JP4491171B2

JP4491171B2 - Two-component developer for image formation and image forming method using the same

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Publication number: JP4491171B2
Application number: JP2001171441A
Authority: JP
Inventors: 三夫青木; 英樹杉浦; 和之矢崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: JP2002365843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる二成分現像剤及びそれを用いる画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１号明細書、特公昭４９−２３９１０号公報、及び特公昭４３−２４７４８号公報等に各種の方法が記載されているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を乾式トナーを用いて現像し、紙等にトナー像を転写したのち、加熱、加圧等により定着し、コピーを得るものである。
【０００３】
電気的潜像を現像する方式には大別して、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方式とカスケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法等のように天然または合成樹脂にカーボンブラック等の着色剤を分散したトナーを用いる乾式現像方式があり、乾式現像方式には一成分現像方式とキャリアを用いる二成分現像方式がある。
【０００４】
トナー像を転写紙上に加熱定着する方法としては、大別して接触定着法と非接触定着法があり、前者には加熱ローラ定着、ベルト定着が、後者にはフラッシュ定着、オーブン（雰囲気）定着が挙げられる。
この内、加熱ローラ定着方式はトナー像と加熱ローラが直接接触するため、極めて熱効率の良い定着方式であり、装置も小型化できるため、広く一般に用いられている。
【０００５】
しかしながら、近年省エネルギー化がますます進み、定着を行わない待機時には熱源を切るような場合がある。このような定着装置に用いられるトナーは従来のトナーとは比較にならないほどの低温定着化が求められている。
また、印字速度の高速化も進んでおり、これに伴い定着時間も短くなって来ており、益々トナーの低温定着化が求められている。
【０００６】
この問題を解決する技術として、従来よりいくつかの提案がなされている。
例えば、特許第２７４３４７６号公報には、ポリエステル樹脂と極性基を有するワックスから成る芯粒子を樹脂被覆し、ポリエステル樹脂とワックスの溶融粘度を規定したロール定着用トナーが、特開平３−１２２６６１号公報、特開平４−８５５５０号公報、特公平８−１６８０４号公報には、特定のポリエステル樹脂と離型剤から成り、ポリエステル樹脂の８０〜１２０℃における溶融粘度と該溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用トナーが、特公平８−１２４５９号公報には、特定のポリエステル樹脂と離型剤から成り、ポリエステル樹脂の８０〜１２０℃における溶融粘度と該溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用カプセルトナーが、特公平７−８２２５０号公報には、特定のポリエステル樹脂と有機金属化合物、離型剤を含有し、ポリエステル樹脂の１２０〜１５０℃における溶融粘度と該溶融粘度と温度のグラフの傾きと特定の離型剤の溶融粘度を規定したフィルム定着用トナーが、特公平７−７２８０９号公報には、１１０〜１３０℃で測定された溶融粘度と温度の関係式を規定したスチレン−アクリル樹脂から成るトナーが、さらに特開平１０−２４６９８９号公報には、特定の荷電制御剤を含有し、平均粘度勾配を規定したトナーが提案されている。
【０００７】
また、特開平６−１６１１４４号公報、特開平６−１６１１４５号公報には、ワックスが結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球形及び／又は紡鐘形で島状に分散したトナーが提案されている。
さらに、特開平７−２７１０９５号公報には、結着樹脂と離型剤とのＳＰ値の差が１以上のトナーが、特開平１０−３１３２５号公報には、樹脂と荷電制御剤のＳＰ値の差が０．４〜２．３のトナーが、特開平１１−３８６７７号公報には、離型剤が扁平状で存在し、結着樹脂と離型剤のＳＰ値の差が１以上のいトナーが、特開２０００−７５５４９号公報には、ＳＰ値が１０．６〜１２．６のビニル系樹脂より成るトナーが、さらにまた特開２０００−３０５３１９号公報には、ポリエステル樹脂とポリオレフィンワックスとＳＰ値１１．０〜１６．０のビニル系樹脂から成るトナー等が提案されている。
しかしながら、省エネルギー化、高速化はますます進み、これら従来の技術では充分な定着性を得ることが困難である。
【０００８】
また、トナーを低温定着化する場合、樹脂成分の溶融粘度を下げることが一般的に行われている。しかしながら、樹脂成分の溶融粘度を下げると、トナー混練時の溶融粘度が低下するため、定着性改良のため添加しているワックスと樹脂成分の分散が悪くなり、混練後のトナー中のワックスの分散径が大きなものとなる。この混練後のトナーを粉砕すると、ワックス−樹脂成分の界面で粉砕されるため、トナー粒子表面に露出するワックス量が増えてしまう。また、フリーのワックスも多く存在するようになる。これらの現象は定着性には良い結果となるが、ワックス成分が感光体や帯電付与部材に付着して、それぞれの性能を著しく低下させてしまう。
【０００９】
この現象を前者は感光体フィルミングと呼び、後者をスペントと呼ぶ。特にキャリア表面に付着したものをキャリアスペントと呼び、画像品質を極めて悪化させる現象である。
感光体フィルミングが発生すると、感光体露光部の電位が充分に低下しないため、地汚れが発生する。また、画像部の濃度も低くなりプアな画像となってしまう。
また、キャリアスペントが発生すると、現像剤の帯電量が変化する。帯電量が上昇した場合は、画像濃度が低下する。また、帯電量が低下した場合は、地汚れ、現像部よりにトナー飛散が発生する。
【００１０】
さらに、トナー中のワックスの分散径は、小さければ小さい方が良いわけではない。あまり小さすぎると、定着特性、特にホットオフセットの悪化を招く。従ってワックスの分散径には適正な範囲が存在する。
また、ワックスにはブリードアウトと言う現象があり、トナー品質を悪化させることが知られている。ブリードアウト現象は、トナー中に分散された、ワックスが熱により、トナー表面にしみ出す現象で、これによりトナー粒子表面に露出するワックス量が増えてしまい、上記のような問題が発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、定着性、耐熱保存性、フィルミング性、スペント性及びトナー飛散性に優れた画像形成用二成分現像剤及びそれを用いる画像形成方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、（１）トナーとキャリアからなり、トナー像を担持した支持体を、２本のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行う定着装置を搭載した画像形成装置で用いられる二成分現像剤であって、該トナーが、少なくともポリエステル樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ワックス成分を混練して得られ、かつ該ポリエステル樹脂のＳＰ値（溶解度パラメーター）をＰＥＳＳＰ、スチレン−アクリル系樹脂のＳＰ値をＳｔ−ＡｃＳＰ、ワックスのＳＰ値をＷＳＰとした時、それぞれのＳＰ値の関係が下記（１）〜（３）の式で表わされる関係を満足し、前記スチレン−アクリル系樹脂を樹脂成分全体の２０／９０×１００重量％〜４０重量％、前記ワックス成分を結着樹脂１００重量部に対して０．５〜１０重量含み、該スチレン−アクリル系樹脂中に前記ワックスが微分散され、前記ポリエステル樹脂中に前記スチレン−アクリル系樹脂が分散されたミクロドメイン構造を有するものであり、該キャリアが、表面を樹脂被覆したキャリア粒子であることを特徴とする画像形成用二成分現像剤。
ＰＥＳＳＰ＞Ｓｔ−ＡｃＳＰ＞ＷＳＰ（１）
２≧（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）≧０．２（２）
（ＰＥＳＳＰ−Ｓｔ−ＡｃＳＰ）＞（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）（３）
（２）前記ワックス成分が、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックスから選ばれる１種以上のワックスであることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成用二成分現像剤、（３）前記ワックスの原材料の平均粒径が１００〜５００μｍであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の画像形成用二成分現像剤、（４）前記スチレン−アクリル系樹脂がスチレン−ブチルアクリレート共重合体であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の画像形成用二成分現像剤、（５）前記表面を樹脂被覆したキャリア粒子がシリコーン樹脂被覆されたコートキャリア粒子であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成用二成分現像剤、（６）トナー像を担持した支持体を、２本のローラの間を通過させることによってトナー像の加熱定着を行う定着装置を搭載した画像形成装置を用いる画像形成方法であって、該二成分現像剤として上記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成用二成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法、が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる定着装置の例を図１に示す。
１は定着ローラ、２は加圧ローラをそれぞれ示す。定着ローラ１はアルミニウム、鉄、ステンレス又は真鍮のような、高熱伝導体から構成された金属シリンダー３の表面にＲＴＶ、シリコンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層４が被覆されている。定着ローラ１の内部には、加熱ランプ５が配置されている。加圧ローラ２の金属シリンダー６は定着ローラ１と同じ材質が用いられる場合が多く、その表面にはＰＦＡ、ＰＴＦＡなどのオフセット防止層７が被覆されている。また、必ずしも必要ではないが、加圧ローラ２の内部には加熱ランプ８が配置されている。
定着ローラと加圧ローラは図示してはいないが、両端のバネにより圧接され回転する。
そしてこの定着ローラ１と加圧ローラ２の間にトナー像Ｔの付着支持体Ｓ（紙などの転写紙）を通過させ定着を行う。
【００１４】
次に本発明の二成分現像剤について説明する。
本発明の二成分現像剤は、少なくとも樹脂成分、着色剤及びワックスを混練して得られるトナーと、表面を樹脂被覆したキャリア粒子から成る二成分現像剤であって、該ポリエステル樹脂のＳＰ値（溶解度パラメーター）をＰＥＳＳＰ、スチレン−アクリル系樹脂のＳＰ値をＳｔ−ＡｃＳＰ、ワックスのＳＰ値をＷＳＰとした時、それぞれのＳＰ値の関係が下記（１）〜（３）の式で表わされる関係を満足することを特徴とする。
ＰＥＳＳＰ＞Ｓｔ−ＡｃＳＰ＞ＷＳＰ（１）
２≧（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）≧０．２（２）
（ＰＥＳＳＰ−Ｓｔ−ＡｃＳＰ）＞（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）（３）
【００１５】
第一に、本発明の二成分現像剤に用いるトナーは、ポリエステル樹脂のＳＰ値をＰＥＳＳＰ、スチレン−アクリル系樹脂のＳＰ値をＳｔ−ＡｃＳＰ、ワックスのＳＰ値をＷＳＰとした時、その関係が、
ＰＥＳＳＰ＞Ｓｔ−ＡｃＳＰ＞ＷＳＰ（１）
で有ることが重要である。
通常トナー像を担持した支持体は普通紙を使用する場合が多い。普通紙を構成しているセルロースのＳＰ値は約１５程度と大きい値である。一方、ポリエステル樹脂とスチレン−アクリル系樹脂の溶融粘度を比較すると、同じ温度ではポリエステル樹脂の方が低いため、定着に対し有利である。ＳＰ値が近い物質ほど相溶性（親和性）が強いため、定着性にはポリエステル樹脂のＳＰ値がセルロースに近い方が有利となる。また、ワックスは、定着で加熱された瞬間に定着ローラ側（支持体とは逆側）へ移行して定着ローラとの界面に離型層を形成することが望まれる。このためには、ワックスのＳＰ値が一番セルロースと離れていることが好ましい。また、上記の理由により、ポリエステル樹脂とワックスのＳＰ値を大きく離すと、ワックスの分散が悪くなるため、スチレン−アクリル系樹脂のＳＰ値をその中間に位置させ、ワックスの分散性を向上させる。
【００１６】
第二に、本発明の二成分現像剤に用いるトナーは、
２≧（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）≧０．２（２）
であることが重要である。
スチレン−アクリル系樹脂のＳＰ値と、ワックスのＳＰ値の差が２より大きい場合は、ワックスの分散性が悪くなる。また、０．２より小さい場合は、逆に分散性が良くなり、スチレン−アクリル系樹脂に完全に相溶してしまい、ワックス本来の離型性を発揮することが難しくなる。
【００１７】
第三に、本発明の二成分現像剤に用いるトナーは、
（ＰＥＳＳＰ−Ｓｔ−ＡｃＳＰ）＞（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）（３）
であることが重要である。
本発明の現像剤に用いるトナー構成は、ポリエステル樹脂の「海」の中に、ワックスを微分散したスチレン−アクリル系樹脂の「島」を分散した、いわゆるミクロドメイン構造をとることが最も望ましい。そのため、（ＰＥＳＳＰ−Ｓｔ−ＡｃＳＰ）≦（Ｓｔ−ＡｃＳＰ−ＷＳＰ）となった場合、ポリエステル樹脂とスチレン−アクリル系樹脂が相溶してしまい、十分なミコロドメイン構造が取れなくなってしまい、定着性、耐熱保存性、フィルミング性、スペント性及びトナー飛散性が悪化してしまう。
【００１８】
なお、本発明で用いられるＳＰ値は次のように求める。
ＳＰ値の異なる溶剤（ｎ−ヘキサン、トルエン、ＭＥＫ、アセトン、ピリジン、ｎ−ブタノール）１０ｍｌに試料を過剰に溶解させる。これを５μｍのディスポーザフィルターで濾過する。次いでその溶液を４０℃で乾固させ、乾固物の重量を測定し、溶解量を算出する。
横軸にＳＰ値、縦軸に溶解量をプロットして凸の二次曲線に近似してピークのＳＰ値をその試料のＳＰ値とする。
【００１９】
本発明では結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有することが特に重要である。ポリエステル樹脂は一般的に他の樹脂に比べ、、耐熱保存性を維持したまま低温定着が可能であるため、本発明には適した結着樹脂である。また、ポリエステル樹脂はワックス成分である、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックス等のワックスとの相溶性が優れるため、ワックス成分の分散径をコントロールし易い。
【００２０】
本発明で用いられるポリエステル樹脂は、多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合によって得られる。使用される多価アルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール、三価以上の多価アルコールを挙げることができる。また多価カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価のカルボン酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸を挙げることができる。またポリエステル樹脂のＴｇは５８〜７５℃が好ましい。
また、ポリエステル樹脂の含有量は結着樹脂全体の６０〜８８重量％が好ましい。
【００２１】
また、本発明で結着樹脂として使用されるスチレン−アクリル系樹脂としては、従来公知のスチレン−アクリル系樹脂が全て使用可能である。例えば、スチレン−メチルアクリレート共重合体、スチレン−エチルアクリレート共重合体、スチレン−ブチルアクリレート共重合体、スチレン−プロピルアクリレート共重合体、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、スチレン−エチルメタクリレート共重合体、スチレン−ブチルメタクリレート共重合体等のスチレン−アクリル系樹脂などが挙げられる。
【００２２】
本発明ではスチレン−ブチルアクリレート共重合体を用いることが特に好ましい。スチレン−ブチルアクリレート共重合体のＳＰ値は、ポリエステル樹脂のＳＰ値とワックス成分のＳＰ値のほぼ中央に位置しているため、ＳＰ値のコントロールがし易いことと、ポリエステル樹脂の中にワックス成分を内包した「島」として存在する場合に、極めて均一な分散径を保持することができる。またスチレン−ブチルアクリレート単独使用でも良いが、二種類以上併用しても良い。
【００２３】
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
また、本発明ではスチレン−アクリル系樹脂が樹脂成分全体の２〜４０重量％であることが好ましい。
スチレン−アクリル系樹脂が２重量％未満の場合、ワックス成分を充分に内包することが難しくなる。また４０重量％を越えた場合、ポリエステル樹脂中でスチレン−アクリル系樹脂が「島」として存在しにくくなる。
【００２４】
また、本発明ではワックス成分として従来からトナーに用いられている全てのものが使用でき、例えば、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、マイクロワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、高級アルコール等が使用できる。これらの内、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックスを用いることが好ましい。
【００２５】
カルナウバワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好ましい。
ライスワックスは米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。
合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル化反応で合成されるものである。
これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量は結着樹脂１００重量部に対して０．５〜１０重量部が好ましい。
【００２６】
また本発明では、カルナウバワックス、ライスワックス、合成エステルワックス等のワックス原材料の平均粒径が１００〜５００μｍであることが好ましい。
ワックス成分はトナー中に均一に、しかも所望の粒径で分散していることが極めて望ましい。好ましい分散径としては０．１〜５μｍ程度である。しかしながら、原材料のワックス粒子は、通常不定形の場合が多く、また粒径分布も非常に広いものが多い。
このようなワックス成分を用いたトナーはワックス分散径が不均一となり、０．０１〜５０μｍ程度の粒径分布となってしまう。
本発明の現像剤に用いるトナーは、ワックスの原材料の平均粒軽を１００〜５００μｍにすることにより、所望する分散径とすることが可能となる。
ワックスの原材料の平均粒径が５００μｍより大きい場合、トナー中の分散径が大きくなり、フィルミング性、スペント性及び耐熱保存性が悪化する。また、ワックスの原材料の平均粒径が１００μｍより小さい場合、トナー中の分散径が小さくなり、低温定着性、オフセット性が悪化する。
【００２７】
なお、ワックスのトナー中の分散径は、トナーの透過型走査電子顕微鏡により撮影されたワックス粒子の写真画像を画像解析装置ルーゼックスIIIＵ（株式会社ニレコ）を用い画像解析により求める。
また、ワックスの平均粒径の測定法としては振動フルイによる測定法、レーザーによる測定法などがあるが、レーザー法の一例としては、装置として堀場製作所ＬＡ−９２０を用いることができる（条件：循環速度５〜７、分散媒メタノール）。
【００２８】
また本発明のトナーには無機微粒子を添加することも可能である。
無機微粒子としてはシリカ及び酸化チタン微粉末が特に有用であり、併用することも可能である。高流動性を付与することを主目的する場合には疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタンとして平均一次粒径が０．００１〜１μｍ、好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲ものから適宜選択でき、特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが好ましく、通常０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜２重量％の割合で使用される。
また、シリカ、酸化チタン微粉末以外の無機無粉末も併用可能である。使用可能な無機微粉末としては、酸化アルミニウム類、脂肪族金属塩などを例示することができる。
【００２９】
本発明のトナーにおいては、極性を制御するために、荷電制御剤を配合することが可能である。この場合の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが挙げられる。
その使用量は通常結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは０．２〜１０重量部である。
【００３０】
本発明に使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラックなど特に限定されない。
着色剤の使用量は結着樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部である。
【００３１】
本発明のトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、結着樹脂、ワックス成分、着色剤、その他場合によつては荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
上記トナーに無機無粉末を添加するにはスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いる。
【００３２】
トナーの粒径としては、５〜１０μｍが好ましい。トナー粒径が大きいと、得られる画像の解像力が悪くなる。また、小さすぎるとトナー流動性の低下を招く。なお、トナーの粒径の測定はＣｏｕｌｔｅｒＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ IIｅを使用した。なおアパーチャー径は１００μｍである。
【００３３】
本発明の二成分現像剤のキャリアとしては、キャリア芯粒子の表面を樹脂被覆したキャリア粒子が用いられる。
キャリア芯粒子としては、従来から二成分現像剤のキャリアとして用いられている全てのものが使用でき、例えば、ガラス、鉄、フェライト、マグネタイト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径１０〜１５０μｍ程度の粉末、または該粉末を芯材として表面被覆したもの等が挙げられる。
該芯粒子の表面を被覆するために用いられる樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等が挙げられる。
【００３４】
また、本発明ではシリコンコートキャリアを用いることが好ましい。従来より、キャリア表面へのトナースペントを防止するため、各種樹脂を被覆したキャリアが提案されているが、本発明に用いられるワックス成分のスペント防止に対し、シリコンコートキャリアが極めて効果がある。
トナーとキャリアの混合割合は、通常キャリア１００重量部に対してトナー３〜１５重量部である。
【００３５】
【実施例】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例ではブラック現像剤を例として示したが、フルカラー現像剤に使用することも可能である。
【００３６】
参考例１（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１１．０、重量平均分子量：３２００００、Ｔｇ：６７℃）４０重量部スチレン−メチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．７）５０重量部ポリエチレンワックス（ＳＰ値：８．６、平均粒径：９００μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００３７】
比較例１
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１１．０、
重量平均分子量：３２００００、Ｔｇ：６７℃）４０重量部
スチレン−メチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．７）５０重量部
ポリプロピレンワックス（ＳＰ値：９．８、
平均粒径：１０００μｍ）４重量部
カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。
次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し比較例の二成分現像剤を得た。
【００３８】
参考例２（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１１．０、重量平均分子量：３２００００、Ｔｇ：６７℃）４０重量部スチレン−メチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．７）５０重量部カルナウバワックス（ＳＰ値：８．５、平均粒径：８００μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００３９】
参考例３（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１０．８、重量平均分子量：２８００００、Ｔｇ：６６℃）４５重量部スチレン−メチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．７）４５重量部合成エステルワックス（ＳＰ値：８．７、平均粒径：８０μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００４０】
参考例４（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１１．０、重量平均分子量：３２００００、Ｔｇ：６７℃）４０重量部スチレン−メチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．７）５０重量部カルナウバワックス（ＳＰ値：８．５、平均粒径：３００μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００４１】
参考例５（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１０．８、重量平均分子量：２２００００、Ｔｇ：６５℃）４０重量部スチレン−ブチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．６）５０重量部カルナウバワックス（ＳＰ値：８．５、平均粒径：１５０μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００４２】
実施例１（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１０．８、重量平均分子量：２２００００、Ｔｇ：６５℃）７０重量部スチレン−ブチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．６）２０重量部カルナウバワックス（ＳＰ値：８．５、平均粒径：１５０μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．８μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００４３】
実施例２（トナー処方）
ポリエステル樹脂（ＳＰ値：１０．８、重量平均分子量：２２００００、Ｔｇ：６５℃）７０重量部スチレン−ブチルアクリレート共重合体（ＳＰ値：９．６）２０重量部カルナウバワックス（ＳＰ値：８．５、平均粒径：１５０μｍ）４重量部カーボンブラック（三菱化成＃４４）５重量部荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土谷化学）１重量部以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍとした後、ヘンシェルミキサーを用いシリカ（Ｒ−９７２日本アエロジル）０．５重量％を混合しトナーを得た。次いでキャリアとしては平均粒径６０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．６μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し本発明の二成分現像剤を得た。
【００４４】
各実施例、参考例及び比較例で得られた二成分現像剤について下記の各性能評価を行なった。その結果を表１〜４に示す。
◎定着性の評価方法図１に示される構成の定着器（面圧：１．５×１０５Ｐａ．Ｓ）をｉｍａｇｉｏＭＦ６５５０（（株）リコー製）に装着し、ヒーター温度を振ってコピーを行い定着画像を得た。定着後の画像にメンディングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がした。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出した。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す定着率が８０％以下となるときの温度を定着温度とした。
定着率（％）＝（テープ付着処理後の画像濃度／画像濃度）×１００
【００４５】
◎耐熱保存性の評価方法５０ｃｃのガラス容器にトナーを充填し、６０℃の恒温槽に４時間放置した。このトナーを室温に冷却し、針入度試験（ＪＩＳＫ２２３５−１９９１）にて針入度を測定した。この値が大きいほど耐熱保存性が優れている。
【００４６】
◎フィルミング性、スペント性、トナー飛散の評価
リコー製複写機ｉｍａｇｉｏ６５５０にて、連続１０万枚（印字率６％）コピーを行いスタート、１万枚、３万枚、５万枚、１０万枚時のフィルミング性、スペント性、トナー飛散を評価した。
フィルミング性：感光体表面を目視観察。全くフィルミングがなく初期と変わらない状態を「５」とし、以下フィルミングの状態により４，３，２，最悪を「１」として評価した。
なお「２」は画像に影響が出始める状態を指す。
スペント性：現像剤をブローオフしたキャリアの重量をＷ１とし、このキャリアを溶剤に浸し、キャリア表面に付着した物質を取り除いてキャリアを乾燥させた重量をＷ２とし、下記式により求めた。
スペント性（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ２×１００
で求める。
トナー飛散：ｉｍａｇｉｏ６５５０の正面扉の内側に白紙（マクベス反射濃度０．０７）を張り付け、飛散状態をマクベス反射濃度で測定した。
【００４７】
【表１】

【００４８】
【表２】

【００４９】
【表３】

【００５０】
【表４】

【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、２本のローラ間を通過させることによりトナー像の加熱定着を行なう定着装置を搭載した画像形成装置に用いられる二成分現像剤であって、定着性、耐熱保存性に優れ、さらに耐フィルミング性、耐スペント性に優れ、しかもトナー飛散のない二成分現像剤、及びそれを用いる画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法に用いる定着装置の要部構成例の模式図。
【符号の説明】
１定着ローラ
２加圧ローラ
３金属シリンダー（定着ローラ）
４オフセット防止層（定着ローラ）
５加熱ランプ（定着ローラ）
６金属シリンダー（加圧ローラ）
７オフセット防止層（加圧ローラ）
８加熱ランプ（加圧ローラ）
Ｔトナー像
Ｓ付着支持体（転写紙）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-component developer used for electrophotographic image formation and an image forming method using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electrophotographic method, various methods have been described in US Pat. No. 2,297,691, Japanese Patent Publication No. 49-23910, Japanese Patent Publication No. 43-24748, and the like. The latent image is formed on the photosensitive member by various means, and then the latent image is developed with dry toner, transferred to a paper or the like, and then fixed by heating, pressing, or the like. And get a copy.
[0003]
Methods for developing electrical latent images are roughly divided into liquid development methods that use a developer in which various pigments and dyes are finely dispersed in an insulating organic liquid, cascade methods, magnetic brush methods, powder cloud methods, etc. Thus, there is a dry development method using a toner in which a colorant such as carbon black is dispersed in a natural or synthetic resin, and there are a one-component development method and a two-component development method using a carrier.
[0004]
Methods for heat-fixing toner images on transfer paper can be broadly classified into contact fixing methods and non-contact fixing methods. The former includes heating roller fixing and belt fixing, and the latter includes flash fixing and oven (atmosphere) fixing. It is done.
Among them, the heating roller fixing method is a fixing method with extremely high thermal efficiency because the toner image and the heating roller are in direct contact with each other, and the apparatus can be miniaturized, so that it is widely used.
[0005]
However, in recent years, energy saving has been further advanced, and there are cases where the heat source is turned off during standby when fixing is not performed. The toner used in such a fixing device is required to be fixed at a low temperature that is incomparable with conventional toners.
Also, the printing speed has been increased and the fixing time has been shortened accordingly, and there is an increasing demand for low-temperature fixing of toner.
[0006]
As a technique for solving this problem, several proposals have conventionally been made.
For example, Japanese Patent No. 2743476 discloses a roll fixing toner in which core particles composed of a polyester resin and a wax having a polar group are coated with a resin, and the melt viscosity of the polyester resin and the wax is defined. JP-A-4-85550 and JP-B-8-16804 include a specific polyester resin and a release agent, and the slope of the melt viscosity of the polyester resin at 80 to 120 ° C. and the melt viscosity and temperature are shown in FIG. No. 8-12459 discloses a toner for fixing a film that defines the melt viscosity of a specific release agent, which is composed of a specific polyester resin and a release agent, and the polyester resin has a melt viscosity at 80 to 120 ° C. A capsule toner for film fixing that defines the slope of the melt viscosity and temperature graph and the melt viscosity of a specific release agent is disclosed in Japanese Patent No. 7-82250 includes a specific polyester resin, an organometallic compound, and a release agent. The melt viscosity of the polyester resin at 120 to 150 ° C., the gradient of the graph of the melt viscosity and temperature, and the specific release agent In Japanese Patent Publication No. 7-72809, a toner composed of a styrene-acrylic resin that defines a relational expression between melt viscosity and temperature measured at 110 to 130 ° C. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-246989 proposes a toner containing a specific charge control agent and defining an average viscosity gradient.
[0007]
JP-A-6-161144 and JP-A-6-161145 disclose a toner in which the wax is incompatible with the binder resin and is substantially spherically and / or spinally dispersed in an island shape. Proposed.
Further, JP-A-7-271095 discloses a toner having a SP value difference of 1 or more between a binder resin and a release agent, and JP-A-10-31325 discloses an SP value of a resin and a charge control agent. A toner having a difference of 0.4 to 2.3 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-38677, where the release agent is present in a flat shape, and the difference in SP value between the binder resin and the release agent is 1 or more. JP-A 2000-75549 discloses a toner made of a vinyl resin having an SP value of 10.6 to 12.6, and JP-A 2000-305319 discloses a polyester resin and a polyolefin wax. In addition, toners made of vinyl resins having SP values of 11.0 to 16.0 have been proposed.
However, energy saving and speeding up are further advanced, and it is difficult to obtain sufficient fixing ability with these conventional techniques.
[0008]
Further, when the toner is fixed at a low temperature, it is generally performed to lower the melt viscosity of the resin component. However, if the melt viscosity of the resin component is lowered, the melt viscosity at the time of toner kneading decreases, so that the dispersion of the wax added for improving the fixing property and the resin component becomes worse, and the dispersion of the wax in the toner after the kneading. The diameter becomes large. When the kneaded toner is pulverized, the toner is pulverized at the wax-resin component interface, so that the amount of wax exposed on the surface of the toner particles increases. There are also many free waxes. Although these phenomena have good results for fixability, the wax component adheres to the photoreceptor and the charge-imparting member, and the performance of each deteriorates remarkably.
[0009]
The former is called photoreceptor filming, and the latter is spent. In particular, what adheres to the surface of the carrier is called a carrier spent, which is a phenomenon that greatly deteriorates the image quality.
When the photosensitive member filming occurs, the potential of the photosensitive member exposed portion is not sufficiently lowered, and thus background staining occurs. In addition, the density of the image portion is lowered, resulting in a poor image.
When carrier spent occurs, the charge amount of the developer changes. When the charge amount increases, the image density decreases. Further, when the charge amount is reduced, the toner is scattered from the background and the developing portion.
[0010]
Furthermore, the smaller the dispersion diameter of the wax in the toner, the better. If it is too small, the fixing characteristics, particularly hot offset, are deteriorated. Therefore, an appropriate range exists for the dispersion diameter of the wax.
Wax has a phenomenon called bleed-out, and is known to deteriorate toner quality. The bleed-out phenomenon is a phenomenon in which the wax dispersed in the toner oozes out on the toner surface due to heat. As a result, the amount of the wax exposed on the toner particle surface increases, and the above-described problem occurs.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a two-component developer for image formation excellent in fixing property, heat-resistant storage property, filming property, spent property and toner scattering property, and an image forming method using the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, (1) an image forming apparatus equipped with a fixing device that heats and fixes a toner image by passing a support comprising a toner and a carrier and carrying a toner image between two rollers. The toner is obtained by kneading at least a polyester resin, a styrene-acrylic resin, and a wax component, and the polyester resin has an SP value (solubility parameter) of PESSP, styrene- When the SP value of the acrylic resin is St-AcSP and the SP value of the wax is WSP, the relationship of each SP value satisfies the relationship represented by the following formulas (1) to (3), and the styrene-acrylic 20/90 of the total resin component × 100 The wax component is contained in an amount of 0.5 to 10% by weight based on 100 parts by weight of the binder resin, the wax is finely dispersed in the styrene-acrylic resin, and the styrene is contained in the polyester resin. A two-component developer for forming an image, wherein the two-component developer has a microdomain structure in which an acrylic resin is dispersed, and the carrier is a carrier particle whose surface is coated with a resin.
PESSP>St-AcSP> WSP (1)
2 ≧ (St-AcSP-WSP) ≧ 0.2 (2)
(PESSP-St-AcSP)> (St-AcSP-WSP) (3)
(2) The two-component developer for image formation according to (1), wherein the wax component is at least one wax selected from carnauba wax, rice wax, and synthetic ester wax, (2) The two-component developer for image formation as described in (1) or (2) above, wherein the wax raw material has an average particle size of 100 to 500 μm, and (4) the styrene-acrylic resin is styrene. A two-component developer for image formation as described in any one of (1) to (3) above, which is a butyl acrylate copolymer, and (5) the carrier particles coated with the resin on the surface are coated with a silicone resin The two-component developer for image formation according to any one of (1) to (4) above, wherein (6) a support carrying a toner image is provided with two coated carrier particles, An image forming method using an image forming apparatus equipped with a fixing device that heats and fixes a toner image by passing between rollers, wherein the two-component developer is any one of the above (1) to (5) An image forming method comprising using the two-component developer for image formation described in 1. above.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a fixing device used in the present invention is shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a fixing roller, and 2 denotes a pressure roller. The fixing roller 1 is made of RTV, silicon rubber, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PFA) on the surface of a metal cylinder 3 made of a high thermal conductor such as aluminum, iron, stainless steel or brass. An anti-offset layer 4 such as PTFE is coated. A heating lamp 5 is disposed inside the fixing roller 1. The metal cylinder 6 of the pressure roller 2 is often made of the same material as that of the fixing roller 1, and the surface thereof is covered with an offset prevention layer 7 such as PFA or PTFA. Although not necessarily required, a heating lamp 8 is disposed inside the pressure roller 2.
Although the fixing roller and the pressure roller are not shown, they are pressed against and rotated by springs at both ends.
Then, a fixing support S (transfer paper such as paper) of the toner image T is passed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 for fixing.
[0014]
Next, the two-component developer of the present invention will be described.
The two-component developer of the present invention is a two-component developer comprising a toner obtained by kneading at least a resin component, a colorant and a wax, and carrier particles whose surfaces are coated with a resin. When the solubility parameter is PESSP, the SP value of the styrene-acrylic resin is St-AcSP, and the SP value of the wax is WSP, the relationship between the SP values is expressed by the following formulas (1) to (3). It is characterized by satisfying.
PESSP>St-AcSP> WSP (1)
2 ≧ (St-AcSP-WSP) ≧ 0.2 (2)
(PESSP-St-AcSP)> (St-AcSP-WSP) (3)
[0015]
First, the toner used in the two-component developer of the present invention has a relationship when the SP value of the polyester resin is PESSP, the SP value of the styrene-acrylic resin is St-AcSP, and the SP value of the wax is WSP. ,
PESSP>St-AcSP> WSP (1)
It is important to be in
Usually, the support carrying the toner image often uses plain paper. The SP value of cellulose constituting plain paper is as large as about 15. On the other hand, comparing the melt viscosity of the polyester resin and the styrene-acrylic resin, the polyester resin is lower at the same temperature, which is advantageous for fixing. The closer the SP value is, the stronger the compatibility (affinity) is. Therefore, it is advantageous for the fixability that the polyester resin has an SP value closer to that of cellulose. In addition, it is desired that the wax moves to the fixing roller side (the side opposite to the support) at the moment when it is heated by fixing and forms a release layer at the interface with the fixing roller. For this purpose, the SP value of the wax is preferably the farthest from cellulose. For the above reasons, if the SP values of the polyester resin and the wax are greatly separated, the dispersion of the wax is deteriorated. Therefore, the SP value of the styrene-acrylic resin is located in the middle to improve the dispersibility of the wax.
[0016]
Second, the toner used in the two-component developer of the present invention is:
2 ≧ (St-AcSP-WSP) ≧ 0.2 (2)
It is important that
When the difference between the SP value of the styrene-acrylic resin and the SP value of the wax is larger than 2, the dispersibility of the wax is deteriorated. On the other hand, when the ratio is smaller than 0.2, the dispersibility is improved and the styrene-acrylic resin is completely compatible with each other, so that it is difficult to exhibit the original mold releasability.
[0017]
Third, the toner used in the two-component developer of the present invention is
(PESSP-St-AcSP)> (St-AcSP-WSP) (3)
It is important that
The toner composition used in the developer of the present invention is most preferably a so-called microdomain structure in which “islands” of styrene-acrylic resin in which wax is finely dispersed are dispersed in “sea” of polyester resin. Therefore, when (PESSP-St-AcSP) ≦ (St-AcSP-WSP), the polyester resin and the styrene-acrylic resin are compatible with each other, and a sufficient Micoro domain structure cannot be obtained. , Heat storage stability, filming property, spent property and toner scattering property are deteriorated.
[0018]
The SP value used in the present invention is determined as follows.
The sample is excessively dissolved in 10 ml of solvents having different SP values (n-hexane, toluene, MEK, acetone, pyridine, n-butanol). This is filtered through a 5 μm disposer filter. Next, the solution is dried at 40 ° C., the weight of the dried product is measured, and the amount of dissolution is calculated.
By plotting the SP value on the horizontal axis and the amount of dissolution on the vertical axis to approximate a convex quadratic curve, the SP value of the peak is taken as the SP value of the sample.
[0019]
In the present invention, it is particularly important to contain a polyester resin as a binder resin. A polyester resin is generally a binder resin suitable for the present invention because it can be fixed at low temperature while maintaining heat-resistant storage stability compared to other resins. Further, since the polyester resin is excellent in compatibility with wax components such as carnauba wax, rice wax, and synthetic ester wax, it is easy to control the dispersion diameter of the wax component.
[0020]
The polyester resin used in the present invention is obtained by condensation polymerization of a polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid. Examples of the polyhydric alcohol used include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and propylene glycol, etherified bisphenols such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane and bisphenol A, and other divalents. And trihydric or higher polyhydric alcohols. Examples of the polyvalent carboxylic acid include divalent carboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and malonic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, and 1,2 , 5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxypropane, Mention may be made of trivalent or higher polyvalent carboxylic acids such as 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid. The Tg of the polyester resin is preferably 58 to 75 ° C.
Further, the content of the polyester resin is preferably 60 to 88% by weight of the whole binder resin.
[0021]
In addition, as the styrene-acrylic resin used as the binder resin in the present invention, any conventionally known styrene-acrylic resin can be used. For example, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-propyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, Examples thereof include styrene-acrylic resins such as styrene-butyl methacrylate copolymers.
[0022]
In the present invention, it is particularly preferable to use a styrene-butyl acrylate copolymer. Since the SP value of the styrene-butyl acrylate copolymer is located approximately in the middle of the SP value of the polyester resin and the SP value of the wax component, it is easy to control the SP value, and the wax component is included in the polyester resin. When present as an “island” that contains, an extremely uniform dispersion diameter can be maintained. Styrene-butyl acrylate may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
[0023]
Moreover, the manufacturing method of these resin is not specifically limited, either bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
Moreover, in this invention, it is preferable that a styrene-acrylic resin is 2 to 40 weight% of the whole resin component.
When the styrene-acrylic resin is less than 2% by weight, it becomes difficult to sufficiently enclose the wax component. On the other hand, when it exceeds 40% by weight, the styrene-acrylic resin does not easily exist as “islands” in the polyester resin.
[0024]
Further, in the present invention, all the wax components conventionally used for toners can be used, for example, carnauba wax, rice wax, synthetic ester wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, microwax, fatty acid amide. Waxes, fatty acid waxes, aliphatic monoketones, higher alcohols and the like can be used. Of these, carnauba wax, rice wax, and synthetic ester wax are preferably used.
[0025]
Carnauba wax is a natural wax obtained from the leaves of carnauba palm, and a low acid value type from which free fatty acids are eliminated is particularly preferable because it can be uniformly dispersed in the binder resin.
Rice wax is a natural wax obtained by refining crude wax produced in a dewaxing or wintering process when refining rice bran oil extracted from rice bran.
A synthetic ester wax is synthesized from a monofunctional linear fatty acid and a monofunctional linear alcohol by an esterification reaction.
These wax components are used alone or in combination. The addition amount of the wax component is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0026]
Moreover, in this invention, it is preferable that the average particle diameters of wax raw materials, such as a carnauba wax, a rice wax, and a synthetic ester wax, are 100-500 micrometers.
It is highly desirable that the wax component is uniformly dispersed in the toner with a desired particle size. A preferable dispersion diameter is about 0.1 to 5 μm. However, the wax particles used as a raw material are usually irregular in shape and have a very wide particle size distribution.
The toner using such a wax component has a non-uniform wax dispersion diameter and a particle size distribution of about 0.01 to 50 μm.
The toner used in the developer of the present invention can have a desired dispersion diameter by setting the average particle size of the raw material of the wax to 100 to 500 μm.
When the average particle diameter of the raw material of the wax is larger than 500 μm, the dispersed diameter in the toner becomes large, and the filming property, spent property and heat resistant storage property are deteriorated. When the average particle diameter of the wax raw material is smaller than 100 μm, the dispersion diameter in the toner becomes small, and the low-temperature fixing property and the offset property are deteriorated.
[0027]
The dispersion diameter of the wax in the toner is obtained by image analysis of a photographic image of the wax particles taken with a transmission scanning electron microscope of the toner using an image analyzer Luzex IIIU (Nireco Corporation).
In addition, examples of the method for measuring the average particle diameter of the wax include a measurement method using a vibration sieve and a measurement method using a laser. As an example of the laser method, Horiba LA-920 can be used as an apparatus (condition: circulation). Speed 5-7, dispersion medium methanol).
[0028]
It is also possible to add inorganic fine particles to the toner of the present invention.
As inorganic fine particles, silica and titanium oxide fine powder are particularly useful and can be used in combination. When the main purpose is to impart high fluidity, the average primary particle size of the hydrophobized silica or rutile type fine particle titanium oxide is suitably 0.001 to 1 μm, preferably 0.005 to 0.1 μm. In particular, organosilane surface-treated silica or titania is preferable, and is usually used in a proportion of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 2% by weight.
Moreover, inorganic non-powder other than silica and titanium oxide fine powder can be used in combination. Examples of usable inorganic fine powders include aluminum oxides and aliphatic metal salts.
[0029]
In the toner of the present invention, a charge control agent can be blended in order to control the polarity. Examples of the charge control agent in this case include nigrosine dyes, quaternary ammonium salts, amino group-containing polymers, metal-containing azo dyes, salicylic acid complex compounds, and phenol compounds.
The amount used is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0030]
As the colorant used in the present invention, all of the pigments and dyes conventionally used as toner colorants are applied. Specifically, carbon black, lamp black, iron black, ultramarine blue, nigrosine dye, aniline blue, calco oil blue, oil black, azo oil black and the like are not particularly limited.
The amount of the colorant used is 1 to 10 parts by weight, preferably 3 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0031]
The production method of the toner of the present invention may be a conventionally known method, in which a binder resin, a wax component, a colorant, and in some cases, a charge control agent, etc. are mixed using a mixer or the like, and a heat roll, an extruder is used. After kneading using a kneader or the like, the mixture is cooled and solidified, pulverized by pulverization with a jet mill or the like, and then classified.
To add inorganic non-powder to the toner, a mixer such as a super mixer or a Henschel mixer is used.
[0032]
The particle size of the toner is preferably 5 to 10 μm. When the toner particle size is large, the resolution of the obtained image is deteriorated. On the other hand, if it is too small, the toner fluidity is lowered. The toner particle size was measured using Coulter MULTISIZER IIe. The aperture diameter is 100 μm.
[0033]
As the carrier of the two-component developer of the present invention, carrier particles obtained by coating the surface of carrier core particles with a resin are used.
As the carrier core particles, all those conventionally used as carriers for two-component developers can be used, for example, glass, iron, ferrite, magnetite, nickel, zircon, silica, etc. Examples thereof include a powder of about 10 to 150 μm, or a powder obtained by coating the surface of the powder as a core material.
Examples of the resin used for coating the surface of the core particles include acrylic resins, styrene-acrylic resins, silicon resins, polyamide resins, and polyvinylidene fluoride resins.
[0034]
In the present invention, it is preferable to use a silicon-coated carrier. Conventionally, in order to prevent toner spent on the carrier surface, carriers coated with various resins have been proposed. However, a silicon-coated carrier is extremely effective for preventing spent wax components used in the present invention.
The mixing ratio of the toner and the carrier is usually 3 to 15 parts by weight of the toner with respect to 100 parts by weight of the carrier.
[0035]
【Example】
The present invention will be specifically described below with reference to examples.
In the embodiment, a black developer is shown as an example, but it is also possible to use it as a full-color developer.
[0036]
Reference example 1 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 11.0, weight average molecular weight: 320,000, Tg: 67 ° C.) 40 parts by weight Styrene-methyl acrylate copolymer (SP value: 9.7) 50 parts by weight Polyethylene wax (SP value: 8. 6, Average particle size: 900 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Using a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle size of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0037]
Comparative Example 1
(Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 11.0,
(Weight average molecular weight: 320,000, Tg: 67 ° C.) 40 parts by weight
Styrene-methyl acrylate copolymer (SP value: 9.7) 50 parts by weight
Polypropylene wax (SP value: 9.8,
(Average particle diameter: 1000 μm) 4 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
The above formulation is kneaded using a twin screw extruder, pulverized and classified to a weight average particle size of 8.5 μm, and then mixed with 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) using a Henschel mixer. Got.
Next, as a carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0038]
Reference example 2 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 11.0, weight average molecular weight: 320,000, Tg: 67 ° C.) 40 parts by weight Styrene-methyl acrylate copolymer (SP value: 9.7) 50 parts by weight Carnauba wax (SP value: 8) .5, Average particle size: 800 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0039]
Reference example 3 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 10.8, weight average molecular weight: 280000, Tg: 66 ° C.) 45 parts by weight Styrene-methyl acrylate copolymer (SP value: 9.7) 45 parts by weight Synthetic ester wax (SP value: 8) .7, Average particle size: 80 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0040]
Reference example 4 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 11.0, weight average molecular weight: 320,000, Tg: 67 ° C.) 40 parts by weight Styrene-methyl acrylate copolymer (SP value: 9.7) 50 parts by weight Carnauba wax (SP value: 8) .5, Average particle size: 300 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add 1 part by weight or more of a biaxial extruder After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0041]
Reference example 5 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 10.8, weight average molecular weight: 220,000, Tg: 65 ° C.) 40 parts by weight Styrene-butyl acrylate copolymer (SP value: 9.6) 50 parts by weight Carnauba wax (SP value: 8) .5, Average particle size: 150 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0042]
Example 1 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 10.8, weight average molecular weight: 220,000, Tg: 65 ° C.) 70 parts by weight Styrene-butyl acrylate copolymer (SP value: 9.6) 20 parts by weight Carnauba wax (SP value: 8) .5, Average particle size: 150 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with methyl methacrylate resin (MMA) (film thickness: 0.8 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight. A developer was obtained.
[0043]
Example 2 (Toner prescription)
Polyester resin (SP value: 10.8, weight average molecular weight: 220,000, Tg: 65 ° C.) 70 parts by weight Styrene-butyl acrylate copolymer (SP value: 9.6) 20 parts by weight Carnauba wax (SP value: 8) .5, Average particle size: 150 μm) 4 parts by weight Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 5 parts by weight Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) Add a biaxial extruder with a prescription of 1 part by weight or more After kneading, pulverizing and classifying to a weight average particle diameter of 8.5 μm, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner. Next, as the carrier, magnetite particles having an average particle diameter of 60 μm coated with a silicone resin (film thickness 0.6 μm) are used and mixed with the toner at a toner concentration of 5.0% by weight to obtain the two-component developer of the present invention. It was.
[0044]
Examples Reference examples The following performance evaluations were performed on the two-component developers obtained in the comparative examples. The results are shown in Tables 1-4.
1 Evaluation Method for Fixing A fixing device (surface pressure: 1.5 × 105 Pa.S) having the configuration shown in FIG. I got an image. A mending tape (manufactured by 3M) was applied to the fixed image, and after applying a certain pressure, it was slowly peeled off. The image density before and after that was measured with a Macbeth densitometer, and the fixing rate was calculated by the following equation. The temperature at which the fixing roller temperature was lowered stepwise and the fixing rate represented by the following formula was 80% or less was defined as the fixing temperature.
Fixing rate (%) = (image density after tape adhesion processing / image density) × 100
[0045]
Evaluation method of heat-resistant storage stability A 50 cc glass container was filled with toner and left in a constant temperature bath at 60 ° C. for 4 hours. The toner was cooled to room temperature, and the penetration was measured by a penetration test (JIS K2235-1991). The larger this value, the better the heat resistant storage stability.
[0046]
◎ Evaluation of filming, spent, and toner scattering
Starts copying 100,000 sheets (printing rate 6%) continuously with Ricoh's copier Imagio 6550. Filming, spent, and toner scattering at 10,000, 30,000, 50,000, and 100,000 sheets. evaluated.
Filming property: The surface of the photoreceptor is visually observed. A state where there was no filming at all and was unchanged from the initial stage was evaluated as “5”.
Note that “2” indicates a state where an influence starts to appear on the image.
Spent property: The weight of the carrier blown off the developer was defined as W1, the weight obtained by immersing the carrier in a solvent, removing the material adhering to the carrier surface and drying the carrier was defined as W2, and the following formula was used.
Spent property (%) = (W1-W2) / W2 × 100
Ask for.
Toner scattering: White paper (Macbeth reflection density 0.07) was attached to the inside of the front door of imagio 6550, and the scattering state was measured by Macbeth reflection density.
[0047]
[Table 1]

[0048]
[Table 2]

[0049]
[Table 3]

[0050]
[Table 4]

[0051]
【The invention's effect】
According to the present invention, a two-component developer used in an image forming apparatus equipped with a fixing device that heat-fixes a toner image by passing between two rollers, and has excellent fixability and heat-resistant storage stability. Furthermore, it is possible to provide a two-component developer which is excellent in filming resistance and spent resistance and has no toner scattering, and an image forming method using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration example of a main part of a fixing device used in an image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fixing roller
2 Pressure roller
3 Metal cylinder (fixing roller)
4 Offset prevention layer (fixing roller)
5 Heating lamp (fixing roller)
6 Metal cylinder (pressure roller)
7 Offset prevention layer (pressure roller)
8 Heating lamp (pressure roller)
T Toner image
S Adhesive support (transfer paper)

Claims

It is a two-component developer used in an image forming apparatus equipped with a fixing device that includes a toner and a carrier and carries a toner image by heating a support carrying a toner image between two rollers. The toner is obtained by kneading at least a polyester resin, a styrene-acrylic resin, and a wax component, and the SP value (solubility parameter) of the polyester resin is PESSP, and the SP value of the styrene-acrylic resin is St-. When the SP value of AcSP and wax is WSP, the relationship between the SP values satisfies the relationship represented by the following formulas (1) to (3), and the styrene-acrylic resin is replaced with 20 / 90 × 100 wt% to 40 wt%, comprising 0.5 to 10 weight the wax component 100 parts by weight of the binder resin, the styrene - Accession The wax is finely dispersed in a resin, the styrene-acrylic resin is dispersed in the polyester resin, and the carrier is a carrier particle whose surface is coated with a resin. A two-component developer for forming images.
PESSP>St-AcSP> WSP (1)
2 ≧ (St-AcSP-WSP) ≧ 0.2 (2)
(PESSP-St-AcSP)> (St-AcSP-WSP) (3)

2. The two-component developer for image formation according to claim 1, wherein the wax component is at least one wax selected from carnauba wax, rice wax, and synthetic ester wax.

The two-component developer for image formation according to claim 1 or 2, wherein an average particle size of the raw material of the wax is 100 to 500 µm.

The two-component developer for image formation according to any one of claims 1 to 3, wherein the styrene-acrylic resin is a styrene-butyl acrylate copolymer.

The two-component developer for image formation according to any one of claims 1 to 4, wherein the carrier particles whose surface is coated with a resin are coated carrier particles which are coated with a silicone resin.

An image forming method using an image forming apparatus equipped with a fixing device that heats and fixes a toner image by passing a support carrying a toner image between two rollers, the two-component developer An image forming method comprising using the image forming two-component developer according to claim 1.