脂により少なくとも被覆され、平均粒子径が30〜60μmである磁性粒子を含むキャリアとから構成されることを特徴とする。
【0046】
【発明の実施の形態】
本発明は、デジタル高画質化、高精彩色再現性カラー化、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、さらには二成分現像におけるキャリアのトナー成分によるスペントを防止して長寿命化を実現するものである。
(1)ワックス
本実施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5〜20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。また後述するキャリアと組合せた使用によりキャリアへのスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化を可能とできる。また現像器内でのハンドリング性が向上し、現像の奥側と、手前側で画像の均一性が向上する。また現像メモリー発生を低減できる。
【0047】
この結着樹脂は酸価が1〜40mgKOH/gであればより好ましい。
【0048】
好ましくは添加量としては結着樹脂100重量部に対して7〜20重量部、より好ましくは10〜20重量部添加する。5重量部未満であると、定着性向上の効果が得られず、20重量部を超えると貯蔵安定性に難点がある。
【0049】
ヨウ素価が25を超えると、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。また現像メモリーも発生しやすくなる。けん化価が30未満であると、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トナーり、フィルミングや連続使用時の帯電性の低下を招く。300を超え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未満であると、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40mgKOH/gを超えると、耐環境性が悪化し、かぶり増大を招く。
【0050】
DSC法による融点が60〜120℃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65〜90℃、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65〜85℃のものである。
【0051】
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を超えると混練時の分散性が低下する。
【0052】
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%を超えると、結着樹脂のガラス転移点を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、カブリや感光体フィルミングを生じさせる。
【0053】
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。
【0054】
数平均分子量が100より小さく、重量平均分子量が200未満であ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、ワックスとともに電荷制御剤の分散性が悪化する。また現像器内でのハンドリング性が低下し、トナー濃度の均一性保持を阻害する。トナーの保存性が低下、感光体フィルミングを生じてしまう。
【0055】
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。
【0056】
またワックスとしては、メドウフォーム油、ホホバ油、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、セレシンワックス、ライスワックス等の材料が好ましく、またこれらの誘導体も好適に使用される。そして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種以上のワックスもより好ましい。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。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)。装置は、真空理工製TGD−3000、昇温速度は10℃/min、最高温度は220℃、保持時間は1minで、加熱減量(%)=W3/(W2−W1)×100、で求められる。
【0060】
誘導体として、例えば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オイルレス定着と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる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。
【0061】
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オイルレス定着と現像剤の長寿命化、転写性改良に効果が得られる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。
【0062】
また、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。後述するキャリアと組合せた使用により、オイルレス定着と共に現像剤の長寿命かが図られ、また現像器内での均一性が保持でき、現像メモリーの発生も抑制できる。
【0063】
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、フィルミング防止効果がある。
【0064】
グリセリン脂肪酸エステルとしてはグリセリンモノステアラート、グリセリントリステアレート、グリセリンステアレート、グリセリンモノパルミタール、グリセリントリパルミタール、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セット性緩和と、転写性低下防止効果がある。
【0065】
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、エチレングリコールモノパルミタール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キャリアスペント防止の効果がある。
【0066】
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、ソルビタントリパルミタ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、フィルミング防止効果がある。
【0067】
また、本実施形態では脂肪族アミド系のワックスが添加される。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トナーる。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トナーる。後述するキャリアと組合わせた使用により、オイルレス定着と共にスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化が図られ、また現像器内での均一性が保持でき、現像メモリーの発生も抑制できる。
【0068】
また、脂肪族アミド系のワックスとしては、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60〜120℃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5〜20重量部が好ましい。融点が60℃より小さくトナー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120℃を超え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20重量部より多くなると保存安定性が悪化する。添加量が5重量部より少なくなると機能が発揮し得ない。
【0069】
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ワックスが好ましい。
【0070】
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トナーる。またキャリアへのスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化を可能とできる。
【0071】
また、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60〜120℃、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不飽和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不飽和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不飽和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層のカラー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。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ーン系部材を使用しても、ハーフトーン画像のオフセットを防止できる。後述するキャリアと組合せた使用により、オイルレス定着と共にスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化が図られ、また現像器内での均一性が保持でき、現像メモリーの発生も抑制できる。さらには連続使用時の帯電安定性が得られ、定着性と現像安定性との両立が可能となる。
【0072】
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、本実施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。
【0073】
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60℃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フィルミングを生じる。
【0074】
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、感光体や中間転写体にフィルミングを発生する。また現像器内でのハンドリング性が低下し、トナー濃度の均一性を低下させる。また現像メモリーを生じ易くなる。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。不飽和炭化水素系ワックスとしては、エチレン、プロピレン、α―オレフィン等が好適に使用できる。
【0078】
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。
【0079】
添加量は結着樹脂100重量部に対し、5〜20重量部が好ましい。5より少ないと離型効果が出にくい。20よりも多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。
【0080】
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35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。
【0081】
分散平均粒子径が0.1μmより小さく、0.1μm未満の粒子が35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。
【0082】
また樹脂中でワックスは線状または楕円状構造の場合、長軸径が平均で0.5〜3μm、0.5μm未満の粒子が35個数%以下、0.5〜3.5μmの粒子が65個数%以上、3.5μmを越える粒子が5個数%以下であることが好ましい。平均径が0.5μmより小さく、0.5μm未満の粒子が35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。平均径が3μmより大きく、3.5μm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。現像器内でのハンドリング性が低下し、また現像メモリー性が低下する。
(3)結着樹脂
本実施形態の結着樹脂として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を有し、かつ、高分子量領域に存在する成分として3×104以上の分子量成分を結着樹脂全体に対し5%以上有し、重量平均分子量が1万〜30万、Z平均分子量が2万〜500万、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3〜100、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10〜2000、定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタによる1/2法による溶融温度(以下軟化点)が80〜150℃、流出開始温度は80〜120℃、樹脂のガラス転移点が45〜68℃の範囲であるポリエステル樹脂を成分とすることが好ましい。
【0083】
好ましくは重量平均分子量が1万〜20万、Z平均分子量が2万〜300万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜50、Z平均分子量/数平均分子量が20〜1000、軟化点が90〜140℃、流出開始温度は85〜115℃、ガラス転移点が52〜68℃の範囲であるポリエステル樹脂を成分とすることが好ましい。
【0084】
より好ましくは重量平均分子量が1万〜15万、Z平均分子量が2万〜50万、重量平均分子量/数平均分子量が3〜15、Z平均分子量/数平均分子量が50〜1000、軟化点が105〜135℃、流出開始温度は90〜120℃、ガラス転移点が58〜66℃の範囲であるポリエステル樹脂を成分とすることが好ましい。
【0085】
また高分子量領域に存在する成分として、好ましくは1×105以上の分子量成分を結着樹脂全体に対し3%以上有することが好ましい。さらには高分子量領域に存在する成分として、3×105以上の分子量成分を結着樹脂全体に対し0.5%以上有することが好ましい。
【0086】
好ましくは高分子量領域に存在する成分として、8×104〜1×107の分子量成分を結着樹脂全体に対し3%以上有し、かつ1×107以上の成分は含有しない構成が好ましい。
【0087】
さらに好ましくは、高分子量領域に存在する成分として、3×105〜9×106の高分子量成分を結着樹脂全体に対し1%以上有し、かつ9×106以上の成分は含有しない構成である。
【0088】
さらに好ましくは、高分子量領域に存在する成分として、7×105〜6×106の高分子量成分を結着樹脂全体に対し1%以上有し、かつ6×106以上の成分は含有しない構成である。
【0089】
高分子量成分が多すぎると、あるいは巨大すぎると混練時に巨大分子量成分が残留し、透光性を阻害する。また樹脂自体の製造効率が低下する。現像ローラ供給ローラに不要な傷を付け画像に縦筋を生じさせる。またワックスの分散性が低下する。
【0090】
結着樹脂の重量平均分子量が1万より小さく、Z平均分子量が2万より小さく、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、軟化点が80℃より小さく、流出開始温度が80℃より小さく、ガラス転移点が45℃より小さくトナーると、混練時の分散性が低下し、カブリの増加や耐久性の悪化を招く。また混練時の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。樹脂中でのワックスや電荷制御剤の分散性が悪化し、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。また耐オフセット性、高温保存性の悪化、さらには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。
【0091】
結着樹脂の重量平均分子量が30万より大きく、Z平均分子量が500万より大きく、重量平均分子量/数平均分子量が100より大きく、Z平均分子量/数平均分子量が2000より大きく、軟化点が150℃より大きく、流出開始温度が120℃より大きく、ガラス転移点が68℃より大きくトナーると、機械の処理中の負荷が過大トナーり生産性の極端な低下や、カラー画像での透光性の低下や定着強度の低下につながる。
【0092】
また、溶融混練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定着性が向上する。
【0093】
トナーの低分子量側に存在する分子量極大ピークが、好ましくは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。
【0094】
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。
【0095】
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未満であると耐久性が悪化し、3×104を超えると定着性が悪化し、透光性が低下する。
【0096】
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未満であると、耐オフセット性が低下し、保存安定性が悪化する。現像性が悪化しカブリが増大する。1×106を超えると粉砕性が低下し、生産効率の低下を招く。
【0097】
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、あるいは巨大な状態は、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、混練状態が不具合トナーった結果である。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、転写効率の低下、トナーの粉砕性が悪化し製造効率が低下する。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
Hb/Haが、0.15未満であると耐オフセット性が悪化し、保存安定性も低下し、現像ローラや感光体へのフィルミングを助長する結果トナーる。0.9を超えると、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。
【0101】
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、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。またキャリアへのスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化を可能とできる。
【0102】
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トナーる。またキャリアへのスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化を可能とできる。
【0103】
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、現像器内でのハンドリング性が向上しトナー濃度の均一性が向上する。現像メモリーの発生も抑制できる。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トナーる。
【0104】
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トナー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。
【0105】
これにより、デジタル高画質化、高彩色再現性カラー化、二成分現像におけるキャリアへのスペントを防止でき、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る。
【0106】
さらにはクリーナプロセスの実現、転写間短距離、高速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。
【0107】
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トナーる。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トナーり、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。またキャリアへのスペントの発生を抑制でき現像剤の長寿命化を可能とできる。
【0108】
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トナーることである。
【0109】
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トナーる。
【0110】
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。
【0111】
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。
【0112】
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未満であると、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。ワックス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。
【0113】
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を超えると、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、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。
【0114】
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トナーり、画質を劣化させてしまう。
【0115】
本実施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又は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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
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、グリセリン、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。この中で特に下記化学式(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。
【0119】
【化1】
【0120】
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。
【0121】
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トナーしに、良好なトナーを得ることができる。
【0122】
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。
【0123】
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。
【0124】
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トナーる範囲内に包含される条件である。
【0125】
また炭素数5〜100の長鎖アルキルアルコール、不飽和多価カルボン酸又はその無水物及び不飽和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測定は、装置はWATERS製GPC−150C、カラムはShodex HT−806M(8.0mmI.D.−30cm×2)、溶離液はo−ジクロロベンゼン、流量は1.0mL/min、試料濃度は0.3%、注入量は200μL、検出器はRI、測定温度は130℃、測定前処理は試料を溶媒に溶解後0.5μmの金属焼結フィルターでろ過処理した。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トナーる範囲内に包含される条件である。
【0126】
また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所の定荷重押出し形細管式レオメータフローテスタ(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)トナーる。
【0127】
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10℃/minで室温まで冷却したサンプルを、昇温速度10℃/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いう。
【0128】
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。5℃/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5℃/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。
【0129】
本実施形態に好適に使用される結着樹脂には、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。
【0130】
また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。
(4)電荷制御剤
本実施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、電荷制御剤が添加される。好ましい材料としては、アクリルスルホン酸系の重合体で、スチレン系モノマーと極性基としてスルホン酸基を有するアクリル酸系モノマーとのビニル共重合体が好ましい。特にはアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体が好ましい特性を発揮できる。後述するキャリアと組合せて使用することにより、現像器内でのハンドリング性を向上し、トナー濃度の均一性が向上する。さらに現像メモリーの発生を抑制できる。また、好ましい材料としては下記化学式(化2)に示すサリチル酸誘導体の金属塩が用いられる。
【0131】
【化2】
【0132】
また、好ましい材料としては下記化学式(化3)に示すベンジル酸誘導体の金属塩が用いられる。
【0133】
【化3】
【0134】
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。これはワックス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。
【0135】
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重量部よりも多くなるとカラー画像での色濁りが目立ってくる。
(5)顔料
また、本実施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効果がある。
【0136】
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。
(6)外添剤
また本実施形態では外添剤として、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、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸塩、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム等のジル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疎水化処理される。
【0137】
シリカに処理されるシリコーンオイル系の材料としては、下記化学式(化4)に示されるものが好ましい。
【0138】
【化4】
【0139】
例えば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、シリカへ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、シリカ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。無機微粉末100重量部に対して、シリコーンオイル系の材料は1〜20重量部配合されるのが好ましい。
【0140】
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。
【0141】
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。
【0142】
正極帯電性を有する無機微粉末はアミノシランや下記化学式(化5)に示される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。
【0143】
【化5】
【0144】
また、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。
【0145】
また、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩により無機微粉末の表面を処理することも好ましい。いずれか1種または2種以上を表面処理したシリカ又は酸化チタン微粉末がより好ましい。
【0146】
脂肪酸、脂肪酸金属塩としては、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。
【0147】
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)(C17H35COO)2)、またはモノステアリン酸アルミニウム(Al(OH)2(C17H35COO))、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。
【0148】
また、小粒径トナーのハンドリング性を向上でき、現像、転写において高画質化と転写性向上の両立を図ることができる。現像においては潜像をより忠実に再現できる。そして転写の際のトナー粒子の転写率を悪化させるこトナーく転写できる。またタンデム転写においても再転写を防止でき、中抜けの発生の抑制が可能トナーる。さらには現像量を少なくしても高画像濃度を得ることができる。また後述するキャリアと組合わせた使用により、耐スペント性をより向上でき、現像器内でのハンドリング性を向上させトナー濃度の均一性を上げることが出きる。また現像メモリー発生を抑制できる。
【0149】
平均粒子径6nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.5〜5.5重量部外添処理する構成が好ましい。平均粒子径6nmよりも小さいと、シリカ浮遊や感光体へのフィルミングが生じ易い。転写時の逆転写の発生を抑さえ切れない。200nmよりも大きくなると、トナーの流動性が悪化する。1.5重量部よりも少ないとトナーの流動性が悪化する。転写時の逆転写の発生を抑さえ切れない。5.5重量部よりも多いとシリカ浮遊や感光体へのフィルミングが生じ易い。高温オフセット性を悪化される。
【0150】
さらには、平均粒子径が6nm〜20nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、30nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部とを少なくとも外添処理する構成が好ましい。この構成により機能分離したシリカの使用で、現像でのハンドリング性、転写時の逆転写、中抜け、飛散りに対しよりマージンが取れる。またキャリアへのスペントを防止できる。
【0151】
さらには、平均粒子径が6nm〜20nmの無機微粉末の強熱減量が1.5〜25wt%、平均粒子径が30nm〜200nmの強熱減量が0.5〜23wt%であることが好ましい。
【0152】
シリカの強熱減量を特定することにより、転写時の逆転写、中抜け、飛散りに対しよりマージンが取れる。また後述するキャリアやワックスと組合せた使用により、耐スペント性をより向上でき、現像器内でのハンドリング性を向上させトナー濃度の均一性を上げることが出きる。また現像メモリー発生を抑制できる。
【0153】
平均粒子径が6nm〜20nmの強熱減量が1.5wt%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる。25wt%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる。好ましくは強熱減量が1.5〜20wt%、より好ましくは5〜19wt%である。
【0154】
平均粒子径が30nm〜200nmの強熱減量が0.5wt%よりも少ないと、逆転写、中抜けに対する転写マージンが狭くなる。23wt%よりも多くなると、表面処理がムラになり、帯電のバラツキが生じる。好ましくは強熱減量が1.5〜18wt%、より好ましくは5〜16wt%である。
【0155】
さらには、平均粒子径6nm〜200nm、強熱減量が0.5〜25wt%である正帯電性無機微粉末をさらにトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜1.5重量部とを少なくとも外添処理する構成も好ましい。
【0156】
正帯電性無機微粉末を添加する効果は、トナーが長期連続使用の際に過帯電になることを抑え、より現像剤寿命を延ばすことが可能トナーる。さらには過帯電による転写時の飛散りを抑える効果も得られる。またキャリアへのスペントを防止できる。0.5重量部よりも少ないとその効果が得にくい。1.5重量部よりも多くなると、現像でのかぶりが増大する。強熱減量は好ましくは1.5〜20wt%、より好ましくは5〜19wt%である。
【0157】
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。熱風乾燥器(105℃±1℃)で2時間乾燥する。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。
乾燥減量(%)=乾燥による減量(g)/試料量(g)×100
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。500℃に設定した電気炉中で2時間強熱する。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する。
【0158】
強熱減量(%)=強熱による減量(g)/試料量(g)×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。
【0159】
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。
疎水化度=(a/(50+a))×100(%)
またトナー母体の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有する粗大粒子をトナー母体に対し、1.0〜6.0重量部有することが好ましい。これによりトナーを小粒径化して画質を向上させる際に生じるトナーの流動性を維持し、かつ感光体、中間転写体上でのトナーのクリーニング性を向上できる。
【0160】
小粒径化したトナーの流動性を向上させるために、シリカ等の無機微粉末を多く添加する構成を取るが、この構成だとトナー粒子間に多量のシリカ等の微粉末が介在し、定着時のトナー同士の融着を妨げ、定着強度を悪化させたり、高温オフセット性を悪化させる。
【0161】
しかし上記した粗大粒子を添加することによりトナー粒子間に存在するため、定着時のトナー同士の融着を妨げることが少なく、また流動性を保持するとともに定着性への影響は少ない。また長期使用時にトナーとキャリアとの中間的な大きさに位置しトナーに加わる衝撃を緩和でき、キャリアとの混合性を良化させ、帯電安定化に寄与できる効果が得られる。
【0162】
好ましくはトナー母体の体積平均粒子径の2.5〜5倍の体積平均粒子径を有する粗大粒子をトナー母体に対し、2.0〜5.0重量部有することが好ましい。さらに好ましくはトナー母体の体積平均粒子径の2.5〜4倍の体積平均粒子径を有する粗大粒子をトナー母体に対し、3.0〜5.0重量部有することが好ましい。
【0163】
さらには、その粗大粒子中に前記した脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩等の滑性剤を添加することにより衝撃の緩和や流動性の維持、トナーのクリーニング性に対してより効果が得られる。添加量としては1〜20重量部で少ないと効果がえられ得ず、多過ぎるとトナーの帯電低下を生じさせる。
粗大粒子は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が好適に使用でき、添加されるトナー色に着色されていることも好ましい。これらの樹脂を溶融して、滑性剤や着色剤を添加し、冷却後に所定の粒径に粉砕する方法や、粒子を懸濁または乳化重合法により形成する方法がある。粒子の体積基準の変動係数は流動性付与、トナーのクリーニング性の効果を発現させるためには体積基準で40%以下が好ましい。より好ましくは35%以下である。さらに好ましくは30%以下である。粒径の測定は後術する方法で行われる。
(7)トナーの粉体物性
本実施形態では、結着樹脂、着色剤及びワックスを含む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粒子の体積平均粒径が3〜8μm、好ましくは3.5〜7.5μm、より好ましくは4〜6.5μmであり、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子が5〜60体積%で含有する粒度分布とする構成である。
【0164】
より好ましくは個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が10〜45個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子が12〜50体積%で含有する粒度分布とする構成である。
【0165】
さらに好ましくは個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が15〜40個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子が12〜45体積%で含有する粒度分布とする構成である。
【0166】
高解像度画質、さらにはタンデム転写における逆転写の防止、中抜けを防止し、オイルレス定着との両立を図ることを可能とできる。
【0167】
体積平均粒径が8μmより大きいと画質と転写の両立が図れない。体積平均粒径が3μmより小さいと現像でのトナー粒子のハンドリグ性が困難トナーる。個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が5個数%よりも少なくなると、画質と転写の両立が図れない。55個数%よりも多く含有すると現像でのトナー母体粒子のハンドリグ性が困難トナーる。6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子が55体積%よりも多く含有すると、画質と転写の両立が図れない。5体積%よりも少ないとトナー生産性の低下とコストアップになる。
【0168】
また、体積平均粒子径から換算した真球相当の比表面積値St(St=6/(真比重×体積平均粒子径))との比表面積比SSt(SSt=(St/粉砕されたトナー母体粒子の比表面積測定値)が0.4〜0.9、好ましくは0.5〜0.85、より好ましくは0.55〜0.8である。0.9よりも大きいと球形化が進み、帯電性の低下を招き、転写時の飛び散り等の弊害を招く。0.4よりも小さいと形状が不定形になり過ぎるか、または過粉砕された微粉量が多い原因である。
【0169】
トナー母体粒子の体積粒径分布の変動係数が15〜32%、個数粒径分布の変動係数が15〜35%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15〜30%、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15〜25%である。
【0170】
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。
【0171】
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15%未満トナーると、生産的に困難であり、コストアップの要因トナーる。体積粒径分布の変動係数が32%より大、または個数粒径分布の変動係数が35%を超えると、粒度分布がブロードトナー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トナーる。
【0172】
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。
【0173】
微粉量が過大、すなわち2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子の含有量が55個数%以上とすると、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。逆に微粉量が少なくなると、画質の低下を招き、適当な範囲が必要トナーる。
【0174】
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%トナーるよう界面活性剤(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70μmのアパーチャーを用いた。70μmのアパーチャー系では、粒度分布測定範囲は1.26μm〜50.8μmであるが、2.0μm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2.0μm〜50.8μmとした。
【0175】
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トナーる。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
(8)キャリア
本実施形態の樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材に、アミノシランカップリング剤を含有したフッ素変性シリコーン系樹脂からなる被覆樹脂層を有するキャリアが好適に使用される。
【0176】
キャリア芯材には、鉄粉系キャリア芯材、フェライト系キャリア芯材、マグネタイト系キャリア芯材、また磁性体を樹脂中に分散した樹脂分散型キャリア芯材等がある。
【0177】
ここでフェライト系キャリア芯材の例としては、一般的に下記式で表される。
【0178】
(MO)X(Fe2O3)Y
式中、Mは、Cu,Zn,Fe,Mg,Mn,Ca,Li,Ti,Ni,Sn,Sr,Al,Ba,Co,Mo等から選ばれる少なくとも1種を含有する。またX,Yは重量モル比を示し、かつ条件X+Y=100を満たす。
【0179】
フェライト系キャリア芯材は、Fe2O3を主原料に、Mは、Cu,Zn,Fe,Mg,Mn,Ca,Li,Ti,Ni,Sn,Sr,Al,Ba,Co,Mo等から選ばれる少なくとも1種の酸化物を混合して原料に用いる。
【0180】
フェライト系キャリア芯材の製造方法の例としては、まず上記各酸化物等の原料を適量配合し、湿式ボールミルで10時間粉砕、混合し、乾燥させた後、950℃で4時間保持する。これを湿式ボ−ルミルで24時間粉砕し、さらに結着剤としてポリビニルアルコール、消泡剤、分散剤等を加え、原料粒子径が5μm以下のスラリ−とする。このスラリーを造粒乾燥し、造粒物を得て、酸素濃度をコントロールしながら1300℃で6時間保持した後、粉砕し、さらに所望の粒度分布に分級して得る。
【0181】
本発明の樹脂被覆層に用いる樹脂としては、フッ素変性シリコーン系樹脂が必須である。そのフッ素変性シリコーン系樹脂としては、パーフロロアルキル基含有の有機ケイ素化合物を必須とし、下記(化6)及び/または(化7)を加水分解させて得られる硬化性架橋型フッ素変性シリコーン樹脂が好ましい。
【0182】
【化6】
【0183】
【化7】
【0184】
(式中、R1、R2、R3は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基を示す。)
パーフロロアルキル基含有の有機ケイ素化合物の例としては、CF3CH2CH2Si(OCH3)3、C4F9CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2、C8F17CH2CH2Si(OCH3)3、C8F17CH2CH2Si(OC2H5)3、(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3等が挙げられるが、特にトリフロロプロピル基を有するものが好ましい。
【0185】
また、本実施形態においては、アミノシランカップリング剤を被覆樹脂層に含有させる。このアミノシランカップリング剤としては公知のものでよく、例えばγ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、オクタデシルメチル〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕アンモニウムクロライド(上からSH6020、SZ6023、AY43−021:共に東レダウコーニングシリコーン社製)、KBM602、KBM603、KBE903、KBM573(信越シリコーン社製)等が挙げられるが、特には、1級アミンのものが好ましい。メチル基、エチル基、フェニル基等で置換された2級または3級のアミンでは極性が弱く、トナーとの帯電立ち上がり特性に対して効果が少ない。また、アミノ基の部分が、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノフェニル基になると、シランカップリング剤の最先端は、1級アミンであるが、シランから伸びる直鎖の有機基中のアミノ基は、トナーとの帯電立ち上がり特性に寄与せず、逆に高湿時に水分の影響を受けるため、最先端のアミノ基により初期のトナーとの帯電付与能力は有するものの、耐刷時に帯電付与能力が下がり、最終的には寿命が短いものトナーる。
【0186】
そこで、これらのアミノシランカップリング剤とフッ素変成シリコーンを組み合わせて併用することにより、トナーに対して正極性の帯電性を有するフッ素変性シリコ−ン樹脂層に、シャ−プな帯電量分布を確保したまま、負帯電性を付与でき、かつ補給されたトナーに対し、早い帯電立ち上がり性を有し、トナー消費量を低減させることができる。さらに、アミノシランカップリング剤が架橋剤の如き効果を発現し、ベース樹脂であるフッ素変性シリコーン樹脂層の架橋度を向上させ、被膜樹脂硬度をさらに向上させ、長期使用での摩耗・剥離等が低減でき、耐スペント性を向上させ、帯電付与能力の低下を抑えられ、帯電の安定化が図られ、耐久性が向上する。さらに後述する特定の低融点のワックスを一定量以上添加したトナーと組合わせて使用することにより、現像器内でのハンドリング性が向上し、画像上において現像の奥側と手前側での濃度の均一性が向上する。またベタ画像採取後に履歴が残るいわゆる現像メモリーも低減できる。
【0187】
アミノシランカップリング剤の使用割合としては、樹脂に対して、5〜40重量%、好ましくは10〜30重量%である。5重量%未満であるとアミノシランカップリング剤の効果がなく、40重量%を越えると樹脂被覆層の架橋度が高くなり過ぎ、チャ−ジアップ現象を引き起こし易くなり、現像性不足等の画像欠陥の発生原因トナーることがある。
【0188】
また、帯電安定化のため,チャージアップを防止するため、樹脂被覆層には導電性微粒子を含有することも可能である。導電性微粒子としては、オイルファーネスカーボンやアセチレンブラックのカーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛などの半導電性酸化物、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粉末表面を酸化スズやカーボンブラック、金属で被覆したもの等が挙げられ、その固有抵抗が1010Ω・cm以下のものが好ましい。導電性微粒子を用いる場合の含有量は1〜15重量%が好ましい。導電性微粒子は、樹脂被覆層に対し、ある程度の含有量であれば、フィラ−効果により樹脂被覆層の硬度の向上をもたらすが、15重量%を越えると、逆に樹脂被覆層の形成を阻害し、密着性・硬度の低下の原因トナーる。さらには、フルカラ−現像剤における導電性微粒子の過剰の含有量は、紙面上に転写・定着されたトナーの色汚れの原因トナーる。
【0189】
本実施形態のキャリアの平均粒径は20〜70μmが好ましい。キャリアの平均粒径が20μm未満では、キャリア粒子の分布において微粒子の存在率が高くなり、それらのキャリア粒子はキャリア1粒子当たりの磁化が低くなるため、キャリアが感光体に現像されやすくなる。また、キャリアの平均粒子が70μmを超えると、キャリア粒子の比表面積が小さくなり、トナー保持力が弱くなるため、トナー飛散が発生する。また、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪く好ましくない。
【0190】
キャリア芯材上に被覆層を形成する方法には、特に制限はなく、公知の被覆方法、例えば、キャリア芯材である粉末を、被膜層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被膜層形成用溶液をキャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被膜層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリア芯材と被膜層形成用溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等の湿式被覆方法の他、粉末状の樹脂とキャリア芯材とを高速混合し、その摩擦熱を利用することで樹脂粉末をキャリア芯材表面に融着被覆する乾式被覆方法等が挙げられ、いずれも適用することができるが、湿式被覆方法が特に好ましく用いられる。
【0191】
被膜層形成用塗布液に使用する溶剤は、前記コート樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、用いられるコート樹脂に適合するように選択することができる。一般的には、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類が使用できる。
【0192】
樹脂被覆量はキャリア芯材に対し、0.2〜6.0重量%が好ましく、より好ましくは0.5〜5.0重量%、さらに好ましくは0.6〜4.0重量%、0.7〜3重量%である。樹脂の被覆量が0.2重量%未満になると、キャリア表面に均一な被覆を形成することができずキャリア芯材の特性の影響を大きく受けてしまい、本発明のフッ素変性シリコ−ン樹脂とアミノシランカップリング剤の効果を充分に発揮できない。6.0重量%を超えると被覆層が厚くなり過ぎ、キャリア粒子同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られない傾向にある。
【0193】
樹脂を被覆した後は、硬化処理の条件としては、120〜280℃、0.5〜2.5時間が適当である。処理温度が低いと被膜樹脂自体の硬度が低下する。処理温度が高すぎると帯電低下が生じる。
(9)粉砕
本実施形態に係るトナーは、小粒径化してもキャリアへのスペントを防止でき、オイルレス定着を実現することができる。
【0194】
その粉砕の一手法として例示すると、小粒径でかつ粒度分布をシャープにするため、トナー組成物を溶融混練した後、表面に凹凸を有し高速に回転する円筒状の回転体と、回転体の外側に0.5mm〜40mmの間隙を存して嵌装され、回転体と中心軸を共有する表面に凹凸を有する円筒状の固定体と、被トナー粉砕物を流入させる供給口と、粉砕処理されたトナー粉砕物を排出する排出口とを具備する粉砕機により、所定の粒度分布に粉砕される。このとき、被トナー粉砕物を供給口から流入させる前に、被トナー粉砕物の凝集を緩和する手段を付加させ、前記供給口から流入させて所定の粒度分布へ粉砕させる構成とする。
【0195】
被トナー粉砕物の凝集を緩和する手段としては、被トナー粉砕物を供給口から流入させる前に、被トナー粉砕物に蒸発性の媒体、例えば、水蒸気、エタノール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール等で粉体の電荷を除去できることが目的である。被トナー粉砕物に霧状に噴霧供給して混合又は付着させ、粉砕供給口から流入させる方法である。
【0196】
また、被トナー粉砕物を供給口から流入させる前に、前記被トナー粉砕物に振動手段を付加させて、供給する方法で、振動手段としては超音波振動、バイブレーション振動等がある。被トナー粉砕物が配管内を通過して粉砕部供給口から流入させる前に配管部に振動装置を具備させ、被トナー粉砕物を分散させながら供給口から流入させる。
【0197】
また、被トナー粉砕物を定量供給機から流入させる前に、前記被トナー粉砕物と無機微粉末とあらかじめ混合しておき、その混合物を前記定量供給機から流入させて粉砕する方法がある。無機微粉末としては前記した材料が適当である。
【0198】
また、トナーを粉砕処理する際、被トナー粉砕物を定量供給機から流入させる前に、無機微粉末を無機微粉末供給機から供給して混合させ、粉砕入口から流入させて所定の粒度分布へ粉砕する構成も取れる。また同時に投入させることも可能である。
【0199】
これにより被トナー粉砕物が均一に分散した状態で回転体を有する粉砕部に突入し、回転体の生ずる渦流により被トナー粉砕物が均一に粉砕される。これにより小粒径化粉砕と、粗粉をシャープにカットされた状態での粉砕が可能となる。
【0200】
このとき供給して混合させる無機微粉末が、平均粒径8〜40nm、強熱減量が0.5〜25wt%であるシリカ又は酸化チタン微粉末が好ましい。さらには脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸金属塩のいずれか1種または2種以上を表面処理したシリカ又は酸化チタン微粉末が好ましい。さらには、無機微粉末が、シリコーンオイルを表面処理したシリカ又は酸化チタン微粉末が好ましい材料である。また被トナー粉砕物の電荷を緩和する目的でトナー母体粒子の帯電極性と逆帯電極性を有する無機微粉末も有効な手段である。
【0201】
平均粒径が8nmより小さいと、定量切出しが不安定トナーる。平均粒径が40nmより大きいと均一粉砕性が良くならない。強熱減量が0.5wt%より小さいと、微粉末が飛散してしまう。強熱減量が25wt%より大きいと微粉末の凝集が強くなり、被トナー粉砕物の均一供給性が悪くなる。
【0202】
この無機微粉末はトナー母体に固着されるこトナーく静電気的な付着状態でトナー表面に付着する。無機微粉末の供給量としては被トナー粉砕物の供給量の0.1〜5wt%程度が好ましい。
【0203】
回転体の凸部と、固定体の凸部との間隙を0.5〜40mm、好ましくは0.5〜10mm、より好ましくは0.5〜6mmにすることにより粉砕効率と球形化作用をより高めることができる。0.5mmより小さいと粒子と回転体、固定体との接触が著しく増大するので、摩擦熱の発生が著しくなり、上記の先端部でトナーの融着が生じる。40mmより大きいと高速気流の激しい流動を発生させることができず、充分な粉砕性が得られない。
【0204】
この方式で行うと粉砕と同時に外添処理を施すことが可能であるため、製造工程が短縮できるメリットが大きい。またトナーは粒子の角が取られ球形化されるため、流動性は向上する。
【0205】
トナーの流動性が低いとベタ画像部にムラが発生したり、摩擦帯電性が低下し、逆極性トナーが増加し、感光体の非画像部にトナーが強く付着し除去できず、地カブリトナーって画像を劣化させるし、また転写効率が低下する。外添剤シリカを増量してトナーの流動性を上げると、摩擦帯電が均一化し、地カブリの減少と、画像濃度の増加、ベタ黒画像部のムラが解消される傾向にある。しかし感光体へのシリカやトナーのフィルミングや、シリカ凝集物のベタ黒画像部への白点付着等の課題が発生する。
【0206】
そのため、少量のシリカの添加量で高流動性が得られ、浮遊シリカの発生が抑えられ、ベタ黒画像部へのシリカの白点や、中間転写体や感光体へのシリカ、トナーフィルミングの発生が抑えられる。また低流動性のトナーで見られるベタ黒画像部のムラの発生が抑えられ、均一な転写性が得られ、さらに逆極性トナーの発生を低く抑えられるため、転写効率が向上する要因トナーる。
【0207】
さらに転写時において、特に高温高湿時、文字やライン等のトナーが集中しているところで、所定の押圧力で転写しても、トナーの高流動性のため、トナー同士の凝集が起きにくく、中抜けのない鮮明な画像が得られる。
【0208】
図3に示した本実施形態のトナーの粉砕装置の1実施例について説明する。
混練物を粗粉砕によりメッシュ径約1〜5mmパスした被トナー粉砕物503は定量供給機508から投入され、冷却器509によって供給される冷却エアー511により、粉砕供給部に送られ、粉砕処理部500で粉砕される。原料503は粉砕入口504から投入され、高速に回転し表面に凹凸部506を有する回転体501と、この回転体501と狭ギャップの間隙で位置している表面に凹凸部507を有する固定体502との空間に運ばれ、高速に回転する回転体と固定体の間に発生する高速気流の流動に伴って、原料粒子相互が強力な衝突により粉砕されながら球形化される。球形化された粒子510は排出口505から出て、粗粉分級機513に送られ、粗い粒子は再度エアー511により、粉砕入口504に送られる。製品はサイクロン515に送られ、補集容器520に回収される。512は温度計、514はバグフィルター、516は風量計、517はブロアである。
【0209】
519はバイブレータ振動装置、518は無機微粉末供給機である。粗粉分級によリ分離され再度粉砕部に供給されるとき、無機微粉末供給をその後ろから供給することが好ましい。これにより無機微粉末が粉砕物への衝突の際に均一に混合される。無機微粉末の代わりに蒸発性の溶剤の供給の可能である。
【0210】
図4に図3のI−I断面図を上から見たものである。凹凸部は全周に渡り付加されている。図にはその一部を記載し、後は省略している。図5は図4のBの箇所を拡大したものである。s1は固定体502の表面凹凸部507の凸部の幅、s2は固定体502の表面凹凸部507の凸部間の距離、s3は固定体502の表面凹凸部507の凸部の高さ、r1は回転体501の表面凹凸部506の凸部の幅、r2は回転体501の表面凹凸部506の凸部間の距離、r3は固定体501の表面凹凸部506の凸部の高さを示す。回転体が高速に回転し、シリカ等の無機微粉末の供給を受けながら効率よくトナーを小粒径化しかつ球形化して粉砕するためには、固定体502の表面凹凸部507の密度を回転体501の表面凹凸部506の密度よりも高くする構成とすることにより実現できる。凸部は周長1cm当り1個以上とする構成が好ましい。好ましくは2.5個以上である。さらには0.2≦s1/r1≦0.7、0.2≦s2/r2≦0.7の関係を有することが好ましい。特に無機微粉末を供給しながら粉砕処理する際、被粉砕物が均一に分散された状態で投入されるため、固定体の壁面との衝突を安定化させるためには密度を高する必要がある。0.2よりも小さくなると、表面加工の際のコストアップトナーる。0.7よりも大きくなると、渦流の流れが不均一トナーり小粒径への粉砕が困難トナーる。
(10)重合方法
小粒径トナーの作成方法としては、乳化重合法、懸濁重合法なども好適に使用できる。
【0211】
乳化重合法では、イオン性界面活性剤を含有する樹脂微粒子分散液を調製し、着色剤粒子分散液及びワックスの離型剤粒子分散液と混合し、前記イオン性界面活性剤とは反対の極性を有するイオン性界面活性剤により凝集を生じさせることによりトナー径の凝集粒子を形成させ、その後樹脂微粒子のガラス転移点以上の温度に加熱して前記凝集粒子を融合して、洗浄、乾燥する手段によりトナーを作成することができる。
【0212】
この時使用する界面活性剤を例示すると、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン性界面活性剤、及びアミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤を使用することができる。また、ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤を併用することも効果的である。これらの分散手段としては、回転剪断型ホモジナイザーやメディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的なものを使用できる。
【0213】
粒子生成後は、任意の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望のトナーを得ることができるが、洗浄工程は、帯電性を発現・維持するため、十分にイオン交換水による置換洗浄を施すことが好ましい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好ましく用いられる。さらに乾燥工程も特に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が好ましく用いられる。
【0214】
また懸濁重合法では、重合性単量体、ワックス、着色剤等の各種添加剤を均一に溶解または分散させて加熱しホモジナイザー、超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめ単量体組成物としたのち、単量体系を、分散安定剤を含有する単量体系と同温の水相中に通常の攪拌機又はホモミキサー・ホモジナイザー等により分散せしめる。
【0215】
好ましくは、単量体液滴が所定のトナー粒子のサイズの粒径を有するように攪拌速度・時間を調整し、その後は分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の攪拌を行えば良い。重合温度は40℃以上、一般には50〜80℃の温度に設定させる。
【0216】
このとき定着助剤の高分散化と、定着助剤を包含したトナー粒子を小さく均一な粒度分布とするためにも、回転攪拌速度は30m/sec以上が好ましい。
【0217】
反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄、ろ過により回収し、乾燥する。懸濁重合においては通常単量体系100重量部に対して水300〜3000重量部を分散媒として使用するのが好ましい。
【0218】
用いられる分散媒は、いずれも適当な安定化剤、有機化合物として、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルコロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン、無機化合物としては、りん酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、メタケイ酸カルシウム、ベントナーイト、シリカ、アルミナ等を水相に分散させて使用できる。
【0219】
分散安定剤の中で、無機化合物を用いる場合、より細かい粒子を得るため、水系媒体中で該無機化合物を生成させても良い。例えば、りん酸カルシウムの場合高速攪拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合すると良い。
【0220】
またこれらの安定化剤の微細な分散のために、0.001〜0.1重量部の界面活性剤を使用しても良い。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進するためのものであり、その具体例として、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデジル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
【0221】
重合開始剤としては、2,2’−アゾビスー(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンー1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビスー4−メトキシー2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤が使用できる。
(11)二成分現像
感光体と現像ローラ間には直流バイアスと共に交流バイアスを印加する。そのときの周波数が1〜10kHz、交流バイアスが1.0〜2.5kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.2〜1:2であることが好ましい。
【0222】
より好ましくは周波数が3.5〜8kHz、交流バイアスが1.2〜2.0kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.5〜1:1.8である。
【0223】
更に好ましくは周波数が5.5〜7kHz、交流バイアスが1.5〜2.0kV(p−p)であり、かつ感光体と現像ローラ間の周速度比が1:1.6〜1:1.8である。
【0224】
この現像プロセス構成と本実施形態のトナー又は二成分現像剤の使用により、ドットを忠実に再現でき、現像γ特性をねかせる特性とできる。高画質画像とオイルレス定着性を両立できる。また高抵抗キャリアでも低湿下でのチャージアップを防止でき、連続使用においても高画像濃度を得ることができる。これは高帯電性を発現できるトナー、キャリア構成と交流バイアスとの併用により、キャリアとの付着力を低減でき画像濃度を維持できると共にカブリを低減でき、ドットをも忠実に再現できるものと思われる。
【0225】
周波数が1kHz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を超えると、現像領域での追随ができず、効果が現れない。この周波数の領域では高抵抗キャリアを使用した二成分現像において、現像ローラと感光体間よりもキャリアとトナー間での往復作用に働き、トナーをキャリアから微少に遊離させる効果があり、これによりドット再現性、中間調再現性が良好に行われ、かつ高画像濃度を出すことが可能になる。
【0226】
交流バイアスが1.0kV(p−p)未満であると、チャージアップの抑制の効果が得られず、交流バイアスが2.5kV(p−p)を超え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1:2を超えると(現像ローラ速度が上がる)とトナー飛散が多くなる。
(12)タンデムカラープロセス
また、高速にカラー画像を形成するために、本実施形態では、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トナーる転写位置構成を取る構成で、マシンの小型化と印字速度の両立を図るものである。毎分16枚(A4)以上処理でき、かつマシンがSOHO用途として使用できる大きさの小型化を実現するためには、複数のトナー像形成ステーション間を短く、かつプロセス速度を高める構成が必須である。その小型化と印字速度の両立のためには上記値が0.65以下とする構成がミニマムと考えられる。
【0227】
しかし、この構成をとるとき、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。
【0228】
そこで、本実施形態のトナー又は二成分現像剤を使用することにより、帯電分布が安定化し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。そのため定着特性を犠牲にするこトナーく、転写効率の低下、転写時の文字の中抜け、逆転写を防止することができる。
(13)クリーナレスプロセス
また、本実施形態では、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ー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。
【0229】
本実施形態のトナー又は二成分現像剤の使用により、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トナーる。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。
(14)オイルレスカラー定着
本実施形態では、トナーを定着する手段にオイルを使用しないオイルレス定着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。その加熱手段としては電磁誘導加熱が温度立上り省エネの観点から好ましい構成である。磁場発生手段と、電磁誘導により発生する発熱層及び離型層を少なくとも有する回転加熱部材と、該回転加熱部材と一定のニップを形成している回転加圧部材とを少なくとも有する加熱加圧手段を使用して、回転加熱部材と回転加圧部材間にトナーが転写された複写紙等の転写媒体を通過させ、定着させる構成である。
【0230】
また加熱部材と定着部材を分離した定着ベルトを使用した構成も好ましく使用される。
【0231】
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好適に用いられる。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。
【0232】
これらの定着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加熱部材又は定着部材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。
【0233】
そこで、本実施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加熱部材又は定着部材との帯電作用によるトナーの飛びを抑えられる。
【0234】
【実施例】
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。なお、下記の実施例において、単に%と記載しているのはwt%を意味する。
【0235】
(キャリア製造例1)
15モル%のトリフロロプロピル基を含有する架橋型フッ素変性シリコーン樹脂を固形分換算で120g、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン6gを300ccのトルエン溶剤に溶解させた。これを平均粒径50μm、印加磁場が3000エルステットの時の飽和磁化が65emu/gであるフェライト粒子10kgに対し、液浸乾燥式被覆装置を用いてコーティング処理し、その後230℃で1.5時間焼き付けを行い、キャリアA1を得た。
【0236】
(キャリア製造例2)
被覆樹脂を15モル%のC8F17CH2CH2Si(OCH3)3を含有する架橋型フッ素変性シリコーン樹脂に変更した以外は、製造例1と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアA2を得た。
【0237】
(キャリア製造例3)
導電性カーボン(ケッチェンブラックインタ−ナショナル社製 EC)を樹脂固形分100重量部に対し5重量部をパールミルにて分散した以外は、製造例1と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアA3を得た。
【0238】
(キャリア製造例4)
アミノシランカップリング剤の添加量を30gに変更した以外は、製造例3と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアA4を得た。
【0239】
(キャリア製造例5、比較例)
アミノシランカップリング剤の添加量を50gに変更した以外は、製造例3と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアb1を得た。
【0240】
(キャリア製造例6、比較例)
被覆樹脂をストレートシリコーン(東レ・ダウコーニング社製 SR−2411)に変更した以外は、製造例1と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアb2を得た。
【0241】
(キャリア製造例7、比較例)
被覆樹脂をパーフルオロオクチルエチルアクリレート/メタクリレート共重合体に変更した以外は、製造例3と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアb3を得た。
【0242】
(キャリア製造例8、比較例)
被覆樹脂をアクリル変性シリコーン樹脂(信越化学社製 KR−9706)に変更した以外は、キャリア製造例3と同様の工程でコア材を製造し、コーティングを行い、キャリアb4を得た。
【0243】
(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。この2価のアルコールと2価のカルボン酸、3価のカルボン酸の構成が定着性、分散性、キャリアのスペント性、粉砕性を両立させるために好適な構成である。
【0244】
【表1】
【0245】
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、Tg(℃)はガラス点移転、Tm(℃)は軟化点、Tfb(℃)は流出開始温度、AVは樹脂酸価を示す。
【0246】
(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。
【0247】
【表2】
【0248】
【表3】
【0249】
【表4】
【0250】
(表5)に本実施例で使用する顔料を示す。
【0251】
【表5】
【0252】
(表6)に本実施例で使用する電荷制御剤及びその物性値を示す。
【0253】
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。
【0254】
【表6】
【0255】
(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℃45RH%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。
【0256】
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。
【0257】
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。
【0258】
【表7】
【0259】
(表8)に本実施例で使用する粗大粒子を示す。形状は真球状でなく、不定形またはやや不定形のものが好ましい。不定形の方が帯電立上り性や、キャリアとの攪拌混合性が良好なためである
【0260】
【表8】
【0261】
(表9)に本実施例での粉砕条件を示す。
【0262】
本実施例では、s1は1mm、s2は4mm、s3は3mm、r1は4mm、r2は7mm、r3は3mm、回転体の周長は56.5cmとした。シリカ付着量は粉砕後にトナーに付着残留したシリカ量である。約40%程度がトナーに残留せず、バグフィルタに持って行かれている。
【0263】
【表9】
【0264】
(表10)(表11)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。なお、トナーサンプルTM6及びTM9は参考例である。
【0265】
【表10】
【0266】
【表11】
【0267】
図中、Ssは粉砕されたトナーの比表面積値、Stは、St=6/(トナーの真比重*体積平均粒子径)、で表される値、SStは、StをSs(粉砕されたトナーの比表面積値)で割った値である。
【0268】
顔料の添加量は結着樹脂100重量部に対して5重量部添加した。表中には示していないが表5に示した顔料を使用し、各色略同一の材料組成を使用した。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。外添剤又は粗大粒子はトナー母体100重量部に対する配合量(重量部)を示している。
【0269】
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。
【0270】
図1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1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。
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。
【0271】
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35mm(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125mm/sである。
【0272】
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100μm、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。第1転写ローラは外径10mm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。
【0273】
第2転写ローラ14は外径15mm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よりも大きい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トナーり、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。
【0274】
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。
【0275】
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。
【0276】
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は内部に1200ガウスの磁力を有する磁石を有するアルミよりなる外径12mmの現像ロ−ラで、感光体とギャップ0.3mmで対向し、矢印の方向に回転する。6は攪拌ローラで現像器内のトナーとキャリアを攪拌し、現像ローラへ供給する。キャリアとトナーの配合比を透磁率センサーにより読み取り(図示せず)、トナーホッパー(図示せず)から適時供給される構成である。5は金属製の磁性ブレードで現像ローラ上に現像剤の磁気ブラシ層を規制する。現像剤量は150g投入している。ギャップは0.4mmとした。電源は、省略しているが、現像ローラ4には−500Vの直流と、1.5kV(p−p)、周波数6kHzの交流電圧が印可される。感光体と現像ローラ間の周速度比は1:1.6とした。またトナーとキャリアの混合比は93:7とし、現像器中の現像剤量は150gで行った。
【0277】
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−1.2kVが印加される。感光体1表面を−600Vに帯電する。8はクリーナ、9は廃トナーボックス、7は現像剤である。
【0278】
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。
【0279】
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+1000V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。
【0280】
図2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。
【0281】
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。
【0282】
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19は、案内板211に沿って動く。
【0283】
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トナーっている。図示しない駆動モータから駆動力を受けて125mm/sで回転する。
【0284】
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。定着ベルト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。
【0285】
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。
【0286】
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と接触し回転する現像ローラ4上のトナーが感光体1に形成された静電潜像を顕像化する。
【0287】
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125mm/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。
【0288】
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。
【0289】
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。
【0290】
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+1kV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。
【0291】
(表12)に図1の電子写真装置により、画像出しを行った結果を示す。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。帯電量は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、耐久性評価のサンプルを0.3g採取し、窒素ガス1.96×104(Pa)で1分間ブローした。なお、現像剤サンプルcm1、cm2及びcm3は参考例である。
【0292】
【表12】
【0293】
現像剤DM11〜DM18を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、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。
【0294】
ベタ画像を連続10枚印字した後に白画像を取ったところ、非画像部への地かぶりは発生しなかった。
【0295】
その後にベタ画像を取った時に、トナーのキャリアへの供給不良混合性不良が見られず、現像メモリーの発生は見られなかった。
【0296】
A4用紙10万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。キャリアへのトナー成分のスペントもほとんど生じていない。キャリア抵抗の変化、帯電量の低下も少なく、カブリは発生はない。高温高湿下、低温低湿下での帯電量の変動はほとんど生じていない。
【0297】
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、逆転写の発生もごくわずかであった。転写効率は95%程度を示した。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、逆転写は発生しなかった。
【0298】
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。感光体上、転写ベルトのクリーニング不良も未発生であった。
【0299】
また3色の重なったフルカラー画像においても、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。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。
【0300】
しかしcm1〜cm16の現像剤はプロセス速度100mm/s、感光体間の距離が70mmでは転写時の文字の飛び散り、転写文字中抜け、逆転写性は許容できるレベルであったが、プロセス速度が120mm/sに上げた時や、感光体間の距離を60mmとしたときには転写時の文字の飛び散り、転写文字中抜け、逆転写が発生し、実用上問題とされるレベルであった。
【0301】
またcm5〜cm16の現像剤ではさらに感光体上、中間転写ベルト上でのクリーニング不良が発生した。そして感光体のフィルミング、カブリも多く発生した。
【0302】
また、キャリアへのスペントが多く、キャリア抵抗の変化が大きく、帯電量の低下、カブリの増大する傾向が見られた。高温高湿下での帯電量の低下によるカブリの増大、低温低湿下での帯電量の増大による画像濃度の低下が見られた。転写効率は60〜70%程度まで低下した。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。
【0303】
次に(表13)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。TM1〜TM12のトナーは定着ニップ部で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。
【0304】
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。
【0305】
【表13】
【0306】
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40〜60℃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。しかしtm1〜tm12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トナーった。
【0307】
以上の実施例のように、DSC法による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを含み、トナー母体粒子の平均粒子径を規定して、トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有する粗大粒子を配合するトナー構成とし、さらにはアミノシランカップリング剤を含有するフッ素変性シリコーン樹脂を被覆樹脂とするキャリアと組合わせた二成分現像剤により、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するオイルレス定着を実現でき、キャリアへのトナー成分のスペントもなく長寿命化を図ることができる。さらには転写時の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トナーる。
【0308】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、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、トナー中にワックス等の離型剤を使用して高透光性、高光沢性を発現するオイルレス定着を提供できる。また、ワックス等の離型剤を含有したトナーとの組合わせた使用においてもスペント化による劣化も生じない高い耐久性のある長寿命のトナーと、二成分現像剤を提供できる。また、ベタ画像を連続して取るようなトナーが多く消費される場合、トナーが急速に補給される際にカブリや現像メモリ−が発生しにくく、帯電立上がり性が良好なトナーと、二成分現像剤を提供できる。特に小型の現像器においてその傾向がより強く現れるため、攪拌時の均一帯電性が要求される。また、感光体や、転写体上でのトナーのクリーニング性を向上し、フィルミングの発生を防止できる。またトナーを小粒径化して画質向上させるとともにトナーの流動性の低下を抑制して、トナー供給やキャリアとの良好な混合性、帯電立上がり性を有するトナーと、二成分現像剤を提供できる。また複数の感光体及び現像部を有する像形成ステーションを並べて配置し、転写体に順次各色のトナーを連続して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、転写時の中抜けや逆転写、飛び散りを防止し、高転写効率が得られる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で使用した画像形成装置の構成を示す断面図
【図2】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
【図3】本発明の実施例で使用したトナー粉砕処理の構成図
【図4】本発明の実施例で使用したトナー粉砕処理の断面図
【図5】本発明の実施例で使用したトナー粉砕処理の断面図
【符号の説明】
1 感光体
2 帯電ローラ
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
508 定量供給機
500 粉砕処理部
501 回転体
502 固定体
503 原料
506 凹凸部
509 冷却器
511 エアー
512 温度計
514 バグフィルター
515 サイクロン
516 風量計
517 ブロア
518 無機微粉末供給装置
519 バイブレータ振動装置[0001]
The present invention relates to a toner used in a copying machine, a laser printer, plain paper FAX, a color PPC, a color laser printer, a color FAX, and a composite machine thereof.as well asTwo component developmentTo the agentIt is related.
[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. There have been proposed a tandem color process configured to be executed, and a tandem color process for continuously transferring directly to a transfer medium of paper or an overhead projector (OHP) without using a transfer body.
[0005]
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.
[0006]
When a color image is obtained, toner adheres to the surface of the fixing roller to cause an offset, so that a large amount of oil or the like must be applied to the fixing roller, which complicates handling and the configuration of the device. For this reason, in order to reduce the size, maintain maintenance, and reduce the cost of the equipment, it is required to realize oilless fixing that does not use oil during fixing, which will be described later. In order to make this possible, a configuration in which a release agent such as wax is added to a binder resin having sharp melt characteristics is being put into practical use.
[0007]
However, the problem with such a toner configuration is that the toner has a strong property of aggregating toner, so that the toner image during transfer and the tendency of transfer failure are more prominent, making it difficult to achieve both transfer and fixing. When used as two-component development, low-melting-point components of toner adhere to the carrier surface due to collision between particles, friction, mechanical collision such as collision between particles and developer, friction, etc., and heat generated by friction. Spent is likely to occur, the charging ability of the carrier is lowered, and the life of the developer is hindered, and toner is used.
[0008]
For the purpose of providing a long-life coat carrier, the following cited
[0009]
However, since the resin adhesive strength at the adhesive interface with the carrier is weak and the resin strength is insufficient, sufficient impact resistance is not obtained. Further, it is difficult to make the toner negatively charged due to the charging property of fluorine, and there is a problem in that the toner cannot be sufficiently charged, causing image fogging and density unevenness.
[0010]
Further, in the cited
[0011]
The following cited
[0012]
Various configurations have been proposed for toner. As is well known, a toner for electrostatic charge development used in an electrophotographic method is generally a resin component that is a binder resin, a coloring component composed of a pigment or a dye, a plasticizer, a charge control agent, and if necessary, a release agent. It is composed of additive components such as molds. As the resin component, natural or synthetic resins may be used alone or mixed in a timely manner.
[0013]
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. There is also a method in which a toner base is prepared by a chemical polymerization method. 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.
[0014]
In the following cited document 5, an external additive feeding means for feeding an external additive into a high-speed gas flow and a collision plate provided in a flow path of the high-speed gas flow carrying the pulverized raw material and the external additive, The structure in which the pulverized body and the additive component are easily mixed by the structure in which the external additive collides with the pulverized raw material in the vicinity of the collision plate and is mixed is disclosed. ing. However, this configuration is intended for homogeneous mixing with the added components. In particular, in a pulverizer using a collision plate method, toner with a high concentration of wax is exposed to excessive toner on the toner surface. The spent toner causes filming on the photoreceptor.
[0015]
In the following cited document 6, a coarse powder for toner is subjected to an intermediate pulverization treatment, and the resulting mixed powder of toner intermediate particles having an average particle diameter of 10 to 50 μm and modifying fine particles having an average particle diameter of 1 μm or less is obtained. The composition is obtained by friction grinding with a mechanical pulverizer to obtain a toner in which the modifying fine particles are fixed to the toner particles, so that the modifying fine particles are well fixed on the toner particles, and high fluidity and excellent durability. An effect of being able to manufacture toner having high efficiency with high efficiency is disclosed. However, with this configuration, the toner cannot be reduced in particle size efficiently.
As the release agent and wax to be added, in the following cited document 7, the use of a free fatty acid type carnauba wax and / or a montan ester wax, an oxidized rice wax having an acid value of 10 to 30, and in the following cited document 8, A vinyl copolymer polymerized in the presence of a natural gas-based Fischer-Tropsch wax, melting point 85-100 ° C., and the following cited reference 9: a polyhydric alcohol component, a dicarboxylic acid and a trivalent or higher polyvalent carboxylic acid compound; In which the average dispersion particle size of the release agent is 0.1 to 3 μm, the particle size of the external additive is 4 to 200 nm, and 1 to 5 parts by weight are added. The following cited document 10 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-toner. In the following cited
[0016]
As a charge control agent for imparting chargeability to the toner, a toner using a metal salt of a benzylic acid derivative is disclosed in the following cited
[0017]
However, low-melting-point release agents such as polyethylene and polypropylene wax have a good releasability from the heat roller at the time of fixing, in contrast to a resin composition in which a high molecular weight component and a low molecular weight component are blended or copolymerized. Therefore, 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 is easily generated, and fogging to the non-image area occurs. There is a problem in that spent to the carrier is likely to occur and photoconductor filming is likely to occur. In addition, toner causes transfer defects. Furthermore, in the transfer configuration in which the distance between the image forming stations is shortened by the tandem method described above, it is repelled by the charge action of the toner, the image is disturbed due to the scattering of the toner image, the transfer efficiency is lowered, and the character at the time of transfer is changed. It becomes easy to cause hollow out.
[0018]
The following cited
[0019]
[Patent Document 1]
JP 61-80161 A
[0020]
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2744790
[0021]
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 2801507
[0022]
[Patent Document 4]
JP 2002-23429 A
[0023]
[Patent Document 5]
JP-A-2-271364
[0024]
[Patent Document 6]
JP-A-6-89045
[0025]
[Patent Document 7]
JP-A-2-266372
[0026]
[Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-281748
[0027]
[Patent Document 9]
JP-A-10-327196
[0028]
[Patent Document 10]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-333584
[0029]
[Patent Document 11]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-188632
[0030]
[Patent Document 12]
JP 7-84409 A
[0031]
[Patent Document 13]
JP 7-211097 A
[0032]
[Patent Document 14]
JP 2002-258515 A
[0033]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above-described conventional problems, the present invention can achieve oil-less fixing that prevents offset while maintaining high OHP translucency, and prevents high-efficiency by preventing hollowing out and scattering during transfer. Toneras well asTwo component developmentAgentThe purpose is to provide.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
The toner of the present inventionA toner composed of toner base particles containing at least a binder resin, a colorant and a wax, and coarse particles, wherein the wax has an endothermic peak temperature of 60 to 120 ° C. by differential scanning calorimetry (DSC method). 5 to 55 parts by weight of toner base particles containing 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin, the toner base particles having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a particle size distribution of 2.52 to 4 μm. 5% to 60% by volume of toner base particles having a particle size of 6.35 to 10.1 μm in a volume distribution, and the coarse particles are 2 to 6 of the volume average particle diameter of the toner base particles. The inorganic fine powder having a volume average particle diameter twice as large as 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles and having an average particle diameter of 6 to 20 nm is added to 100 parts by weight of the toner base particles. And 0.5 to 2.5 parts by weight, an average particle diameter of 100 parts by weight of the toner base particles inorganic fine powder which is 30nm~200nm, characterized in that it comprises 1.0 to 3.5 parts by weight.
[0036]
The third toner of the present invention is a toner composed of a toner base containing at least a binder resin, a colorant and a wax, and coarse particles, and has an endothermic peak temperature by differential scanning calorimetry (DSC method). It contains 5 to 20 parts by weight of wax at 60 to 120 ° C. with respect to 100 parts by weight of the binder resin, the toner base has a volume average particle size of 3 to 8 μm, and a particle size distribution of 2.52 to 4 μm in the number distribution. 5 to 55% by weight of toner base, 5 to 60% by volume of toner base particles having a particle size of 6.35 to 10.1 μm in volume distribution, and the coarse particles are a volume average of the toner base particles. An inorganic fine powder having a volume average particle diameter of 2 to 6 times the particle diameter, including 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm. -0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base particles and an inorganic fine powder having a negative polarity with an average particle diameter of 30 to 200 nm with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. 5 parts by weight and 0.5 to 1.5 parts by weight of inorganic fine powder having a positive polarity with an average particle diameter of 6 nm to 200 nm are included with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
[0041]
The two-component developer of the present invention isA two-component developer comprising a toner base containing at least a binder resin, a colorant and wax, a toner composed of coarse particles and a carrier, and an endothermic peak temperature by differential scanning calorimetry (DSC method) of 60 to A toner base containing 5 to 20 parts by weight of wax at 120 ° C. with respect to 100 parts by weight of the binder resin, the toner base having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution. 5 to 55% by volume, containing 5 to 60% by volume of toner base particles having a particle size of 6.35 to 10.1 μm in a volume distribution, and the coarse particles having a volume average particle diameter of the toner base particles. An inorganic fine powder having a volume average particle diameter of 2 to 6 times, containing 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base, and having an average particle diameter of 6 to 20 nm is used. A toner containing 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to part by weight, and 1.0 to 3.5 parts by weight of inorganic fine powder having an average particle diameter of 30 nm to 200 nm with respect to 100 parts by weight of toner base particles; The surface of the material is at least coated with a fluorine-modified silicone resin containing an aminosilane coupling agent, and is composed of a carrier containing magnetic particles having an average particle diameter of 30 to 60 μm.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is capable of achieving both high translucency and offset resistance without using an oil for preventing offset on the fixing roller, and achieving high image quality, high-definition color reproducibility, and two-component development. In this case, the spent due to the toner component of the carrier is prevented and the life is extended.
(1) Wax
By adding 5 to 20 parts by weight of a wax having an iodine value of 25 or less and a saponification value of 30 to 300 to 100 parts by weight of the binder resin as the wax added to the toner of the present embodiment, The repulsion due to the charge effect of the toner during the multi-layer transfer of toner can be alleviated, so that the transfer efficiency can be reduced, the character dropout during transfer and reverse transfer can be suppressed. AlsoTo be described laterBy using it in combination with a carrier, the occurrence of spent on the carrier can be suppressed and the life of the developer can be extended. Further, the handling property in the developing device is improved, and the uniformity of the image is improved on the rear side and the front side of the development. Further, development memory generation can be reduced.
[0047]
More preferably, the binder resin has an acid value of 1 to 40 mgKOH / g.
[0048]
Preferably, the addition amount is 7 to 20 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If it is less than 5 parts by weight, the effect of improving the fixing property cannot be obtained, and if it exceeds 20 parts by weight, there is a problem in storage stability.
[0049]
When the iodine value exceeds 25, the repulsion due to the charge action 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. Development memory is also likely to occur. 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 is poor and causes chargeability during filming and 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 action of the toner is difficult to be mitigated at the time of toner multilayer transfer. When the resin acid value exceeds 40 mgKOH / g, the environmental resistance deteriorates and the fog increases.
[0050]
The thing whose melting | fusing point by DSC method is 60-120 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 65 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 65 to 65 85 ° C.
[0051]
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 less than 2, the effect is small, and if it exceeds 30, the dispersibility during kneading is lowered.
[0052]
Further, the heat loss at 220 ° C. of the wax is preferably 8% by weight or less. When the loss on heating exceeds 8% by weight, the glass transition point of the binder resin is lowered and the storage stability of the toner is impaired. It adversely affects the development characteristics and causes fogging and photoconductor filming.
[0053]
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.
[0054]
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 wax. Further, the handling property in the developing device is lowered, and the toner density uniformity is inhibited. The storage stability of the toner is lowered, and the photoconductor filming occurs.
[0055]
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.
[0056]
As the wax, materials such as meadow foam oil, jojoba oil, wood wax, beeswax, ozokerite, carnauba wax, canderia wax, ceresin wax, rice wax and the like are preferable, and derivatives thereof are also preferably used. One type or a combination of two or more types can be used. In particular, carnauba wax having a melting point of 76 to 90 ° C by DSC method, candelilla wax having 66 to 80 ° C, hydrogenated jojoba oil having 64 to 78 ° C, hydrogenated meadowfoam oil having 74 to 78 ° C, or 74 At least one or two or more kinds of waxes selected from the group consisting of rice waxes having a temperature of ˜90 ° C. are more preferable.
[0057]
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.
[0058]
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.
[0059]
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. After the measurement, the weight loss when the sample temperature reaches 220 ° C. is read to 0.1 mg by the chart (W3 mg). The apparatus is TGD-3000 manufactured by Vacuum Riko, the heating rate is 10 ° C./min, the maximum temperature is 220 ° C., the holding time is 1 min, and the heating loss (%) =
[0060]
Derivatives, for example, 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, homomeadow foam oil amide, meadowfoam oil Triester, maleic acid derivative of epoxidized meadowfoam oil, isocyanate polymer of meadowfoam fatty acid polyhydric alcohol ester, and halogenated modified meadowfoam oil are effective for oilless fixing, longer life of developer, and improved transferability. Preferred material obtained. These can be used alone or in combination of two or more.
[0061]
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 an oil fatty acid polyhydric alcohol ester and a halogenated modified jojoba oil are preferable materials that are effective for oilless fixing, extending the life of a developer, and improving transferability. These can be used alone or in combination of two or more.
[0062]
Further, materials such as hydroxystearic acid derivatives, polyhydric alcohol fatty acid esters such as glycerin fatty acid ester, glycol fatty acid ester, and sorbitan fatty acid ester are preferable, and they can be used alone or in combination of two or more.To be described laterBy using in combination with a carrier, oil-less fixing and a long life of the developer can be achieved, uniformity in the developing device can be maintained, and development memory can be suppressed.
[0063]
Preferred derivatives of hydroxystearic acid include methyl 12-hydroxystearate, butyl 12-hydroxystearate, propylene glycol mono12-hydroxystearate, glycerin mono12-hydroxystearate, ethylene glycol mono12-hydroxystearate, etc. Material. It has the effect of preventing paper wrapping in oilless fixing and the effect of preventing filming.
[0064]
As the glycerin fatty acid ester, glycerin monostearate, glycerin tristearate, glycerin stearate, glycerin monopalmital, glycerin tripalmital, glycerin docosanoate and the like are suitable materials. It has the effect of alleviating cold offset at low temperatures and preventing deterioration of transferability in oilless fixing.
[0065]
As the glycol fatty acid ester, propylene glycol fatty acid esters such as propylene glycol monopalmitate and propylene glycol monostearate, and ethylene glycol fatty acid esters such as ethylene glycol monostearate and ethylene glycol monopalmital are suitable materials. Along with oil-less fixability, it has the effect of preventing slippage during development and preventing carrier spent.
[0066]
As sorbitan fatty acid esters, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monotristearate, and sorbitan tripalmitate 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 in oilless fixing and the effect of preventing filming.
[0067]
In this embodiment, an aliphatic amide wax is added. Thereby, the translucency in a color image can be improved significantly. In particular, it is a toner capable of promoting the smoothness of the surface of a fixed image and obtaining a high-quality color image. Further, it is possible to prevent the copy paper from being wrapped around the fixing roller at the time of fixing, a toner capable of satisfying both translucency and offset resistance and preventing omission during transfer. Use in combination with a carrier, which will be described later, can suppress the generation of spent as well as oilless fixing, extend the life of the developer, maintain uniformity in the developing device, and suppress the occurrence of development memory.
[0068]
In addition, as the aliphatic amide wax, the number of carbon atoms 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, ligrinoselic acid amide, etc. A saturated or monovalent unsaturated aliphatic amide having from 16 to 24, preferably having a melting point of 60 to 120 ° C. More preferably, it is 70-100 degreeC, More preferably, it is 75-95 degreeC. The addition amount is preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the toner has a melting point lower than 60 ° C., the dispersibility in the resin is lowered, and filming on the photoconductor tends to occur. When the melting point exceeds 120 ° 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 20 parts by weight, the storage stability deteriorates. If the amount added is less than 5 parts by weight, the function cannot be exhibited.
[0069]
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 wax are preferable.
[0070]
As a result, it is possible to improve the translucency in a color image and improve the offset resistance to the roller. Further, it is possible to suppress the occurrence of spent on the carrier and to extend the life of the developer.
[0071]
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. The ratio of the Z average molecular weight to the number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 1.5 to 6.5, 1 × 10Three~ 3x10FourA long-chain alkyl alcohol having 5 to 100 carbon atoms and having a peak of at least one molecular weight in the region, an acid value of 5 to 80 mg KOH / g, a melting point of 60 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 unsaturated hydrocarbon wax, or reaction of long-chain alkylamine with unsaturated polycarboxylic acid or its anhydride and unsaturated hydrocarbon wax Or a wax obtained by reacting a long-chain fluoroalkyl alcohol with an unsaturated polyvalent carboxylic acid or its anhydride and an unsaturated hydrocarbon wax is an image in which a three-layer color toner is formed on thin paper In particular, the present invention is particularly effective for improving the separation of the paper from the fixing roller and the belt. 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 silicone-based member is used for the fixing roller, the offset of the halftone image can be prevented.To be described laterBy using it in combination with a carrier, the generation of spent can be suppressed together with oilless fixing, the life of the developer can be extended, the uniformity in the developing device can be maintained, and the occurrence of development memory can also be suppressed. Furthermore, charging stability during continuous use can be obtained, and both fixing property and development stability can be achieved.
[0072]
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 reduced by the addition of a release agent, both the fixability and the developability can be achieved without reducing the dispersibility of both by the configuration of the additive of the present embodiment. Can be planned.
[0073]
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 lowered. 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 60 ° 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 the photoreceptor filming occurs during long-term use.
[0074]
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 occurs on the photosensitive member and the intermediate transfer member. Further, the handling property in the developing device is lowered, and the uniformity of the toner density is lowered. Also, development memory is likely to occur.
[0075]
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.
[0076]
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.
[0077]
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 unsaturated hydrocarbon wax, ethylene, propylene, α-olefin and the like can be suitably used.
[0078]
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.
[0079]
The addition amount is preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If it is less than 5, the mold release effect is hardly produced. 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.
[0080]
In addition, particles having a dispersion average particle size of 0.1 to 1.5 μm in the wax binder resin and a particle size distribution of less than 0.1 μm are 35% by number or less, and particles having a particle size of 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.
[0081]
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 35% 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.
[0082]
When the wax has a linear or elliptical structure in the resin, the average major axis diameter is 0.5 to 3 μm, 35% by number or less of particles having a length of less than 0.5 μm, and 65 to 0.5 to 3.5 μm. It is preferable that the number of particles of not less than number% and exceeding 3.5 μm is not more than 5 number%. When the average diameter is smaller than 0.5 μm and the number of particles smaller than 0.5 μm is larger than 35% by number, the releasing effect as a releasing agent is small and the fixing ability cannot be exhibited. When the average diameter is larger than 3 μm and the number of particles exceeding 3.5 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. The handling property in the developing device is lowered, and the developing memory property is also lowered.
(3) Binder resin
As the binder resin of this embodiment, the molecular weight distribution in GPC is 2 × 10.Three~ 3x10Four3 × 10 as a component having at least one molecular weight maximum peak in the region and existing in the high molecular weight regionFour5% or more of the above molecular weight components with respect to the whole binder resin, the weight average molecular weight is 10,000 to 300,000, the Z average molecular weight is 20,000 to 5,000,000, and 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 100, the ratio of the Z average molecular weight to the number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 10 to 2000, and the melting temperature by the 1/2 method using a constant load extrusion capillary rheometer flow tester It is preferable to use as a component a polyester resin (hereinafter referred to as a softening point) of 80 to 150 ° C, an outflow start temperature of 80 to 120 ° C, and a glass transition point of the resin of 45 to 68 ° C.
[0083]
Preferably, the weight average molecular weight is 10,000 to 200,000, the Z average molecular weight is 20,000 to 3 million, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 3 to 50, the Z average molecular weight / number average molecular weight is 20 to 1000, and the softening point is 90. It is preferable to use as a component a polyester resin having a temperature of ~ 140 ° C, an outflow start temperature of 85 to 115 ° C, and a glass transition point of 52 to 68 ° C.
[0084]
More preferably, the weight average molecular weight is 10,000 to 150,000, the Z average molecular weight is 20,000 to 500,000, the weight average molecular weight / number average molecular weight is 3 to 15, the Z average molecular weight / number average molecular weight is 50 to 1,000, and the softening point is It is preferable to use as a component a polyester resin having a temperature of 105 to 135 ° C, an outflow start temperature of 90 to 120 ° C, and a glass transition point of 58 to 66 ° C.
[0085]
Moreover, as a component which exists in a high molecular weight area | region, Preferably it is 1x10.FiveIt is preferable to have the above molecular weight components at 3% or more with respect to the entire binder resin. Furthermore, as a component existing in the high molecular weight region, 3 × 10FiveIt is preferable to have 0.5% or more of the above molecular weight components with respect to the whole binder resin.
[0086]
Preferably 8 × 10 8 as a component present in the high molecular weight regionFour~ 1x107Having a molecular weight component of 3% or more with respect to the entire binder resin, and 1 × 107The structure which does not contain the above components is preferable.
[0087]
More preferably, as the component present in the high molecular weight region, 3 × 10Five~ 9x106Having a high molecular weight component of 1% or more with respect to the whole binder resin, and 9 × 106The above components are not included.
[0088]
More preferably, as the component existing in the high molecular weight region, 7 × 10Five~ 6 × 106Having a high molecular weight component of 1% or more with respect to the whole binder resin, and 6 × 106The above components are not included.
[0089]
If the amount of the high molecular weight component is too large or too large, the large molecular weight component remains at the time of kneading and hinders the translucency. In addition, the production efficiency of the resin itself decreases. Unnecessary scratches are made on the developing roller supply roller to cause vertical stripes in the image. Also, the dispersibility of the wax decreases.
[0090]
The binder resin has a weight average molecular weight of less than 10,000, a Z average molecular weight of less than 20,000, a weight average molecular weight / number average molecular weight of less than 3, a Z average molecular weight / number average molecular weight of less than 10, and a softening point of 80. If the toner has a temperature lower than 80 ° C., an outflow start temperature lower than 80 ° C., and a glass transition point lower than 45 ° C., the dispersibility at the time of kneading decreases, resulting in an increase in fog and a deterioration in durability. Further, the kneading stress during kneading is not sufficiently applied, and the molecular weight cannot be maintained at an appropriate value. The dispersibility of the wax and the charge control agent in the resin is deteriorated, and the repulsion due to the charge action of the toner is hardly reduced. In addition, fog and toner scattering increase. In addition, offset resistance and storage stability at high temperatures are deteriorated, and further, poor cleaning on the transfer member and filming on the photosensitive member occur.
[0091]
The weight average molecular weight of the binder resin is greater than 300,000, the Z average molecular weight is greater than 5 million, the weight average molecular weight / number average molecular weight is greater than 100, the Z average molecular weight / number average molecular weight is greater than 2000, and the softening point is 150. If the toner is greater than ℃, the outflow start temperature is greater than 120 ℃, and the glass transition point is greater than 68 ℃, the load during the processing of the machine is excessive, and the productivity decreases drastically. Leads to lowering of fixing strength and fixing strength.
[0092]
The molecular weight distribution in GPC of the toner after the melt-kneading treatment is 2 × 10Three~ 3x10FourHaving at least one molecular weight maximum peak in the region of 5 × 10Four~ 1x106The fixing property is improved by having at least one molecular weight maximum peak or shoulder in the region.
[0093]
The maximum molecular weight peak present on the low molecular weight side of the toner is preferably 3 × 10Three~ 2x10FourAt least one in the region, more preferably 4 × 10Three~ 2x10FourIt is the composition which has at least one in the area.
[0094]
The position of the maximum molecular weight 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.
[0095]
The molecular weight maximum peak position of the molecular weight distribution of the toner present on the low molecular weight side is 2 × 10ThreeIf it is less than 3, the durability deteriorates and 3 × 10FourIf it exceeds 1, the fixing property is deteriorated and the translucency is lowered.
[0096]
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.FourIf it is less than 1, offset resistance is lowered, and storage stability is deteriorated. Developability deteriorates and fog increases. 1 × 106Exceeding the above causes a decrease in grindability, resulting in a decrease in production efficiency.
[0097]
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 a toner having a defective kneading state because a uniform kneading stress is not applied to the toner constituting material during kneading. Thereby, translucency is remarkably inhibited. Further, the fog is increased due to poor dispersion, the transfer efficiency is lowered, the pulverization property of the toner is deteriorated and the production efficiency is lowered.
[0098]
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.
[0099]
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.
[0100]
When Hb / Ha is less than 0.15, the offset resistance is deteriorated, the storage stability is lowered, and as a result, the filming on the developing roller and the photoreceptor is promoted. If it exceeds 0.9, the grindability deteriorates, the productivity is lowered, and the cost is increased. More preferably, Hb / Ha is 0.15 to 0.7, and still more preferably Hb / Ha is 0.2 to 0.6.
[0101]
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
[0102]
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 can prevent the occurrence of color toner offset without using oil. Further, it is possible to suppress the occurrence of spent on the carrier and to extend the life of the developer.
[0103]
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. Further, the cleaning property of the transfer member is improved, the handling property in the developing device is improved, and the uniformity of the toner density is improved. Generation of development memory can also be suppressed. A toner capable of preventing image disturbance and voids during transfer and obtaining high transfer efficiency.
[0104]
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 is excessive and the toner 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.
[0105]
As a result, digital high image quality, high color reproducibility colorization, and spent spent on the carrier in two-component development can be prevented, and both high translucency and offset resistance can be achieved without using oil for preventing offset on the fixing roller. I can plan.
[0106]
Furthermore, it is possible to realize a cleaner process, a short distance between transfers, prevention of voids in a transfer process in a high-speed tandem transfer process, and high transferability.
[0107]
By kneading the above-described binder resin with a high shearing force in the melt-kneading process, it is possible to develop an unprecedented characteristic. 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, because it has an ultra-high molecular weight component, high shearing force is applied during kneading, so that the wax can be dispersed more uniformly, the translucency is improved, non-offset property, high image quality, high color reproducibility Good transferability can be obtained. Further, it is possible to suppress the occurrence of spent on the carrier and to extend the life of the developer.
[0108]
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 of molecular weight to number average molecular weight (Z average molecular weight / number average molecular weight) is 10 to 1000 toner.
[0109]
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.
[0110]
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.
[0111]
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.
[0112]
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 wax is reduced, offset resistance and high-temperature storage stability are deteriorated, and further, poor cleaning on the intermediate transfer member and filming on the photosensitive member occur.
[0113]
When 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 exceeds 1000, The internal additives cause aggregation to each other, leading to a decrease in dispersibility, resulting in an increase in fog, a decrease in image density, and a transfer failure. In addition, the fixing strength is reduced, and the translucency and glossiness are reduced.
[0114]
The binder resin has a THF insoluble component of 5% by weight or less, and preferably has no THF insoluble component. If the amount of the THF-insoluble component is more than 5% by weight, the toner that deteriorates the translucency of the color image and the image quality are deteriorated.
[0115]
As the binder resin preferably used in the present 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 acid anhydride is preferably used.
[0116]
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.
[0117]
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 (
[0118]
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 the following chemical formula (Chemical Formula 1), derivatives thereof, alkylene oxide adducts thereof, neopentyl glycol, and totimethylolpropane are particularly preferable.
[0119]
[Chemical 1]
[0120]
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.
[0121]
For the polymerization, known polycondensation, solution polycondensation or the like can be used. As a result, a good toner can be obtained as a toner that impairs the PVC mat resistance and the color of the color toner.
[0122]
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).
[0123]
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.
[0124]
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 %,
[0125]
Moreover, the measurement of the wax obtained by reaction with C5-C100 long-chain alkyl alcohol, unsaturated polyvalent carboxylic acid or its anhydride, and unsaturated hydrocarbon-type wax is GPC-150C made from WATERS, the column is Shodex HT-806M (8.0 mm ID-30 cm × 2), eluent is o-dichlorobenzene, flow rate is 1.0 mL / min, sample concentration is 0.3%, injection volume is 200 μL, detector is RI The measurement temperature was 130 ° C., and the pre-measurement treatment was performed by filtering the sample with a 0.5 μm sintered metal filter after dissolving the sample in a solvent. 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 in a calibration curve obtained with several types of monodisperse polystyrene standard samples are linear toners.
[0126]
In addition, the softening point of the binder resin is 1 cm by a constant load extrusion type capillary rheometer 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 where the lowest value of the curve is added is determined as the melting temperature (softening point Tm) in the 1/2 method.
[0127]
The glass transition point of the resin was raised to 100 ° C. using a differential scanning calorimeter, allowed to stand at that temperature for 3 minutes, and then cooled to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min. The temperature at the intersection of the baseline extension below the glass transition point and the tangent indicating the maximum slope between the peak rise and the peak apex when the thermal history is measured at a temperature rise of / min. Say.
[0128]
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 ° C./min, rapidly cooled to 10 ° C. for 5 minutes, allowed to stand for 15 minutes, then heated at 5 ° C./min, and determined from the endothermic (melting) peak. The amount of sample put into the cell was 10 mg ± 2 mg.
[0129]
For the binder resin suitably used in the present embodiment, homopolymers or copolymers of various vinyl monomers can also be suitably used. For example, styrene, O-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pnbutylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene , Styrene such as pn-octyl styrene, pn-hexyl styrene, P-chloro styrene, and derivatives thereof, and styrene is particularly preferable.
[0130]
Examples of 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 butyl, β-hydroxyethyl methacrylate, γ-aminoacrylate propyl, γ-N, N-diethylaminoacrylate propyl , 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.
(4) Charge control agent
In this embodiment, a charge control agent is added in order to make the toner charge control purpose and oilless fixing stronger. A preferable material is an acrylic sulfonic acid polymer, and a vinyl copolymer of a styrene monomer and an acrylic acid monomer having a sulfonic acid group as a polar group. In particular, a copolymer with acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid can exhibit preferable characteristics.To be described laterBy using it in combination with a carrier, the handling property in the developing device is improved and the uniformity of the toner density is improved. Further, development memory can be suppressed. As a preferable material, a metal salt of a salicylic acid derivative represented by the following chemical formula (Chemical Formula 2) is used.
[0131]
[Chemical formula 2]
[0132]
As a preferred material, a metal salt of a benzylic acid derivative represented by the following chemical formula (Chemical Formula 3) is used.
[0133]
[Chemical Formula 3]
[0134]
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 functional group having the acid value of the wax and the charging polarity of the metal salt. In addition, it is possible to prevent a decrease in charge amount during continuous use.
[0135]
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 the amount exceeds 5 parts by weight, the color turbidity in the color image becomes conspicuous.
(5) Pigment
Examples of the pigment used in the present embodiment include carbon black, iron black, graphite, nigrosine, azo dye metal complexes, C.I. I. Acetoacetic acid arylamide monoazo yellow pigments such as
[0136]
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.
(6) External additive
In the present embodiment, as external additives, fine metal oxide powders such as silica, alumina, titanium oxide, zirconia, magnesia, ferrite, and magnetite, titanates such as barium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zircon Zirconates such as barium acid, calcium zirconate and strontium zirconate, or mixtures thereof are used. The external additive is hydrophobized as necessary.
[0137]
As the silicone oil-based material treated with silica, a material represented by the following chemical formula (Formula 4) is preferable.
[0138]
[Formula 4]
[0139]
For example, dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, cyclic dimethyl silicone oil, epoxy modified silicone oil, carboxyl modified silicone oil, carbinol modified silicone oil, methacryl modified silicone oil, mercapto modified silicone oil, polyether modified Silica treated with at least one of silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fluorine-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, and chlorophenyl-modified silicone oil 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 onto silica, or a solution in which a silicone oil-based material is dissolved or dispersed in a solvent Then, after mixing with silica fine powder, there is a method of removing the solvent to prepare. It is preferable that 1 to 20 parts by weight of the silicone oil-based material is blended with respect to 100 parts by weight of the inorganic fine powder.
[0140]
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.
[0141]
It is also preferable to treat the silicone oil-based material after the silane coupling treatment.
[0142]
The inorganic fine powder having positive electrode chargeability is treated with aminosilane, amino-modified silicone oil or epoxy-modified silicone oil represented by the following chemical formula (Formula 5).
[0143]
[Chemical formula 5]
[0144]
Moreover, in order to improve hydrophobic treatment, the combined use of 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.
[0145]
It is also preferable to treat the surface of the inorganic fine powder with a fatty acid ester, a fatty acid amide, or a fatty acid metal salt. Silica or titanium oxide fine powder obtained by surface-treating any one kind or two or more kinds is more preferred.
[0146]
Examples of fatty acids and fatty acid metal salts include caprylic acid, capric acid, undecyl acid, lauric acid, myristylic acid, parimitic acid, stearic acid, behenic acid, montanic acid, laccellic acid, oleic acid, erucic acid, sorbic acid, linoleic acid, etc. Is mentioned. Of these, fatty acids having 15 to 20 carbon atoms are preferred.
[0147]
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.
[0148]
In addition, the handling property of the toner having a small particle diameter can be improved, and both high image quality and improved transferability can be achieved in development and transfer. In development, the latent image can be reproduced more faithfully. Then, it is possible to transfer the toner particles which deteriorate the transfer rate of the toner particles during the transfer. In addition, retransfer can be prevented even in tandem transfer, and the occurrence of voids can be suppressed. Furthermore, a high image density can be obtained even if the development amount is reduced. In addition, the use in combination with a carrier described later can improve the spent resistance, improve the handling property in the developing device, and increase the uniformity of the toner density. Moreover, development memory generation can be suppressed.
[0149]
A configuration in which an inorganic fine powder having an average particle size of 6 nm to 200 nm is externally added to 1.5 to 5.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner base particles is preferable. If the average particle diameter is smaller than 6 nm, silica floating or filming on the photoreceptor is likely to occur. The occurrence of reverse transcription during transcription cannot be suppressed. When it is larger than 200 nm, the fluidity of the toner is deteriorated. When the amount is less than 1.5 parts by weight, the fluidity of the toner is deteriorated. The occurrence of reverse transcription during transcription cannot be suppressed. If the amount is more than 5.5 parts by weight, silica floating and filming on the photoreceptor are likely to occur. High temperature offset is deteriorated.
[0150]
Furthermore, the inorganic fine powder having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and the inorganic fine powder having an average particle diameter of 30 nm to 200 nm is 100 parts by weight of the toner base particles. In contrast, a configuration in which 1.0 to 3.5 parts by weight is at least externally added is preferable. By using the silica whose function is separated by this configuration, it is possible to obtain a margin for handling property in development, reverse transfer at the time of transfer, dropout, and scattering. In addition, the spent on the carrier can be prevented.
[0151]
Furthermore, the ignition loss of the inorganic fine powder having an average particle size of 6 nm to 20 nm is preferably 1.5 to 25 wt%, and the ignition loss of the average particle size of 30 nm to 200 nm is preferably 0.5 to 23 wt%.
[0152]
By specifying the loss on ignition of silica, more margin can be taken against reverse transfer, dropout and scattering during transfer. AlsoTo be described laterBy using it in combination with a carrier or wax, the spent resistance can be further improved, the handling property in the developing device can be improved, and the uniformity of the toner density can be improved. Moreover, development memory generation can be suppressed.
[0153]
If the loss on ignition with an average particle size of 6 nm to 20 nm is less than 1.5 wt%, the transfer margin for reverse transfer and voids becomes narrow. If it exceeds 25 wt%, the surface treatment becomes uneven, resulting in uneven charging. The ignition loss is preferably 1.5 to 20 wt%, more preferably 5 to 19 wt%.
[0154]
If the loss on ignition with an average particle diameter of 30 nm to 200 nm is less than 0.5 wt%, the transfer margin for reverse transfer and voids becomes narrow. If it exceeds 23 wt%, the surface treatment becomes uneven, resulting in uneven charging. The ignition loss is preferably 1.5 to 18 wt%, more preferably 5 to 16 wt%.
[0155]
Further, a positively chargeable inorganic fine powder having an average particle diameter of 6 nm to 200 nm and an ignition loss of 0.5 to 25 wt% is further added to at least 0.5 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. A configuration in which external addition processing is performed is also preferable.
[0156]
The effect of adding the positively chargeable inorganic fine powder suppresses the toner from being overcharged during long-term continuous use, and can further extend the developer life. Furthermore, the effect of suppressing scattering during transfer due to overcharging can also be obtained. In addition, the spent on the carrier can be prevented. If the amount is less than 0.5 parts by weight, it is difficult to obtain the effect. If it exceeds 1.5 parts by weight, fogging during development increases. The ignition loss is preferably 1.5 to 20 wt%, more preferably 5 to 19 wt%.
[0157]
For drying loss (%), about 1 g of a sample is placed in a container that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance, and weighed accurately. Dry in a hot air dryer (105 ° C ± 1 ° C) for 2 hours. After cooling in a desiccator for 30 minutes, the weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
Loss on drying (%) = Loss on drying (g) / Sample amount (g) × 100
For ignition loss, about 1 g of a sample is placed in a magnetic crucible that has been dried, allowed to cool, and precisely weighed in advance, and weighed accurately. Ignite for 2 hours in an electric furnace set to 500 ° C. After standing to cool in a desiccator for 1 hour, its weight is precisely weighed and calculated from the following formula.
[0158]
Loss on ignition (%) = Loss on ignition (g) / Sample amount (g) × 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.
[0159]
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.
Hydrophobic degree = (a / (50 + a)) × 100 (%)
Further, it is preferable to have 1.0 to 6.0 parts by weight of coarse particles having a volume average particle diameter of 2 to 6 times the volume average particle diameter of the toner base relative to the toner base. As a result, the fluidity of the toner generated when the particle size of the toner is reduced to improve the image quality can be maintained, and the cleaning property of the toner on the photosensitive member and the intermediate transfer member can be improved.
[0160]
In order to improve the fluidity of the toner whose particle size has been reduced, a large amount of inorganic fine powder such as silica is added. With this constitution, a large amount of fine powder such as silica is interposed between the toner particles, and fixing is performed. At this time, fusing between toners is hindered, fixing strength is deteriorated, and high temperature offset property is deteriorated.
[0161]
However, since the above-described coarse particles are present between the toner particles, the fusing between the toners at the time of fixing is hardly hindered, and the fluidity is maintained and the fixability is hardly affected. In addition, it is located at an intermediate size between the toner and the carrier during long-term use, so that the impact applied to the toner can be alleviated, the mixing property with the carrier can be improved, and the effect of contributing to stabilization of charging can be obtained.
[0162]
Preferably, it is preferable to have 2.0 to 5.0 parts by weight of coarse particles having a volume average particle size of 2.5 to 5 times the volume average particle size of the toner base with respect to the toner base. More preferably, it is preferable to have 3.0 to 5.0 parts by weight of coarse particles having a volume average particle size of 2.5 to 4 times the volume average particle size of the toner base relative to the toner base.
[0163]
Further, by adding a lubricant such as the fatty acid ester, fatty acid amide, and fatty acid metal salt to the coarse particles, the effect can be further improved with respect to impact relaxation, fluidity maintenance, and toner cleaning properties. . If the addition amount is 1 to 20 parts by weight, the effect cannot be obtained. If the addition amount is too large, the charge of the toner is lowered.
As the coarse particles, an acrylic resin, a silicon resin, a polyester resin, a styrene resin, an epoxy resin, a melamine resin, or the like can be suitably used, and it is also preferable that the toner particles are colored. There are a method in which these resins are melted, a lubricant and a colorant are added, and the mixture is pulverized to a predetermined particle size after cooling, and a method in which the particles are formed by suspension or emulsion polymerization. The volume-based variation coefficient of the particles is preferably 40% or less on the volume basis in order to achieve fluidity imparting and toner cleaning properties. More preferably, it is 35% or less. More preferably, it is 30% or less. The particle size is measured by a postoperative method.
(7) Powder properties of toner
In this embodiment, the volume average particle size of the toner base particles containing at least the binder resin containing the binder resin, the colorant and the wax, and the colorant and the wax is 3 to 8 μm, preferably 3.5 to 7.5 μm. It is preferably 4 to 6.5 μm, and the content of toner base particles having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution is contained in 5 to 55% by number, and particles of 6.35 to 10.1 μm in the volume distribution. The toner base particles having a diameter contain 5 to 60% by volume.
[0164]
More preferably, the toner base particles having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution are contained in an amount of 10 to 45% by number, and the toner base particles having a particle size of 6.35 to 10.1 μm in the volume distribution are included. The particle size distribution is 12 to 50% by volume.
[0165]
More preferably, the toner base particles having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution are contained in an amount of 15 to 40% by number, and the toner base particles having a particle size of 6.35 to 10.1 μm in the volume distribution are included. The particle size distribution is 12 to 45% by volume.
[0166]
It is possible to prevent high-resolution image quality, and also prevent reverse transfer and dropout in tandem transfer, and achieve both oil-less fixing.
[0167]
If the volume average particle size is larger than 8 μm, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When the volume average particle size is less than 3 μm, it is difficult to handle the toner particles during development. If the content of toner base particles having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution is less than 5% by number, it is impossible to achieve both image quality and transfer. When the content is more than 55% by number, it is difficult to handle the toner base particles during development. If the toner base particles having a particle diameter of 6.35 to 10.1 μm are contained in an amount of more than 55% by volume, it is impossible to achieve both image quality and transfer. If it is less than 5% by volume, the toner productivity is lowered and the cost is increased.
[0168]
Further, a specific surface area ratio SSt (SSt = (St / crushed toner base particles) with a specific surface area value St (St = 6 / (true specific gravity × volume average particle diameter)) equivalent to a true sphere converted from the volume average particle diameter. Of the specific surface area) is 0.4 to 0.9, preferably 0.5 to 0.85, more preferably 0.55 to 0.8. This causes a decrease in chargeability, and causes adverse effects such as scattering during transfer, etc. If it is less than 0.4, the shape becomes too irregular or the amount of excessively pulverized fine powder is large.
[0169]
It is preferable that the variation coefficient of the volume particle size distribution of the toner base particles is 15 to 32% and the variation coefficient of the number particle size distribution is 15 to 35%. 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 15 to 30%, 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 15-25%.
[0170]
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.
[0171]
In other words, the coefficient of variation refers to the degree of spread of the particle size distribution, and if the toner has a variation coefficient of the volume particle size distribution of less than 15% or a number particle size distribution of less than 15%, it is difficult to produce. Toner increases costs. When the variation coefficient of the volume particle size distribution is larger than 32% or the variation coefficient of the number particle size distribution exceeds 35%, if the particle size distribution is broad toner, the cohesiveness of the toner becomes strong, and filming on the photoconductor. It is difficult to collect residual toner in a transfer failure or cleanerless process.
[0172]
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.
[0173]
When the amount of fine powder is excessive, that is, the content of toner base particles having a particle diameter of 2.52 to 4 μm is 55% by number or more, the wax that cannot be dispersed increases the exposure of the toner surface, and the photosensitive member, developing roller, Filming on the transfer body 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. On the other hand, when the amount of fine powder is reduced, the image quality is deteriorated and the toner in the appropriate range is required.
[0174]
The particle size distribution is measured by using a Coulter Counter TA-II type (Coulter Counter Co., Ltd.) and connecting an interface (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) for outputting the number distribution and volume distribution and a personal computer. The electrolyte is a 1% toner, with a surfactant (sodium lauryl sulfate) added. About 2 mg of the toner to be measured is added to about 50 ml, and the sample is suspended for about 3 minutes using an ultrasonic disperser. And an aperture of 70 μm was used with a Coulter counter TA-II type. In the 70 μm aperture system, the particle size distribution measurement range is 1.26 μm to 50.8 μm, but the region less than 2.0 μm 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 was set to 2.0 μm to 50.8 μm.
[0175]
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 has few irregularities and the shape is nearly spherical, the amount of external additive added is large, or the particle size of the external additive is small, 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%. A toner that can achieve both oilless fixing and tandem multilayer 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 greater than 40% is reduced, resulting in tandem loss and poor transfer
(8) Career
As the resin-coated carrier of this embodiment, a carrier having a coating resin layer made of a fluorine-modified silicone resin containing an aminosilane coupling agent as a carrier core material is suitably used.
[0176]
Examples of the carrier core material include an iron powder carrier core material, a ferrite carrier core material, a magnetite carrier core material, and a resin-dispersed carrier core material in which a magnetic material is dispersed in a resin.
[0177]
Here, as an example of the ferrite carrier core material, it is generally represented by the following formula.
[0178]
(MO)X(Fe2OThree)Y
In the formula, M contains at least one selected from Cu, Zn, Fe, Mg, Mn, Ca, Li, Ti, Ni, Sn, Sr, Al, Ba, Co, Mo and the like. X and Y represent the molar ratio by weight and satisfy the condition X + Y = 100.
[0179]
Ferrite carrier core material is Fe2OThreeM is a mixture of at least one oxide selected from Cu, Zn, Fe, Mg, Mn, Ca, Li, Ti, Ni, Sn, Sr, Al, Ba, Co, Mo and the like. Used as raw material.
[0180]
As an example of a method for producing a ferrite-based carrier core material, first, an appropriate amount of raw materials such as the above oxides are blended, pulverized, mixed and dried for 10 hours by a wet ball mill, and then held at 950 ° C. for 4 hours. This is pulverized with a wet ball mill for 24 hours, and further added with polyvinyl alcohol, an antifoaming agent, a dispersing agent or the like as a binder to form a slurry having a raw material particle size of 5 μm or less. This slurry is granulated and dried to obtain a granulated product, which is kept at 1300 ° C. for 6 hours while controlling the oxygen concentration, and then pulverized and further classified into a desired particle size distribution.
[0181]
As the resin used for the resin coating layer of the present invention, a fluorine-modified silicone resin is essential. As the fluorine-modified silicone resin, a curable cross-linked fluorine-modified silicone resin obtained by hydrolyzing the following (Chemical Formula 6) and / or (Chemical Formula 7) with an organic silicon compound containing a perfluoroalkyl group is essential. preferable.
[0182]
[Chemical 6]
[0183]
[Chemical 7]
[0184]
(Wherein R1, R2, RThreeRepresents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a methoxy group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group. )
Examples of organosilicon compounds containing perfluoroalkyl groups include CFThreeCH2CH2Si (OCHThree)Three, CFourF9CH2CH2Si (CHThree) (OCHThree)2, C8F17CH2CH2Si (OCHThree)Three, C8F17CH2CH2Si (OC2HFive)Three, (CFThree)2CF (CF2)8CH2CH2Si (OCHThree)ThreeAmong them, those having a trifluoropropyl group are particularly preferable.
[0185]
Moreover, in this embodiment, an aminosilane coupling agent is contained in the coating resin layer. As this aminosilane coupling agent, known ones may be used. For example, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, octadecylmethyl [3- (trimethoxy Cyril) propyl] ammonium chloride (SH6020, SZ6023, AY43-021: from Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), KBM602, KBM603, KBE903, KBM573 (Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.), etc. Amines are preferred. A secondary or tertiary amine substituted with a methyl group, ethyl group, phenyl group or the like is weak in polarity and has little effect on the charge rising characteristics with the toner. When the amino group is an aminomethyl group, aminoethyl group, or aminophenyl group, the most advanced silane coupling agent is a primary amine, but the amino group in a linear organic group extending from the silane. Does not contribute to the charge start-up characteristics with the toner and, conversely, is affected by moisture at high humidity, so it has the charge imparting ability with the initial toner due to the state-of-the-art amino group, but it has the charge imparting ability during printing durability. In the end, the toner has a short life.
[0186]
Therefore, by using a combination of these aminosilane coupling agents and fluorine-modified silicone, a sharp charge amount distribution is secured in the fluorine-modified silicone resin layer having a positive chargeability to the toner. In this way, negative chargeability can be imparted, and the charged toner can be quickly charged and toner consumption can be reduced. In addition, the aminosilane coupling agent exhibits the effect of a crosslinking agent, improves the degree of crosslinking of the fluorine-modified silicone resin layer, which is the base resin, further improves the coating resin hardness, and reduces wear and peeling during long-term use. It is possible to improve the spent resistance, suppress the decrease in the charge imparting ability, stabilize the charge, and improve the durability. Furthermore, by using in combination with a toner to which a specific low melting point wax described later is added in a certain amount or more, the handling property in the developing device is improved, and the density on the back side and the front side of the development on the image is improved. Uniformity is improved. In addition, so-called development memory in which a history remains after collecting a solid image can be reduced.
[0187]
The use ratio of the aminosilane coupling agent is 5 to 40% by weight, preferably 10 to 30% by weight, based on the resin. If the amount is less than 5% by weight, the effect of the aminosilane coupling agent is not obtained. If the amount exceeds 40% by weight, the degree of crosslinking of the resin coating layer becomes too high, and the charge-up phenomenon is likely to occur. It may cause toner.
[0188]
Further, in order to prevent charge-up in order to stabilize charging, the resin coating layer can contain conductive fine particles. Conductive fine particles include oil furnace carbon and acetylene black carbon black, semiconductive oxides such as titanium oxide and zinc oxide, powder surfaces such as titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, aluminum borate and potassium titanate. Examples include tin oxide, carbon black, and metal coating, and the specific resistance is 10TenThose of Ω · cm or less are preferable. The content in the case of using conductive fine particles is preferably 1 to 15% by weight. If the conductive fine particles are contained in a certain amount with respect to the resin coating layer, the filler effect increases the hardness of the resin coating layer by the filler effect. However, if the content exceeds 15% by weight, the formation of the resin coating layer is inhibited. However, the toner causes a decrease in adhesion and hardness. Further, the excessive content of the conductive fine particles in the full color developer is a cause of color smearing of the toner transferred and fixed on the paper surface.
[0189]
As for the average particle diameter of the carrier of this embodiment, 20-70 micrometers is preferable. When the average particle diameter of the carrier is less than 20 μm, the abundance ratio of the fine particles is increased in the carrier particle distribution, and the carrier particles have a low magnetization per carrier particle, so that the carrier is easily developed on the photoreceptor. On the other hand, when the average particle of the carrier exceeds 70 μm, the specific surface area of the carrier particle becomes small and the toner holding power becomes weak, so that toner scattering occurs. In addition, full color with many solid portions is not preferable because the reproduction of the solid portions is particularly poor.
[0190]
The method for forming the coating layer on the carrier core material is not particularly limited. For example, a known coating method, for example, a dipping method in which powder as a carrier core material is immersed in a solution for forming a coating layer, or for forming a coating layer. Spray method for spraying the solution onto the surface of the carrier core material, Fluidized bed method for spraying the solution for forming the coating layer in a state where the carrier core material is suspended by the fluidized air, Solution for forming the carrier core material and the coating layer in a kneader coater In addition to wet coating methods such as the kneader coater method that removes the solvent, the powdered resin and the carrier core material are mixed at high speed, and the frictional heat is used to melt the resin powder onto the surface of the carrier core material. Examples thereof include dry coating methods for applying and coating, and any of them can be applied, but the wet coating method is particularly preferably used.
[0191]
The solvent used in the coating layer forming coating solution is not particularly limited as long as it dissolves the coating resin, and can be selected so as to be compatible with the coating resin used. In general, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane can be used.
[0192]
The amount of the resin coating is preferably 0.2 to 6.0% by weight, more preferably 0.5 to 5.0% by weight, still more preferably 0.6 to 4.0% by weight, based on the carrier core material. 7 to 3% by weight. When the coating amount of the resin is less than 0.2% by weight, a uniform coating cannot be formed on the surface of the carrier, and it is greatly affected by the characteristics of the carrier core material, and the fluorine-modified silicone resin of the present invention The effect of the aminosilane coupling agent cannot be exhibited sufficiently. If it exceeds 6.0% by weight, the coating layer becomes too thick, and granulation of carrier particles occurs, and uniform carrier particles tend not to be obtained.
[0193]
After coating the resin, 120 to 280 ° C. and 0.5 to 2.5 hours are appropriate as the conditions for the curing treatment. When the treatment temperature is low, the hardness of the coating resin itself is lowered. If the processing temperature is too high, charge reduction occurs.
(9) Grinding
The toner according to the exemplary embodiment can prevent spent on the carrier even when the particle size is reduced, and can realize oilless fixing.
[0194]
As an example of the pulverization, in order to make the particle size small and sharpen the particle size distribution, a cylindrical rotating body that has irregularities on the surface and rotates at high speed after melt-kneading the toner composition, and the rotating body A cylindrical fixed body that is fitted with a gap of 0.5 mm to 40 mm on the outside of the surface and shares a central axis with the rotating body, a supply port through which toner pulverized material flows, and pulverization The powder is pulverized to a predetermined particle size distribution by a pulverizer having a discharge port for discharging the processed pulverized toner. At this time, before the pulverized toner is introduced from the supply port, a means for reducing the aggregation of the pulverized toner is added, and the pulverized toner is introduced from the supply port and pulverized to a predetermined particle size distribution.
[0195]
As a means for alleviating the aggregation of the toner pulverized product, an evaporating medium such as water vapor, ethanol, iso-propyl alcohol, n-butyl, etc. The object is to remove the electric charge of the powder with alcohol, sec-butyl alcohol, iso-butyl alcohol or the like. This is a method of spraying and mixing or adhering the toner to be pulverized product in a mist state and allowing it to flow from the pulverization supply port.
[0196]
Further, before the pulverized toner object is fed from the supply port, a vibration means is added to the pulverized toner object to be supplied, and examples of the vibration means include ultrasonic vibration and vibration vibration. Before the pulverized toner object passes through the pipe and flows from the pulverization part supply port, the piping part is provided with a vibration device, and the pulverized toner substance flows from the supply port while being dispersed.
[0197]
In addition, there is a method in which the pulverized toner to be ground and the inorganic fine powder are mixed in advance before the pulverized toner to be fed from the quantitative feeder, and the mixture is pulverized by being introduced from the quantitative feeder. The above-mentioned materials are suitable as the inorganic fine powder.
[0198]
Further, when the toner is pulverized, before the pulverized toner to be fed from the metering feeder, the inorganic fine powder is fed from the inorganic fine powder feeder, mixed, and fed from the pulverization inlet to obtain a predetermined particle size distribution. The structure which grinds can also be taken. It is also possible to put them in at the same time.
[0199]
As a result, the pulverized toner object enters the pulverizing portion having the rotating body in a uniformly dispersed state, and the pulverized toner object is uniformly pulverized by the vortex generated by the rotating body. This makes it possible to pulverize with a reduced particle size and to pulverize the coarse powder with a sharp cut.
[0200]
The inorganic fine powder supplied and mixed at this time is preferably silica or titanium oxide fine powder having an average particle diameter of 8 to 40 nm and an ignition loss of 0.5 to 25 wt%. Furthermore, silica or titanium oxide fine powder obtained by surface-treating one or more of fatty acid esters, fatty acid amides, and fatty acid metal salts is preferable. Furthermore, the inorganic fine powder is preferably a silica or titanium oxide fine powder whose surface is treated with silicone oil. An inorganic fine powder having a charging polarity opposite to the charging polarity of the toner base particles is also an effective means for relaxing the charge of the pulverized toner.
[0201]
If the average particle size is smaller than 8 nm, the quantitative cutout becomes unstable toner. When the average particle size is larger than 40 nm, uniform grindability is not improved. If the ignition loss is less than 0.5 wt%, fine powder will be scattered. If the loss on ignition is greater than 25 wt%, the fine powder is strongly agglomerated and the uniform supply of the pulverized toner is deteriorated.
[0202]
The inorganic fine powder adheres to the toner surface in an electrostatically attached state where the toner is fixed to the toner base. The supply amount of the inorganic fine powder is preferably about 0.1 to 5 wt% of the supply amount of the pulverized toner.
[0203]
By setting the gap between the convex part of the rotating body and the convex part of the fixed body to 0.5 to 40 mm, preferably 0.5 to 10 mm, more preferably 0.5 to 6 mm, the pulverization efficiency and the spheroidizing effect are further improved. Can be increased. If the diameter is smaller than 0.5 mm, contact between the particles, the rotating body, and the fixed body is remarkably increased, so that frictional heat is significantly generated, and toner fusion occurs at the tip portion. If it is larger than 40 mm, a high-speed air current cannot be vigorously generated, and sufficient pulverizability cannot be obtained.
[0204]
When this method is used, it is possible to perform an external addition process at the same time as the pulverization. In addition, since the toner particles are rounded to have a spherical shape, the fluidity is improved.
[0205]
If the toner fluidity is low, unevenness occurs in the solid image portion, the frictional chargeability decreases, the reverse polarity toner increases, the toner strongly adheres to the non-image portion of the photoreceptor and cannot be removed, and the background fog toner As a result, the image is deteriorated and the transfer efficiency is lowered. Increasing the amount of the external additive silica to increase the fluidity of the toner tends to make the triboelectric charge uniform, reduce background fogging, increase the image density, and eliminate unevenness in the solid black image area. However, there are problems such as filming of silica and toner on the photoconductor and adhesion of white spots on solid black image portions of silica aggregates.
[0206]
Therefore, high fluidity is obtained with a small amount of silica added, the generation of floating silica is suppressed, the white point of silica on the solid black image area, the silica on the intermediate transfer member and the photosensitive member, and toner filming. Occurrence is suppressed. Further, the occurrence of unevenness in the solid black image portion seen with low-fluidity toner can be suppressed, uniform transferability can be obtained, and the occurrence of reverse polarity toner can be suppressed low, which is a factor that improves transfer efficiency.
[0207]
Furthermore, at the time of transfer, particularly at high temperature and high humidity, where toner such as characters and lines is concentrated, even if transferred with a predetermined pressing force, the toner does not easily aggregate due to the high fluidity of the toner, A clear image without voids can be obtained.
[0208]
An example of the toner pulverizing apparatus of this embodiment shown in FIG. 3 will be described.
The to-
[0209]
519 is a vibrator vibration device, and 518 is an inorganic fine powder feeder. When separated by coarse powder classification and supplied again to the pulverizing section, it is preferable to supply the inorganic fine powder from behind. As a result, the inorganic fine powder is uniformly mixed when colliding with the pulverized product. An evaporable solvent can be supplied instead of the inorganic fine powder.
[0210]
4 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 3 as viewed from above. Concave and convex portions are added over the entire circumference. Some of them are shown in the figure, and the rest are omitted. FIG. 5 is an enlarged view of the portion B in FIG. s1 is the width of the convex portion of the surface
(10) Polymerization method
As a method for producing the small particle size toner, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or the like can be suitably used.
[0211]
In the emulsion polymerization method, a resin fine particle dispersion containing an ionic surfactant is prepared, mixed with a colorant particle dispersion and a wax release agent particle dispersion, and having a polarity opposite to that of the ionic surfactant. Agglomeration is caused by an ionic surfactant having a particle size to form aggregated particles having a toner diameter, and then heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point of the resin fine particles to fuse the aggregated particles, and wash and dry Thus, toner can be created.
[0212]
Examples of the surfactant used at this time include anionic surfactants such as sulfate ester, sulfonate, phosphate, and soap, and cationic such as amine salt type and quaternary ammonium salt type. Surfactants can be used. It is also effective to use a nonionic surfactant such as polyethylene glycol, alkylphenol ethylene oxide adduct, and polyhydric alcohol. As these dispersing means, general means such as a rotary shear type homogenizer, a ball mill having a medium, a sand mill, a dyno mill and the like can be used.
[0213]
After the particles are produced, the desired toner can be obtained through any washing step, solid-liquid separation step, and drying step. However, the washing step is sufficient to perform substitution washing with ion-exchanged water in order to develop and maintain chargeability. It is preferable to apply. The solid-liquid separation step is not particularly limited, but suction filtration, pressure filtration, and the like are preferably used from the viewpoint of productivity. Further, the drying process is not particularly limited, but freeze drying, flash jet drying, fluidized drying, vibration fluidized drying and the like are preferably used from the viewpoint of productivity.
[0214]
In the suspension polymerization method, a monomer composition in which various additives such as a polymerizable monomer, wax, and a colorant are uniformly dissolved or dispersed and heated and then uniformly dissolved or dispersed by a homogenizer, an ultrasonic disperser, or the like. Then, the monomer system is dispersed in an aqueous phase having the same temperature as that of the monomer system containing the dispersion stabilizer by a normal stirrer, homomixer / homogenizer, or the like.
[0215]
Preferably, the stirring speed and time are adjusted so that the monomer droplets have a particle size of a predetermined toner particle size, and thereafter the particle state is maintained by the action of the dispersion stabilizer and particle settling is prevented. What is necessary is just to stir as much as possible. The polymerization temperature is set to 40 ° C. or higher, generally 50 to 80 ° C.
[0216]
At this time, the rotational stirring speed is preferably 30 m / sec or more in order to increase the dispersion of the fixing aid and to make the toner particles including the fixing aid a small and uniform particle size distribution.
[0217]
After the completion of the reaction, the produced toner particles are washed, collected by filtration, and dried. In suspension polymerization, it is usually preferable to use 300 to 3000 parts by weight of water as a dispersion medium with respect to 100 parts by weight of the monomer system.
[0218]
The dispersion media used are all suitable stabilizers, organic compounds such as polyvinyl alcohol, gelatin, methyl cercorose, methyl hydroxypropyl cellulose, ethyl cellulose, sodium salt of carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid and its salts, starch, inorganic The compounds include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, calcium sulfate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium metasilicate, vententite, silica, Alumina or the like can be used by dispersing in an aqueous phase.
[0219]
When an inorganic compound is used in the dispersion stabilizer, the inorganic compound may be produced in an aqueous medium in order to obtain finer particles. For example, in the case of calcium phosphate, a sodium phosphate aqueous solution and a calcium chloride aqueous solution may be mixed under high-speed stirring.
[0220]
Further, for fine dispersion of these stabilizers, 0.001 to 0.1 parts by weight of a surfactant may be used. This is for accelerating the intended action of the dispersion stabilizer, and specific examples thereof include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, Examples include potassium stearate and calcium oleate.
[0221]
As polymerization initiators, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2 , 2′-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile, and other azo or diazo polymerization initiators can be used.
(11) Two-component development
An AC bias is applied between the photoconductor and the developing roller together with a DC bias. The frequency at that time is 1 to 10 kHz, the AC bias is 1.0 to 2.5 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photoconductor and the developing roller is 1: 1.2 to 1: 2. It is preferable.
[0222]
More preferably, the frequency is 3.5 to 8 kHz, the AC bias is 1.2 to 2.0 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the developing roller is 1: 1.5 to 1: 1. .8.
[0223]
More preferably, the frequency is 5.5 to 7 kHz, the AC bias is 1.5 to 2.0 kV (pp), and the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the developing roller is 1: 1.6 to 1: 1. .8.
[0224]
With this development process configuration and the use of the toner or the two-component developer of this embodiment, dots can be faithfully reproduced and development γ characteristics can be obtained. Both high-quality images and oilless fixability can be achieved. Further, even a high-resistance carrier can prevent charge-up under low humidity, and a high image density can be obtained even in continuous use. This is a toner that can exhibit high chargeability. By combining the carrier structure and AC bias, the adhesion to the carrier can be reduced, image density can be maintained, fog can be reduced, and dots can be reproduced faithfully. .
[0225]
If the frequency is smaller than 1 kHz, dot reproducibility is deteriorated and halftone reproducibility is deteriorated. When the frequency exceeds 10 kHz, it is not possible to follow in the development region and the effect does not appear. In this frequency range, in the two-component development using a high resistance carrier, it works to reciprocate between the carrier and the toner rather than between the developing roller and the photoreceptor, and has the effect of slightly releasing the toner from the carrier. Good reproducibility and halftone reproducibility are achieved, and a high image density can be obtained.
[0226]
When the AC bias is less than 1.0 kV (pp), the effect of suppressing the charge-up cannot be obtained, and when the AC bias exceeds 2.5 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 photoconductor and the developing roller exceeds 1: 2 (the developing roller speed increases), toner scattering increases.
(12) Tandem color process
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 an electrostatic latent image formed on the image carrier is obtained. A primary transfer process in which a visualized toner image is transferred to the transfer body by bringing an endless transfer body into contact with the image carrier is sequentially executed, and a multi-layer transfer toner image is formed on the transfer body. And then transferring the multilayer toner image formed on the transfer body onto a transfer medium such as paper or OHP at a time. A configuration in which the transfer position configuration is d1 / v ≦ 0.65 toner, where d1 (mm) is the distance from the primary transfer position to the second primary transfer position and v (mm / s) is the peripheral speed of the photoreceptor. Of machine size and printing speed It is intended to improve the standing. In order to realize a reduction in size that can process 16 sheets per minute (A4) or more and the machine can be used for SOHO applications, it is essential to have a configuration in which a plurality of toner image forming stations are short and the process speed is increased. is there. In order to achieve both a reduction in size and a printing speed, a configuration in which the above value is 0.65 or less is considered a minimum.
[0227]
However, when this configuration is adopted, for example, the time from the primary transfer of the yellow toner of the first color to the primary transfer of the next magenta toner of the second color is extremely short. When the magenta toner is transferred onto the yellow toner, the magenta toner is repelled by the charge action of the yellow toner, resulting in a problem that the transfer efficiency is lowered and characters are lost 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.
[0228]
Therefore, by using the toner or the two-component developer of the present embodiment, the charge distribution is stabilized, the toner can be prevented from being overcharged, and the fluidity fluctuation can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent toner that sacrifices the fixing characteristics, lower transfer efficiency, character dropout during transfer, and reverse transfer.
(13) Cleanerless process
Further, in this embodiment, an electronic device having a basic configuration of a cleaner-less process in which the following charging, exposure, and development processes are performed without a cleaning process step of collecting toner remaining on the photoreceptor after the transfer process by cleaning. It is suitably used for a photographic apparatus.
[0229]
By using the toner or the two-component developer of this embodiment, toner aggregation can be suppressed, overcharging can be prevented, charging property 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.
(14) Oilless color fixing
In the present embodiment, it is suitably used for an electrophotographic apparatus having a fixing process of an oil-less fixing configuration in which oil is not used as a means for fixing toner. As the heating means, electromagnetic induction heating is a preferable configuration from the viewpoint of temperature rise and energy saving. A heating and pressurizing unit having at least a magnetic field generating unit, a rotary heating member having at least a heat generation layer and a release layer generated by electromagnetic induction, and a rotary pressurizing member forming a fixed nip with the rotary heating member; In this configuration, a transfer medium such as copy paper on which toner is transferred is passed between the rotary heating member and the rotary pressure member, and is fixed.
[0230]
A configuration using a fixing belt in which a heating member and a fixing member are separated is also preferably used.
[0231]
As the belt, a heat resistant belt such as a nickel electroformed belt or a polyimide belt having heat resistance and deformability is preferably used. In order to improve releasability, silicone rubber, fluororubber, or fluororesin is used as the surface layer.
[0232]
In these fixing processes, release oil has been applied so far 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 heating member or the fixing member, toner jump may occur due to the influence of charging. It tends to occur especially at low temperatures and low humidity.
[0233]
Therefore, by using the toner of the present 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 toner flying due to the charging action with the heating member or the fixing member can be suppressed.
[0234]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this. In the following examples, “%” simply means “wt%”.
[0235]
(Carrier production example 1)
120 g of a cross-linked fluorine-modified silicone resin containing 15 mol% of a trifluoropropyl group and 6 g of γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane were dissolved in 300 cc of a toluene solvent in terms of solid content. This was coated on 10 kg of ferrite particles having an average particle diameter of 50 μm and a saturation magnetization of 65 emu / g when the applied magnetic field was 3000 oerste using an immersion drying type coating apparatus, and then at 230 ° C. for 1.5 hours. Baking was performed to obtain carrier A1.
[0236]
(Carrier production example 2)
15 mol% C of coating resin8F17CH2CH2Si (OCHThree)ThreeA core material was manufactured and coated in the same process as in Production Example 1 except that it was changed to a crosslinkable fluorine-modified silicone resin containing, thereby obtaining carrier A2.
[0237]
(Carrier production example 3)
Conductive carbon (EC made by Ketjen Black International) resin solids100 parts by weightAgainst5 parts by weightA carrier A3 was obtained by coating the core material in the same manner as in Production Example 1, except that the pearl mill was dispersed.
[0238]
(Carrier Production Example 4)
Except having changed the addition amount of the aminosilane coupling agent into 30g, the core material was manufactured in the process similar to the manufacture example 3, it coated, and carrier A4 was obtained.
[0239]
(Carrier Production Example 5, Comparative Example)
A core material was produced in the same process as in Production Example 3 except that the amount of the aminosilane coupling agent added was changed to 50 g, and coating was performed to obtain a carrier b1.
[0240]
(Carrier Production Example 6, Comparative Example)
A core material was produced in the same process as in Production Example 1 except that the coating resin was changed to straight silicone (SR-2411 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), and coating was performed to obtain carrier b2.
[0241]
(Carrier Production Example 7, Comparative Example)
A core material was produced in the same process as in Production Example 3 except that the coating resin was changed to a perfluorooctylethyl acrylate / methacrylate copolymer, and coating was performed to obtain carrier b3.
[0242]
(Carrier Production Example 8, Comparative Example)
A core material was produced in the same process as in Carrier Production Example 3 except that the coating resin was changed to an acrylic-modified silicone resin (KR-9706 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and coating was performed to obtain carrier b4.
[0243]
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. The configuration of the divalent alcohol, the divalent carboxylic acid, and the trivalent carboxylic acid is a preferable configuration for achieving both fixing property, dispersibility, carrier spent property, and grindability.
[0244]
[Table 1]
[0245]
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 Ratio Mzf / Mnf of Z average molecular weight Mzf and number average molecular weight Mnf of binder resin, Tg (° C.) is glass point transfer, Tm (° C.) is softening point, Tfb (° C.) is outflow start temperature, AV is resin acid value Indicates.
[0246]
(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.
[0247]
[Table 2]
[0248]
[Table 3]
[0249]
[Table 4]
[0250]
Table 5 shows the pigments used in this example.
[0251]
[Table 5]
[0252]
(Table 6) shows the charge control agents used in this Example and their physical property values.
[0253]
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.
[0254]
[Table 6]
[0255]
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. In an environment of 25 ° C. and 45 RH%, a carrier of 50 g 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 at a speed of 5 minutes for 30 minutes, 0.3 g was collected and nitrogen gas 1.96 × 10 6 was collected.Four(Pa) was blown for 1 minute.
[0256]
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.
[0257]
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.
[0258]
[Table 7]
[0259]
Table 8 shows the coarse particles used in this example. The shape is not a perfect sphere, but an irregular shape or a slightly irregular shape is preferable. This is because the amorphous shape has better charge rise and stirring and mixing with the carrier.
[0260]
[Table 8]
[0261]
Table 9 shows the grinding conditions in this example.
[0262]
In this example, s1 was 1 mm, s2 was 4 mm, s3 was 3 mm, r1 was 4 mm, r2 was 7 mm, r3 was 3 mm, and the circumference of the rotating body was 56.5 cm. The amount of silica adhering is the amount of silica remaining adhering to the toner after pulverization. About 40% does not remain in the toner and is taken to the bug filter.
[0263]
[Table 9]
[0264]
Table 10 and Table 11 show the toner material composition and physical property values used in this example.The toner samples TM6 and TM9 are reference examples.
[0265]
[Table 10]
[0266]
[Table 11]
[0267]
In the figure, Ss is a specific surface area value of the pulverized toner, St is a value represented by St = 6 / (true specific gravity of the toner * volume average particle diameter), and SSt is a value of St as Ss (the pulverized toner). Divided by the specific surface area).
[0268]
The added amount of the pigment was 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Although not shown in the table, the pigments shown in Table 5 were used, and substantially the same material composition for each color was used. The blending ratio of the charge control agent and the wax indicates the blending ratio (parts by weight) relative to 100 parts by weight of the binder resin in parentheses. External additiveOr coarse particlesIndicates a blending amount (parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the toner base.
[0269]
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.
[0270]
FIG. 1 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. 1, the outer casing of the color electrophotographic printer is omitted.
The
[0271]
At this time, the distance from the first color (Y) transfer position to the second color (M) transfer position is 35 mm (second color (M) transfer position to third color (C) transfer position, third color (C) The fourth color (K) transfer position is the same distance from the transfer position), and the peripheral speed of the photosensitive member is 125 mm / s.
[0272]
The
[0273]
The
[0274]
Four sets of
[0275]
Each of the
[0276]
The image forming unit is configured as follows. 1 is a photoconductor, 3 is a pixel laser signal light, 4 is a developing roller having an outer diameter of 12 mm made of aluminum having a magnet having a magnetic force of 1200 Gauss inside, and is opposed to the photoconductor with a gap of 0.3 mm. Rotate in the direction of. 6 is a stirring roller that stirs the toner and carrier in the developing device and supplies them to the developing roller. The composition ratio of the carrier and the toner is read by a magnetic permeability sensor (not shown) and is supplied from a toner hopper (not shown) in a timely manner. Reference numeral 5 denotes a metal magnetic blade that regulates the magnetic brush layer of the developer on the developing roller. The developer amount is 150 g. The gap was 0.4 mm. Although the power source is omitted, a direct current of −500 V and an alternating voltage of 1.5 kV (pp) and a frequency of 6 kHz are applied to the developing roller 4. The peripheral speed ratio between the photoreceptor and the developing roller was 1: 1.6. The mixing ratio of toner and carrier was 93: 7, and the developer amount in the developing unit was 150 g.
[0277]
A charging
[0278]
The paper is transported from below the
[0279]
The toner on the
[0280]
FIG. 2 shows the fixing process. A
[0281]
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.
[0282]
The
[0283]
A fixing
[0284]
The
[0285]
The
[0286]
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
[0287]
At this time, the image forming speed of the
[0288]
In the image forming process, the
[0289]
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
[0290]
On the
[0291]
Table 12 shows the results of image output using the electrophotographic apparatus shown in FIG. 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 at the time of fixing were evaluated. The charge amount is measured by the blow-off method of frictional charging with the ferrite carrier. Under an environment of 25 ° C. and 45% RH, 0.3 g of a sample for durability evaluation was collected and nitrogen gas was 1.96 × 10 6.Four(Pa) was blown for 1 minute.The developer samples cm1, cm2, and cm3 are reference examples.
[0292]
[Table 12]
[0293]
When images were developed using developers DM11 to DM18, the solid black image was uniform with no disturbance of horizontal lines, toner scattering, character voids, etc., and an image line of 16 lines / mm was reproduced. A high-resolution image was obtained, and a high-density image with an image density of 1.3 or higher was obtained.
[0294]
When a white image was taken after 10 solid images were printed continuously, no fogging on the non-image area occurred.
[0295]
After that, when a solid image was taken, there was no poor supply of toner to the carrier and no poor mixing and no development memory was observed.
[0296]
Even in the long-term durability test of 10,000 sheets of A4 paper, both fluidity and image density showed little change and stable characteristics. There is almost no spent toner component on the carrier. There is little change in carrier resistance and decrease in charge amount, and fog does not occur. There is almost no variation in the charge amount under high temperature and high humidity and low temperature and low humidity.
[0297]
Also, in the transfer, the void is at a level that causes no problem in practical use, and the occurrence of reverse transfer is negligible. The transfer efficiency was about 95%. In addition, transfer failure and reverse transfer did not occur in the full-color image in which the three colors overlapped.
[0298]
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 poor cleaning of the transfer belt on the photoreceptor.
[0299]
Further, even in a full-color image in which three colors overlap, there is almost no toner disturbance or toner skip during fixing. At the time of fixing, no paper was wound around the fixing belt.
[0300]
However, the developer of cm1 to cm16 has a process speed of 100 mm / s, and when the distance between the photoconductors is 70 mm, the characters are scattered at the time of transfer, the transferred characters are missing, and the reverse transferability is acceptable, but the process speed is 120 mm. When the distance was increased to / s or when the distance between the photoconductors was set to 60 mm, characters were scattered at the time of transfer, transfer characters were lost, and reverse transfer occurred, which was at a level that is practically problematic.
[0301]
Further, in the case of the developer of cm5 to cm16, further cleaning failure occurred on the photoreceptor and the intermediate transfer belt. A lot of filming and fogging of the photoconductor occurred.
[0302]
In addition, there was a large amount of spent on the carrier, a large change in carrier resistance, a tendency to decrease the charge amount and increase fog. An increase in fog due to a decrease in charge amount under high temperature and high humidity and a decrease in image density due to an increase in charge amount under low temperature and low humidity were observed. The transfer efficiency was reduced to about 60 to 70%. 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.
[0303]
Next (Table 13), 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 having a process speed of 100 mm / s and no oil applied. The toner of TM1 to TM12 did not generate OHP jam at the fixing nip portion. 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.
[0304]
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.
[0305]
[Table 13]
[0306]
The OHP translucency was 80% or more, and the non-offset temperature range was 40 to 60 ° C., indicating that the fixing roller using no oil showed good fixability. Also, almost no aggregation was observed in the storage stability at 60 ° C. for 5 hours. However, the toner of tm1 to tm12 was agglomerated in the storage stability test, and the result was a narrow non-offset temperature range.
[0307]
As in the above embodiment, the wax includes an endothermic peak temperature of 60 to 120 ° C. according to the DSC method, defines the average particle diameter of the toner base particles, and is 2 to 6 times the volume average particle diameter of the toner base particles. No toner is applied by a two-component developer combined with a carrier having a fluorine-modified silicone resin containing an aminosilane coupling agent as a coating resin and having a toner composition containing coarse particles having a volume average particle size of In both cases, it is possible to achieve oilless fixing that prevents offset while maintaining high OHP translucency, and it is possible to extend the service life without spending toner components on the carrier. Further, it is possible to prevent voids and scattering during transfer and to obtain high transfer efficiency.
[0308]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an oilless fixing toner that does not use oil in a fixing roller, an oilless toner that exhibits high translucency and high glossiness by using a release agent such as wax in the toner. Can provide fixing. In addition, it is possible to provide a highly durable and long-life toner that does not deteriorate due to spent and a two-component developer even when used in combination with a toner containing a release agent such as wax. In addition, when a large amount of toner that continuously takes solid images is consumed, fog and development memory are less likely to occur when toner is rapidly replenished, and toner with good charge rise characteristics and two-component development. Agent can be provided. In particular, since the tendency appears more strongly in a small-sized developing device, uniform chargeability during stirring is required. Further, the cleaning property of the toner on the photosensitive member and the transfer member can be improved, and the occurrence of filming can be prevented. Further, the toner can be reduced in particle size to improve the image quality and the decrease in toner fluidity can be suppressed to provide a toner having good toner supply, good mixing with a carrier, and charge rising property, and a two-component developer. In a tandem color process that arranges image forming stations that have multiple photoconductors and development sections side by side, and sequentially transfers the toner of each color to the transfer body, it is possible to eliminate voids, reverse transfer, and scattering during transfer. It is possible to provide an image forming apparatus that can prevent and obtain high transfer efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a fixing unit used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of toner pulverization processing used in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a toner pulverization process used in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a toner pulverization process used in an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charging roller
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
508 Metering machine
500 Crushing section
501 Rotating body
502 Fixed body
503 Raw material
506 Concavity and convexity
509 Cooler
511 Air
512 thermometer
514 Bug filter
515 Cyclone
516 air flow meter
517 Blower
518 Inorganic fine powder feeder
519 Vibrator vibrator
Claims (17)
示差走査熱量分析法(DSC法)による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部含み、
前記トナー母体粒子の体積平均粒子径が3〜8μm、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜60体積%含有し、
前記粗大粒子は、前記トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有し、前記トナー母体粒子100重量部に対し1〜6重量部含み、
平均粒子径が6nm〜20nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、平均粒子径が30nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部含むことを特徴とするトナー。A toner composed of toner base particles containing at least a binder resin, a colorant and a wax, and coarse particles,
Including 5 to 20 parts by weight of wax having an endothermic peak temperature of 60 to 120 ° C. by differential scanning calorimetry (DSC method) with respect to 100 parts by weight of the binder resin;
The toner base particles have a volume average particle diameter of 3 to 8 μm, toner toner particles having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution and 5 to 55 number% of toner base particles, and 6.35 to 10.1 μm in the volume distribution. Containing 5 to 60% by volume of toner base particles having a particle size;
The coarse particles have a volume average particle diameter of 2 to 6 times the volume average particle diameter of the toner base particles, and include 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
The inorganic fine powder having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and the inorganic fine powder having an average particle diameter of 30 nm to 200 nm is 100 weights of the toner base particles. A toner comprising 1.0 to 3.5 parts by weight with respect to parts.
示差走査熱量分析法(DSC法)による吸熱ピーク温度が60〜120℃であるワックスを結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部含み、
前記トナー母体の体積平均粒子径が3〜8μm、個数分布における2.52〜4μmの粒径を有するトナー母体を5〜55個数%含有し、体積分布における6.35〜10.1μmの粒径を有するトナー母体粒子を5〜60体積%含有し、
前記粗大粒子が前記トナー母体粒子の体積平均粒子径の2〜6倍の体積平均粒子径を有し、前記トナー母体100重量部に対し1〜6重量部含み、
平均粒子径が6nm〜20nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し0.5〜2.5重量部と、平均粒子径が30nm〜200nmである無機微粉末をトナー母体粒子100重量部に対し1.0〜3.5重量部含むトナーと、
コア材の表面がアミノシランカップリング剤を含むフッ素変性シリコーン樹脂により少なくとも被覆され、平均粒子径が30〜60μmである磁性粒子を含むキャリアとから構成されることを特徴とする二成分現像剤。A two-component developer comprising a toner base containing at least a binder resin, a colorant and wax, a toner composed of coarse particles and a carrier,
Including 5 to 20 parts by weight of wax having an endothermic peak temperature of 60 to 120 ° C. by differential scanning calorimetry (DSC method) with respect to 100 parts by weight of the binder resin;
The toner base contains a toner base having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm, a toner base having a particle size of 2.52 to 4 μm in the number distribution, and a particle diameter of 6.35 to 10.1 μm in the volume distribution. 5 to 60% by volume of toner base particles having
The coarse particles have a volume average particle diameter of 2 to 6 times the volume average particle diameter of the toner base particles, and include 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base;
The inorganic fine powder having an average particle diameter of 6 nm to 20 nm is 0.5 to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, and the inorganic fine powder having an average particle diameter of 30 nm to 200 nm is 100 weights of the toner base particles. Toner containing 1.0 to 3.5 parts by weight with respect to parts,
A two-component developer characterized in that the surface of the core material is composed of at least a fluorine-modified silicone resin containing an aminosilane coupling agent and a carrier containing magnetic particles having an average particle size of 30 to 60 µm.
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