JP2005010400A - Toner for nonmagnetic one-component development - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法等において形成される静電潜像の現像に用いられる電子写真用トナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成処理は、光導電性物質を含む感光体の表面を一様に帯電させる帯電過程、その感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光過程、感光体表面の静電潜像をトナー像に顕像化する現像過程、感光体表面に担持されたトナー像を用紙の表面に転写する転写過程、及び、加熱及び加圧等の手段によってトナー像を用紙上に定着させる定着過程からなる。
【０００３】
これらのうち、現像過程における方式として、トナー及びキャリアによって構成された現像剤を用いる二成分現像方式と、キャリアを含まないトナーのみからなる現像剤を用いる一成分現像方式が知られており、近年、保守が容易で装置の小型軽量化及びコストの低廉化を図ることができる等の利点から、一成分現像方式が広く採用されている。
【０００４】
一成分現像方式を用いた画像形成では、感光体に近接して配置される現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、現像ローラに当接して現像ローラの周面のトナーに対して薄層化及び電荷付与を行う規制ブレードとを備えた現像装置を用いるものがある。この現像方式において感光体の表面に形成された静電潜像を適正に顕像化するためには、現像ローラ上に常に安定したトナーの薄層を形成する必要がある。また、近年、画像形成装置の高速化及び長寿命化が進展し、さらに、フルカラーの画像形成用として非磁性一成分現像方式が採用されているが、フルカラー画像形成用のトナーに用いられる結着樹脂は軟化点が低いため、黒用トナーに比較して規制ブレードにトナーが融着及び固着し易く、規制ブレードに対するトナーの融着や固着が生じると現像ローラの周面に均一なトナーの薄層が形成されず、画像上に白筋等が発生して画質の低下を招く問題がある。また、トナーに十分な電荷が与えられず、画像上の下地カブリの発生や、画像形成装置内にトナーが飛散する等の問題を生じる。
【０００５】
一方、定着工程には、熱ローラ定着等の接触加熱定着方式やオーブン定着等の非接触加熱方式などが用いられている。接触方式は熱効率がよいことが特徴で、非接触方式に比べて、定着に必要な温度を下げることができ、省エネルギー化や複写機の小型化に有効である。しかしながら、この接触式加熱定着法においては、定着時に溶融したトナーの一部が熱ローラーに移り、後続の転写紙等に転写されるオフセット現像という問題が生じやすい。この現象を防止するため、従来より、熱ローラの表面をフッ素系樹脂等の離型性の優れた材料で加工したり、熱ローラの表面にシリコーンオイル等の離型剤を塗布したりしている。しかし、シリコーンオイル等を用いる方法は、定着装置が大きく複雑になるので、コスト高となったりトラブルの原因となることが考えられ好ましくない。
【０００６】
これらの問題に対して、下記特許文献１には結着樹脂及び現像剤担持体表面における樹脂層の溶解度パラメーターの差を規定し、ワックスの種類及び酸価を特定することにより、非磁性一成分現像方式におけるトナーの融着を防止した、経時安定性、耐オフセット性の優れたトナーについて開示している。また、下記特許文献２には、トナーのガラス転移温度及び１／２流出開始温度を特定し、かつ結着樹脂の１／２流出開始温度とワックスの融点との差を規定することにより良好で安定した現像性を有し、かつ、定着装置に定着オイルを塗布することなく良好な定着性、光沢性、透明性、離型性を有するカラートナーについて開示している。
【０００７】
さらに、下記特許文献３には、２種以上の非晶性結着樹脂、結晶性結着樹脂及びワックスを混合し、非晶性結着樹脂の融点、ガラス転移点及びクロロホルム不溶分率を規定し、また、結晶性結着樹脂の融点、ワックスの融点及び針入度を特定し、さらに、結晶性結着樹脂とワックスの比率を限定することにより、保存安定性、定着性、耐オフセット性及び環境安定性のいずれにも優れた電子写真用トナーについて開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３２４５１４公報
【特許文献２】
特開平１１‐２４９３４１公報
【特許文献３】
特開２００３−５７８７５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によると、結着樹脂及び現像剤担持体表面における樹脂層の溶解度パラメーターの差を規定し、ワックスの種類及び酸価を特定することにより、トナー中の分散状態を向上することができ、非磁性一成分現像における融着や高温オフセット性に優れたトナーを得ることは可能であるが、低温領域における定着性についての記述はされていない。
【００１０】
また、特許文献２に開示された技術によると、トナーのガラス転移温度を規定することにより、長期の撹拌においてもトナーの変形、微粉化などの発生が無く、現像ローラへのトナーのフィルミングやトナーを薄層化するためのブレード等の部材への融着が防止でき、さらに、及び１／２流出開始温度を特定し、かつ結着樹脂の１／２流出開始温度とワックスの融点との熱特性の関係を近づけることにより、トナー中でのワックスの分散が良好になり、一成分現像装置における長期の撹拌においてもトナーの表面からワックスが染み出したり、ワックスが脱離することが防止され、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着が防止できるとしている。しかしながら、結着樹脂の１／２流出開始温度とワックスの融点との熱特性の関係を近づけることにより、トナー中でのワックスの分散が良好になり、一成分現像装置におけるブレードなどへのトナーの固着・融着は防止できるが、低温領域におけるワックスの染み出し効果は期待できないため低温定着性に対する効果は得られない。
【００１１】
さらに、特許文献３に開示された技術によると、２種以上の非晶性結着樹脂、結晶性結着樹脂及びワックスを組み合わせることにより、低温定着性及び耐オフセット性のいずれにも優れた電子写真用トナーが得られるとしている。しかしながら、低温定着性に主に起因する結晶性樹脂及びワックスのトナー中の含有量についての記載はない。結晶性樹脂及びワックスはその含有量が増大すると分散性が低下し、非磁性一成分現像において、規制ブレードなどの部材への融着を引き起こす。また、結晶性樹脂やワックスはトナーの透明性を低下させるため、フルカラートナーの色再現特性などに悪影響を及ぼし、使用できない。
【００１２】
上記、従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、非磁性一成分現像方式において、規制ブレード部における固着や融着が発生することなく、また、低温定着性に優れたトナーを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究した結果、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し、且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置を用いる非磁性一成分現像方式において、特定の非晶性ポリエステル、特定の結晶性ポリエステル樹脂、及び、特定のワックスを用い、これらの重量比を特定の範囲とすることで上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。
【００１４】
即ち、第１に、本発明のトナーは、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置を用いる非磁性一成分現像方式において、少なくとも結着樹脂と着色剤及び離型剤からなるトナーであって、該トナーは重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上である非晶性ポリエステル（Ａ）、重量平均分子量（Ｍｗ）が３万以下である非晶性ポリエステル（Ｂ）、融点が８０℃〜１４０℃である結晶性ポリエステル樹脂（Ｃ）、及び、融点が７０℃〜１１０℃のワックスを用い、非晶性ポリエステル〔樹脂（Ａ）＋樹脂（Ｂ）〕に対する〔樹脂（Ｃ）＋ワックス（Ｗ）〕の重量比〔樹脂（Ｃ）＋ワックス（Ｗ）〕／〔樹脂（Ａ）＋樹脂（Ｂ）〕が１％〜１５％を満たし、且つワックス（Ｗ）を０．５〜５重量部含有することを特徴とする非磁性一成分現像用トナーである。
【００１５】
通常、分子量の大きい結着樹脂は、加熱定着時に溶融粘度が低下し、トナー間の凝集力が低下することにより定着部材に付着する。すなわち、高温オフセット性に影響を及ぼし、分子量の小さい結着樹脂は加熱定着時に充分に溶融されずに定着部材に付着する低温オフセットの要因の一つである。本発明では、重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上の非晶性ポリエステル（Ａ）と３万以下の非晶性ポリエステル（Ｂ）を組み合わせることにより、広い非オフセット領域を得ることが可能となる。一方、重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上の非晶性ポリエステルを用いることにより、低温領域においてトナーの弾性が高いために、紙繊維への染み込みが困難になり、紙との密着性の低下、いわゆる低温領域における定着性能の低下が起こる。融点が８０℃〜１４０℃の結晶性ポリエステル、あるいは７０℃〜１１０℃のワックスを用いることにより、低温定着性を向上することが可能となる。ところで、結晶性ポリエステルは非晶性ポリエステルとの相溶性が高いため、一成分現像方式における規制ブレードへの固着・融着に起因しないが、低温領域において染み出し効果を発揮し難い。一方、ワックスはポリエステルとの相溶性が悪く、分散性が低いため、低温領域において染み出し効果は高いが、一成分現像方式における規制ブレードへの固着・融着を引き起こしやすい。且つワックス（Ｗ）が０．５〜５重量部、それぞれ含有することにより、低温領域における染み出し効果が高く、かつ一成分現像方式における規制ブレードへの固着・融着の生じないように適正化することができる。また、ワックスや結晶性ポリエステルを含有することにより、低温領域における染み出し効果により高い低温定着性が得られるが、含有量が増加すると分散性が悪くなり、一成分現像方式における規制ブレードへの固着・融着が生じ、フルカラー用では透明性に影響を及ぼす。
【００１６】
非晶性ポリエステルに対するワックス及び結晶性ポリエステルの重量比率〔樹脂（Ｃ）＋ワックス（Ｗ）〕／〔樹脂（Ａ）＋樹脂（Ｂ）〕を１％〜１５％とすることにより、低温定着性に優れ、一成分現像方式における規制ブレードへの固着・融着の無いトナーが得られる。さらに、結晶性ポリエステル及びワックスの融点をそれぞれ８０℃〜１４０℃及び７０℃〜１１０℃とするのは、それ以下であれば耐久性やブロッキング性に支障をきたし、それ以上であれば、低温領域における定着性に効果が無いためである。
【００１７】
第２に、本発明は、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置を用いる非磁性一成分現像方式において、少なくとも結着樹脂と着色剤及び離型剤からなるトナーであって、該トナーは重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上であり融点が７０℃から１１０℃のワックス（Ｗ）を内添した非晶性ポリエステル（Ａ２）、重量平均分子量（Ｍｗ）が３万以下である非晶性ポリエステル（Ｂ）、融点が８０℃〜１４０℃である結晶性ポリエステル樹脂（Ｃ）で構成され、〔樹脂（Ｃ）＋ワックス（Ｗ）〕／〔樹脂（Ａ２）−ワックス（Ｗ）＋樹脂（Ｂ）〕の重量比が１％〜１５％を満たし、且つワックス（Ｗ）が０．５〜５重量部、含有することを特徴とする非磁性一成分現像用トナーである。
【００１８】
ワックスは、非晶性ポリエステルとの相溶性が低いが、内添することによりポリエステル中の分散径を小さく制御することが可能となる。ワックスの分散径を小さくすることにより、低温領域における定着性を維持しつつ、非磁性一成分現像方式における規制ブレードへ固着・融着のより生じ難いトナーを生成することが可能となる。
【００１９】
上記第１及び第２の本発明のトナーは、非晶性ポリエステル（Ａ）及び（Ｂ）の酸価が５〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が５〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇである結着樹脂を用いることにより、ワックスの相溶性が向上するため、結着樹脂に対する分散性が向上しているとともに、非磁性一成分現像剤における規制ブレードに対するトナーの固着・融着の問題を解消することができる。一方、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇよりも大きくなると、外部環境、とりわけ湿度に対する影響を大きく受け、環境安定性に問題が生じる。
【００２０】
上記第１及び第２の本発明のトナーは、ワックス（Ｃ）が極性を有していることが好ましい。極性を有するワックスを用いることにより、とりわけ酸価を有するバインダー樹脂に対する相溶性が向上するため、バインダー樹脂に対する分散性が向上しているとともに、トナー製造時にワックスが脱離しにくくなりフィルミングの問題も解消することができる。また、このようなワックスを含有させることにより非磁性一成分現像方式における規制ブレードに対するトナーの固着の問題を解消することができる。
【００２１】
上記第１及び第２の本発明のトナーは、ワックス（Ｃ）の酸価が１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。酸価が１〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇとしているのは、１ｍｇＫＯＨ／ｇより小さいと結着樹脂との相溶性が向上せず、分散性も向上しないため、非磁性一成分現像方式における規制ブレードにおける融着が生じる。一方、ワックスの酸価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇよりも大きくなると、ワックスの相溶性が向上し、分散性が良好となりすぎ、低温領域における染み出し効果が発揮できなくなる。
【００２２】
上記第１及び第２の本発明のトナーは、２５℃におけるワックス（Ｃ）の針入度が２以下であることが好ましい。針入度は硬さを示す指標であり、その値が小さいほど硬いことを示す。トナー中のワックスの分散状態が良好であっても、トナーの製造時、粉砕工程においてワックスの存在する部分で粉砕され、粒子を形成することが多く、トナー表面には少なからずワックスは存在している。非磁性一成分現像方式において、トナーは規制ブレード部との大きなストレスにより帯電する。トナー表面のワックスの針入度が２以下であれば、規制ブレードにおける固着・融着が生じない。
【００２３】
上記第１及び第２の本発明のトナーは、現像ローラに対し、導電性規制ブレードが線圧１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下で押圧されている非磁性一成分現像方式に用いられることが好ましい。現像ローラの周面に対する規制ブレードの圧接力が弱過ぎるとトナーの薄層の厚さが均一にならず、圧接力が強過ぎると長期間の使用により規制ブレードに対するトナーの融着・固着を生じる。したがって、現像ローラの周面に対する規制ブレードの圧接力を１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下の線圧に規定することにより、現像ローラの周面に規定量のトナーの薄層が安定して形成されるとともに、長期間の使用によっても規制ブレードにトナーの融着・固着を生じない。
【００２４】
第３に、本発明のトナーは、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置を用いる非磁性一成分現像方式において、該現像装置がシアン、マゼンタ、イエローを順次画像形成するフルカラー用画像形成装置であってワックスの酸価が８〜１５であることを特徴とする非磁性一成分フルカラー用トナーである。
【００２５】
フルカラー画像は、シアン、マゼンタ、イエローの重ねあわせにより形成され、人間の目は外部光が各トナー層において吸収され、下地の紙において反射した光を認識し、色を識別している。ワックスや結晶性樹脂はトナーとして画像形成後も、再結晶化し、ドメインとして存在するが、とりわけ分散の困難なワックスは、外部光はドメインで乱反射し、フルカラー画像の色相や各色の重ね合わせによる色再現特性に悪影響を及ぼす。ワックスの酸価を８〜１５としているのは、８より大きければワックスの分散状態が良好で、フルカラー画像において色相や色再現特性に悪影響を及ぼさない。また、１５より小さければ、低温領域における定着性を良好に維持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について詳述する。
本発明の実施形態に係る非磁性一成分現像方法が適用される画像形成装置の要部の構成を図１に示す。画像形成装置の内部には、矢印Ａ方向に回転自在に支持した感光体ドラム５の周面に対向する現像装置６が設けられている。現像装置６は、矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ１、規制ブレード２、矢印Ｃ方向に回転する供給ローラ３、及び矢印Ｄ方向に回転する攪拌ローラ４を備えており、内部に非磁性一成分トナー（以下、単にトナーという。）を収納している。なお、感光体ドラム５の周面は、現像装置６に対向する前に、帯電器７及び図外の光学系装置に対向している。感光体ドラム５の周面は、帯電器７によって単一極性の電荷を均一に付与された後、光学系装置から画像光の照射を受け、静電潜像が形成されている。
【００２７】
現像ローラ１は、ウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ又は天然ゴムを素材として円柱形状に形成されており、矢印Ｂ方向に回転自在に支持されている。現像ローラ１は、周面に薄層化したトナーを担持しており、感光体ドラム５の周面において静電潜像が形成された部分に当接して接触現像方式により静電潜像をトナー像に顕像化する。
【００２８】
規制ブレード２は、ＳＵＳ、アルミニウム又はリン青銅等の金属材料によって先端部に折曲部を有しない平板状に形成されており、先端部２ａが支持部２ｂよりも現像ローラ１の回転方向の上流側で現像ローラ１の周面に圧接し、現像ローラ１の周面に規定量の厚さのトナー薄層を形成する。
【００２９】
供給ローラ３は、ウレタンスポンジ等を素材として円柱形状に形成されており、矢印Ｃ方向に回転してトナーを現像ローラ１の周面に供給する。攪拌ローラ４は、矢印Ｄ方向に回転自在に支持されており、現像装置６内に収納されたトナーを攪拌し、トナーに所定の電荷を帯電させる。
【００３０】
本発明において、用いられる結着樹脂は特定のポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂は、酸価の好ましい樹脂を容易に選択することができる。また、熱特性の制御の観点からも、フルカラー用として好ましく用いられている。
【００３１】
上記ポリエステル系樹脂としては、具体的に、下記の多価アルコールと多価カルボン酸成分とから合成することができる。多価アルコール成分としては、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、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、ネオペンチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物等の２価アルコールを挙げることができる。
【００３２】
また、ポリマーをテトラヒドロフラン不溶分が発生しない程度に非線状化するために３価以上の多価アルコールを使用することができる。３価以上のアルコール成分としては、グリセリン、ソルビトール、１，２，３，６−へキサンテトラオール、１，４−ソルビタン、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、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あげられる。
【００３３】
また、多価カルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロへキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アルキルコハク酸（例えば、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸）等の２塩基性カルボン酸、それらの酸無水物及びアルキルエステルをあげることができる。
【００３４】
トナーの着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色について、公知のものを種々用いることができる。
イエロートナーの着色剤としては、例えば、カラーインデックスにより分類ささるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５若しくはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のアゾ系顔料、又は、黄色酸化鉄若しくは黄土等の無機系顔料を用いることができる。また、染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．アジットイエロー１等のニトロ系染料、又は、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９若しくはＣ．Ｉ．ソルベントイエロー２１等の油溶性染料を用いることができる。特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のベンジジン系顔料が色味の点から好ましい。
【００３５】
マゼンタトナーの着色剤としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０又はＣ．Ｉ．ディスパーズレッド１５等を用いることができ、特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン系顔料が色味の点から好ましい。
【００３６】
シアントナーの着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５又はＣ．Ｉ．ダイレクトブルー８６等を用いることができ、特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の銅フタロシアニン顔料が色味の点から好ましい。
【００３７】
ブラックトナーの着色剤としては、カーボンブラックが好適である。カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ロースブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、アセチレンブラックなどの、従来公知の様々なカーボンブラックの中から、適宜選択すればよい。
【００３８】
本発明に用いられるワックスは、天然ワックスとして、動物由来の蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋、植物由来のカルナバ蝋、木蝋、米糠蝋（ライスワックス）、キャンデリラワックス、石油由来のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、鉱物由来のモンタンワックス、オゾケライトなどがあり、また合成ワックスとしては、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、油脂系合成ワック（エステル、ケトン類、アミド）、水素化ワックスなどがあるが、低温領域における染み出し効果を発揮するために、示差走査熱量分析計（以下、ＤＳＣと略す）による吸熱ピークが８０〜１１０℃であるものであればよい。特に種類を限定されるものではないが、好ましくは、合成することによって得られる炭化水素系合成ワックス、或いは、石油系のワックスがよい。炭化水素系合成ワックスは次の２種類に大別される。１種類目はフィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）ワックスと呼ばれているもので、一酸化炭素と水素を反応させることにより、生成することができる。他の一種はポリエチレンワックスと呼ばれているもので、エチレンの重合やポリエチレンの熱分解により生成することができる。
ＤＳＣはＪＩＳ−Ｋ７１２２−１９８７に準じて測定し、吸熱ピークの温度を融点とする。
【００３９】
さらに本発明に用いられるワックスは、好ましくは極性を有するものであれば良く、さらに好ましくは酸価が１〜１５のものであれば良い。一旦出来上がったワックスを原料として化学的・物理的手段で加工もしくは変性し、極性を持たせることが可能となる。変性ワックスとしては酸化ワックスと合成樹脂等をブレンドした配合ワックスに大別することができる。酸化ワックスは、原料のワックスを薬品や空気中の酸素で酸化することにより生成される。また、配合ワックスは機械的強度が小さいという欠点を補う為、相溶性の良い合成樹脂（エチレン酢ビ共重合体、ポリエチレン、合成ロジン等）を適当量ブレンドしたものである。
【００４０】
さらに、本発明に用いられるワックスは、針入度が２以下であることが好ましい。針入度は、ＪＩＳの規格（Ｋ−２２３５−５．４）に定められた方法により、ワックスの硬さを求める測定法である。測定装置で規定温度下に定められた針に１００ｇの荷重をかけ、５秒間で試料に何ｍｍ侵入するかを求め、この１０倍の数値で表すことができる。
【００４１】
本発明の実施形態に係る非磁性一成分現像方法に用いるトナーには、トナーの摩擦帯電性を制御する目的で、電荷制御剤を配合することができる。この電荷制御剤は、トナーの帯電特性に応じて、正電荷制御用及び負電荷制御用がある。正電荷制御用の電荷制御剤としては、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば、塩基性染料、第４級アンモニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類又はニグロシンベース等を用いることができる。負帯電用の電荷制御剤としては、オイルブラック若しくはスピロンブラック等の油溶性染料、含金属アゾ染料、ナフテン酸金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、脂肪酸石鹸又は樹脂酸石鹸等を用いることができる。
【００４２】
電荷制御剤の添加量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部である。なお、カラー用トナーとしては、無色の第４級アンモニウム塩又はアルキルサリチル酸の金属塩が好ましいが、必須ではない。
【００４３】
本発明の実施例形態に係る非磁性一成分現像方法に用いるトナーには、無機微粒子及び樹脂微粒子が外添される。無機微粒子としては、例えば、脂肪酸金属塩、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛、酸化亜鉛粉末、酸化アルミ粉末、酸化チタン粉末又は微粉末シリカ等を用いることができる。また、樹脂微粒子としては、メラミン系樹脂を用いる。
【００４４】
本発明の実施例形態に係る非磁性一成分現像方法に用いるトナーのトナー粒子は、平均粒径３μｍ〜１５μｍのものを用いる。特に高画質画像を得るためには、平均粒径が９μｍ以下の小粒径トナーを用い、画質の向上を図るためには５μｍ〜８μｍの小粒径トナーが好適である。
【００４５】
トナーは、上述した結着樹脂及び着色剤等の添加剤を、乾式ブレンダ、ヘンシェルミキサー又はボールミル等によって均一に予備混合して得られた混合物を、例えば、ハンドミキサ、ロール、又は、一軸若しくは二軸の押出混練機等の混練装置を用いて均一に溶融混練した後、得られた混練物を冷却して粉砕し、さらに、必要に応じて分級して製造される。得られたトナーは、上述した無機微粒子及び樹脂微粒子を外添剤として添加した後、篩等によって凝集物や異物を除去して製品化される。
【００４６】
【実施例】
〔実施例１〜７及び比較例１〜７〕
［トナー作製］
重量部数が表１に示される重量平均分子量（Ｍｗ）が３０万以上である非晶性ポリエステル（Ａ）、重量平均分子量（Ｍｗ）が３万以下である非晶性ポリエステル（Ｂ）、結晶性ポリエステル樹脂（Ｃ）及びワックス（Ｗ）と、帯電制御剤としてアルキルサリチル酸の金属塩を２重量部と、着色剤としてマゼンタトナー用着色剤Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｒ−１２２ ５重量部とを、ヘンシェルミキサーにて前混合後、二軸押出混練機にて溶融混練した。この混練物をカウンタージェットミルにて微粉砕した後、ロータリー式分級機にて過粉砕トナーを分級除去し平均７．５μｍのトナーを作製した。分級したトナーに、流動化剤として平均粒径１２ｎｍの疎水性コロイダルシリカを外添処理し評価用トナーとした。
【００４７】
【表１】
［定着性評価］
上記作製のトナーを、市販複写機（シャープ（株）ＡＲＣ２６０）を用いて、普通紙（坪量８０ｇ／ｍ２）上にトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ２となるように５０ｍｍ×５０ｍｍのべた画像を転写し、定着部のローラ表面が１２０℃〜２００℃と変化できるように改造した市販複写機（シャープ（株）製 ＡＲＣ２６０）にて定着することにより、定着性評価用画像を作成した。
【００４９】
評価用画像のべた部分を中心に、８３０ｇ荷重を１０秒間かけることにより折り曲げ、トナーのはがれ具合を目視により観察し、定着性の評価とした。なお、折り曲げ後の目視にてほとんどトナーのはがれが観察されなかった温度を定着性良好温度とし、その温度が１４０℃未満のものを◎、１４０℃〜１５０℃のものを○、１５５℃〜１６５℃のものを△、１６５℃より高いものを×と評価した。
【００５０】
［一成分現像実写テストによる耐久性（固着・融着）評価］
上記作製のトナーを市販の非磁性一成分現像装置を有する複写機（シャープ（株）ＡＲＣ２６０）に装着し、常温常質下において白色べた画像を２０，０００枚実写したのちに、該現像装置の規制ブレード部における固着・融着の状況をブロアーによって規制ブレード上のトナーを吹き飛ばした後、光学顕微鏡により規制ブレードの表面の状態を確認した。また、透明テープを現像ローラの周面に貼付した後に白紙上に再度貼付し、白筋の有無等を視認した。なお、規制ブレードにおける固着・融着や白筋が全く観察されなかったものを○、規制ブレード部の両端における少量の融着、あるいは現像ローラの両端に少量の白筋が観察されたものを△、全面に融着、あるいは白筋が観察されたものを×と評価した。
【００５１】
［現像ローラ上のトナー付着量及び帯電量の測定］
上記実写テストの初期及び２０，０００枚実写後の現像ローラ上の周面に付着したトナーを吸引した際のカウンタチャージを測定し、トナーの電荷量及び吸引した重量を測定して比電荷を求めた。また、透明テープを現像ローラの周面における吸引跡に貼付した後に白紙上に再度貼付して吸引面積を測定し、単位面積当りのトナーの付着量を求めた。初期と２０，０００枚後の帯電量の変化率が５％未満のものを◎、５〜１０％のものを○、１０〜２０％のものを△、２０％より大きいものを×と評価した。付着量については、その変化率が５％未満のものを◎、５〜１５％のものを○、１５〜３０％のものを△、３０％より大きいものを×と評価した。
上記作製のトナーの評価結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
実施例１〜７においては、それぞれ低温領域における良好な定着性能と、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持することができる。実施例３と７を比較すると、付着量の変化率において、とりわけ良好な結果が得られている。これは、ワックスを内添することにより、ワックスの分散性が向上し、規制ブレードにおける融着が全く生じないため、トナー付着量を安定に維持することができたと考えられる。
【００５４】
一方、比較例１及び３においては、低温領域において染み出し効果を有する樹脂（Ｃ）及びワックス（Ｗ）の含有比率が少ないため、十分な染み出し効果が得られず、１６５℃を超えた温度で定着しても、十分な定着強度が得られなかった。
【００５５】
比較例２及び４においては、樹脂（Ｃ）及びワックス（Ｗ）の含有比率が多いため、十分な定着性が得られたが、分散性が悪く、トナー表面に低融点のワックスや結晶性樹脂が多数存在するため、実写テストにおいて規制ブレードにおけるストレスにより融着が生じ、それぞれ現像ローラ上に白筋が発生した。
【００５６】
比較例５及び６については、ワックス及び結晶性樹脂の含有量は適正化されており、分散性は良好であると考えられ、規制ブレードにおいて観察された融着は両端に少量であったが、帯電量やトナー付着量の変化率が大きく、安定した画像形成状態を維持することはできない。トナー表面に存在する少量のワックスあるいは結晶性樹脂の融点が低いために、長時間の規制ブレードにおけるストレスにより、固着・融着が発生したものと考えられる。
また、比較例７については、ワックスの融点が高いため、低温領域において、十分に溶融できず粘度が高いために、紙繊維への染み込み効果が得られなかったと考えられる。
【００５７】
〔実施例８〜１２及び比較例８〜１４〕
［トナーの作製］
表３に示す酸価を有する非晶性ポリエステル（Ａ）及び非晶性ポリエステル（Ｂ）１００部と、融点が８６℃の結晶性ポリエステル樹脂（Ｃ）５重量部と、下記表３に示す酸価、融点、及び針入度を有するワックス（Ｗ）４重量部と、帯電制御剤としてアルキルサリチル酸の金属塩を２重量部と、着色剤としてマゼンタトナー用着色剤Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｒ−１２２ ５重量部とを、ヘンシェルミキサーにて前混合後、二軸押出混練機にて溶融混練した。この混練物をカウンタージェットミルにて微粉砕した後、ロータリー式分級機にて過粉砕トナーを分級除去し平均７．５μｍのトナーを作製した。分級したトナーに、流動化剤として平均粒径１２ｎｍの疎水性コロイダルシリカを外添処理し評価用トナーとした。
【００５８】
【表３】
［定着性評価、一成分現像実写テストによる耐久性（固着・融着）評価、現像ローラ上のトナー付着量及び帯電量の測定］
市販の非磁性一成分現像装置を有する複写機（シャープ（株）ＡＲＣ２６０）の規制ブレード線圧を変更できるように改造し、上記作製のトナーを、表３に示すブレード線圧を有する現像装置に装着し、常温常質下において白色べた画像を２０，０００枚実写したのちに、該現像装置の規制ブレード部における固着・融着の状況をブロアーによって規制ブレード上のトナーを吹き飛ばした後、光学顕微鏡により規制ブレードの表面の状態を確認した。また、透明テープを現像ローラの周面に貼付した後に白紙上に再度貼付し、白筋の有無等を視認した。なお、規制ブレードにおける固着・融着や白筋が全く観察されなかったものを○、規制ブレード部の両端における少量の融着、あるいは現像ローラの両端に少量の白筋が観察されたものを△、全面に融着、あるいは白筋が観察されたものを×と評価した。なお、定着性評価、現像ローラ上のトナー付着量及び帯電量の測定については実施例１〜７、比較例１〜７と同様の方法にて行った。
上記作製のトナーの評価結果を表４に示す。
【００６０】
【表４】
実施例８〜１２においては、非晶性ポリエステル、あるいはワックスの酸価を規定することによりワックスが適度に分散状態を保つことが可能となり、それぞれ低温領域における良好な定着性能と、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持することができるトナーを得ることができた。
【００６２】
これに対し、比較例８及び１０においては、非晶性ポリエステルあるいは、ワックスの酸価が低いため、分散性が十分に良好であるとは言えず、ややトナー付着量の安定性に欠け、それに起因し変化率が小さく、安定した帯電量を維持しているとはいえなかった。
【００６３】
比較例９では樹脂の酸価が高いために、長期ランニング中において評価環境の影響を受け、帯電量が低下し、付着量が上昇する現象が観察された。
比較例１１においては、ワックスの酸価が高いために分散性が良好なため、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、帯電性やトナー付着量が安定であったが、低温領域における染み出し効果が十分に得られず、定着性がやや不十分な結果となった。定着良好温度は１６５℃であった。
【００６４】
また、分散性が改善されたとはいえ、トナー作製の粉砕工程時に、ワックスの存在する箇所において粉砕されやすく、トナー表面にはワックスが存在する可能性が高い。比較例１２は、硬さの指標である針入度が３のワックスを用いており、規制ブレード部分に固着しやすく、その結果、付着量の変化率のやや大きいトナーとなった。
【００６５】
比較例１３については、規制ブレードに対するストレスが小さいために、規制ブレードへの固着や融着は全く生じなかったが、層規制がやや不安定となり、付着量や帯電量の安定性がやや不安定なトナーとなった。
【００６６】
また、比較例１４については、規制ブレードの線圧が大きいため、一定した層規制が可能となるが、ストレスが大きすぎるために、若干の固着・融着が生じ、その結果、付着量もやや安定性のかける結果となった。しかし、いずれも総合的に問題のあるレベルではなかった。
【００６７】
〔実施例１３，１４及び比較例１５，１６〕
［トナーの作製］
酸価が１４．８ｍｇＫＯＨ／ｇである非晶性ポリエステル（Ａ）及び非晶性ポリエステル（Ｂ）１００部と、融点が８６℃の結晶性ポリエステル樹脂（Ｃ）５重量部と、下記表５に示す酸価及び融点を有するワックス（Ｗ）４重量部と、帯電制御剤としてアルキルサリチル酸の金属塩を２重量部と、着色剤としてマゼンタトナー用着色剤Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ．Ｒ−１２２ ５重量部とを、ヘンシェルミキサーにて前混合後、二軸押出混練機にて溶融混練した。この混練物をカウンタージェットミルにて微粉砕した後、ロータリー式分級機にて過粉砕トナーを分級除去し平均７．５μｍのトナーを作製した。分級したトナーに、流動化剤として平均粒径１２ｎｍの疎水性コロイダルシリカを外添処理し評価用トナーとした。
【００６８】
【表５】
［定着性評価］
上記作製のトナーを、市販複写機（シャープ（株）ＡＲＣ２６０）を用いて、普通紙（坪量８０ｇ／ｍ２）上にトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ２となるように５０ｍｍ×５０ｍｍのべた画像を転写し、定着部のローラ表面が１２０℃〜２００℃と変化できるように改造した市販複写機（シャープ（株）製 ＡＲＣ２６０）にて定着することにより、定着性評価用画像を作成した。
【００７０】
評価用画像のべた部分を中心に、８３０ｇ荷重を１０秒間かけることにより折り曲げ、トナーのはがれ具合を目視により観察し、定着性の評価とした。なお、折り曲げ後の目視にてほとんどトナーのはがれが観察されなかった温度を定着性良好温度とし、その温度が１４０℃未満のものを◎、１４０℃〜１５０℃のものを○、１５５℃〜１６５℃のものを△、１６５℃より高いものを×と評価した。
【００７１】
［透過特性評価］
加熱及び加圧により、上記作製トナーの６μｍの厚みを有する分光透過特性評価サンプルを作製した。分光光度計ＵＶ−３３００（日立製作所（株））により本評価サンプルの分光透過特性を測定した。４３０ｎｍ及び６８０ｎｍにおける分光透過率の値を下記表６に示す。
【００７２】
【表６】
マゼンタトナーにおいて、４３０ｎｍあるいは６８０ｎｍ付近における透過性は、彩度の高い発色をするために有用であり、さらに、フルカラートナーとして用いる際に、トナーを重ね合わせ発色するという点においても重要である。実施例１３及び１４であれば、高い定着性とともに、高い発色性、色再現性を有したトナーが得られる。比較例１５においては、各波長において透過率が低いため、フルカラートナーとして用いるのには、やや改善の必要がある結果となった。対して、比較例１６については、発色性や色再現性の高いフルカラー用トナーが得られたが、低温領域における定着性がやや弱く、定着良好温度が１６０℃であった。なお、本発明の実施例においてはマゼンタトナーについて記載しているが、シアントナー及びイエロートナーについても同様の評価及び測定を行ったところ、同様な傾向を有する結果が得られた。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し、且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置を用いる非磁性一成分現像方式において、特定の非晶性ポリエステル、特定の結晶性ポリエステル樹脂、及び、特定のワックスを用い、これらの重量比を特定の範囲とすることにより、十分な非オフセット領域及び高い定着性能を有し、且つ非磁性一成分現像装置における規制ブレードへの固着や融着の無いために画像形成状態の安定なトナーを得ることができる。
【００７５】
又、ワックスを内添することにより、低温における定着性を維持しつつ、分散性の向上により、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無い、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持できるトナーを得ることができる。
【００７６】
又、非晶性ポリエステルの酸価が１以上であることにより、ワックスの分散性が向上し非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、画像形成状態を良好に維持することができる。一方、酸価を２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることにより、環境安定性の良好で低温領域において定着性の良好なトナーを得ることができる。
【００７７】
又、極性ワックスを用いることにより、ワックスの分散性が向上し、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持できるトナーを得ることができる。
【００７８】
又、ワックス（Ｃ）の酸価が１以上とすることで、ワックスの分散性が向上し、非磁性一成分現像方式の規制ブレード部における固着や融着の無く、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持することができる。一方、酸価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることにより、低温領域において定着性の良好なトナーを得ることができる。
【００７９】
又、針入度が２以下であるワックスを用いることにより、規制ブレード部によるストレスに対し固着や融着のなく、帯電性やトナー付着量が安定で画像形成状態を良好に維持できるトナーを得ることができる。
【００８０】
又、現像ローラに対する導電性規制ブレードの線圧を特定範囲とすることで、現像ローラの周面に均一なトナーの薄層を長期間にわたって安定して形成することができるとともに、規制ブレードに対するトナーの融着や固着の発生を防止することができ、かつ、トナーに十分な電荷を帯電させることができ、画像形成状態を良好に維持できるトナーを得ることができる。
【００８１】
更に、現像ローラ、及び、該現像ローラ上に形成される該トナーの薄層を均一に規制し且つ該トナーに電荷を付与する導電性規制ブレードを備えた現像装置が、シアン、マゼンタ、及びイエローを順次画像形成するフルカラー用画像形成装置であってワックスの酸価を８〜１５ｍｇＫＯＨ／ｇとすることにより、低温領域のおける良好な定着性とフルカラー用トナーとして重要な因子であるの良好な透過特性を有するフルカラー用トナーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非磁性一成分現像方法が適用される画像形成装置の要部の構成例を示す。
【符号の説明】
１−現像ローラ
２−規制ブレード
３−供給ローラ
４−攪拌ローラ
５−感光体ドラム
６−現像装置
７−帯電器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic toner used for developing an electrostatic latent image formed in an electrophotographic method or the like.
[0002]
[Prior art]
An image forming process using an electrophotographic method includes a charging process for uniformly charging the surface of a photoconductor including a photoconductive substance, an exposure process for exposing the surface of the photoconductor to form an electrostatic latent image, and a photosensitive process. The developing process for developing the electrostatic latent image on the surface of the body into a toner image, the transfer process for transferring the toner image carried on the surface of the photoreceptor onto the surface of the paper, and the means for heating and pressurizing the toner image. It consists of a fixing process for fixing on paper.
[0003]
Among these, as a method in the development process, a two-component development method using a developer composed of toner and a carrier and a one-component development method using a developer composed only of toner not containing a carrier are known, and in recent years. The one-component development method is widely used because of its advantages such as easy maintenance, reduction in size and weight of the apparatus, and reduction in cost.
[0004]
In image formation using the one-component development method, a developing roller disposed close to the photosensitive member, a supply roller that supplies toner to the developing roller, and the toner on the peripheral surface of the developing roller in contact with the developing roller In some cases, the developing device includes a regulating blade that performs thinning and charge application. In order to properly visualize the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor in this developing method, it is necessary to always form a stable thin toner layer on the developing roller. In recent years, image forming apparatuses have been increased in speed and life, and a non-magnetic one-component developing method has been adopted for full-color image formation. Since the resin has a low softening point, the toner is more likely to be fused and fixed to the regulating blade as compared with the black toner, and when the toner is fused or adhered to the regulating blade, a uniform toner thin film is formed on the peripheral surface of the developing roller. There is a problem in that a layer is not formed and white streaks or the like are generated on the image, resulting in deterioration of image quality. In addition, sufficient charge is not applied to the toner, which causes problems such as generation of background fog on the image and scattering of toner in the image forming apparatus.
[0005]
On the other hand, in the fixing step, a contact heating fixing method such as heat roller fixing or a non-contact heating method such as oven fixing is used. The contact method is characterized by good thermal efficiency. Compared with the non-contact method, the temperature required for fixing can be lowered, which is effective for energy saving and copying machine miniaturization. However, in this contact-type heat fixing method, there is a problem of offset development in which a part of the toner melted at the time of fixing is transferred to a heat roller and transferred to a subsequent transfer paper or the like. In order to prevent this phenomenon, the surface of the heat roller has been conventionally processed with a material having excellent releasability such as fluorine resin, or a release agent such as silicone oil has been applied to the surface of the heat roller. Yes. However, the method using silicone oil or the like is not preferable because the fixing device is large and complicated, which may increase costs and cause trouble.
[0006]
In order to solve these problems, Patent Document 1 below specifies a difference in the solubility parameter of the resin layer on the surface of the binder resin and the developer carrying member, and specifies the kind of the wax and the acid value, thereby providing a non-magnetic one component. A toner having excellent temporal stability and anti-offset property that prevents toner fusing in the developing system is disclosed. In Patent Document 2 below, the glass transition temperature and 1/2 outflow start temperature of the toner are specified, and the difference between the 1/2 outflow start temperature of the binder resin and the melting point of the wax is specified. A color toner having stable developability and having good fixability, glossiness, transparency and releasability without applying fixing oil to a fixing device is disclosed.
[0007]
Furthermore, in
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-6-324514
[Patent Document 2]
JP 11-249341 A
[Patent Document 3]
JP 2003-57875 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, the difference in the solubility parameter of the resin layer on the surface of the binder resin and the developer carrying member is defined, and the type of wax and the acid value are specified, thereby dispersing in the toner. Although it is possible to improve the state and to obtain a toner excellent in fusing and high temperature offset property in non-magnetic one-component development, there is no description about fixing property in a low temperature region.
[0010]
Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, by regulating the glass transition temperature of the toner, there is no occurrence of toner deformation or pulverization even during long-term agitation. It is possible to prevent the toner from being fused to a member such as a blade for thinning the toner. Further, the 1/2 outflow start temperature is specified, and the 1/2 outflow start temperature of the binder resin and the melting point of the wax are By bringing the thermal properties closer together, the wax dispersion in the toner is improved, and the wax can be prevented from seeping out and detaching from the surface of the toner even during long-term stirring in a one-component developing device. The toner filming on the developing roller and the toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner can be prevented. However, by bringing the relationship between the thermal characteristics of the binder resin ½ outflow start temperature and the melting point of the wax closer, the dispersion of the wax in the toner becomes better, and the toner flows to the blade in a one-component developing device. Although fixing and fusing can be prevented, the effect of exuding the wax in the low temperature region cannot be expected, so the effect on the low temperature fixability cannot be obtained.
[0011]
Furthermore, according to the technique disclosed in
[0012]
In view of the above-described problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a toner that is excellent in low-temperature fixability without causing sticking or fusing in the regulating blade portion in the non-magnetic one-component development method. There is.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have provided a developing roller and a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and imparts a charge to the toner. In the non-magnetic one-component development system using a developing device, the above-mentioned problem is solved by using a specific amorphous polyester, a specific crystalline polyester resin, and a specific wax, and setting the weight ratio to a specific range. As a result, the present invention has been reached.
[0014]
That is, firstly, the toner of the present invention includes a developing roller and a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and imparts electric charge to the toner. In a non-magnetic one-component development system using a developing device, a toner comprising at least a binder resin, a colorant, and a release agent, the toner having an amorphous polyester (Weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more) A), amorphous polyester (B) having a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 or less, crystalline polyester resin (C) having a melting point of 80 ° C. to 140 ° C., and melting point of 70 ° C. to 110 ° C. Using a wax, the weight ratio of [resin (C) + wax (W)] to non-crystalline polyester [resin (A) + resin (B)] [resin (C) + wax (W)] / [resin (A ) + Resin (B)] is 1% to 1 % Was filled, a non-magnetic one-component developing toner, characterized by and contain 0.5 to 5 parts by weight of wax (W).
[0015]
In general, a binder resin having a high molecular weight adheres to a fixing member due to a decrease in melt viscosity during heat fixing and a decrease in cohesion between toners. That is, the binder resin having a low molecular weight that affects the high-temperature offset property is one of the causes of the low-temperature offset that is not sufficiently melted during heat-fixing and adheres to the fixing member. In the present invention, a wide non-offset region can be obtained by combining an amorphous polyester (A) having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more and an amorphous polyester (B) having a weight average molecular weight of 30,000 or less. . On the other hand, by using amorphous polyester having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more, the toner has high elasticity in a low temperature region, so that it is difficult to soak into paper fibers and the adhesion to paper is reduced. In other words, the fixing performance is lowered in a so-called low temperature region. By using crystalline polyester having a melting point of 80 ° C. to 140 ° C. or wax having a melting point of 70 ° C. to 110 ° C., it is possible to improve the low temperature fixability. By the way, since crystalline polyester is highly compatible with amorphous polyester, it does not result in sticking or fusing to the regulating blade in the one-component development method, but it is difficult to exert a bleeding effect in a low temperature region. On the other hand, since wax has poor compatibility with polyester and low dispersibility, it has a high exudation effect in a low temperature region, but tends to cause sticking and fusion to a regulating blade in a one-component development system. In addition, by including 0.5 to 5 parts by weight of wax (W), respectively, the effect of exuding in the low temperature region is high, and it is optimized so as not to cause sticking and fusing to the regulating blade in the one-component development method. can do. Also, by containing wax or crystalline polyester, high low temperature fixability can be obtained due to the effect of exudation in the low temperature region, but dispersibility becomes worse as the content increases, and it adheres to the regulating blade in the one-component development system・ Fusion occurs, affecting transparency in full-color applications.
[0016]
By setting the weight ratio of the wax and the crystalline polyester to the non-crystalline polyester [resin (C) + wax (W)] / [resin (A) + resin (B)] to 1% to 15%, the low temperature fixability And a toner that is not fixed or fused to the regulating blade in the one-component development system. Furthermore, the melting points of the crystalline polyester and the wax are 80 ° C. to 140 ° C. and 70 ° C. to 110 ° C., respectively. This is because the fixing property is not effective.
[0017]
Secondly, the present invention uses a developing roller and a developing device including a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and imparts a charge to the toner. In a non-magnetic one-component development system, a toner comprising at least a binder resin, a colorant, and a release agent, the toner having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more and a melting point of 70 ° C. to 110 ° C. (W) Amorphous polyester (A2) internally added, Amorphous polyester (B) having a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 or less, Crystalline polyester resin (C) having a melting point of 80 ° C to 140 ° C The weight ratio of [resin (C) + wax (W)] / [resin (A2) −wax (W) + resin (B)] satisfies 1% to 15%, and the wax (W) 0.5 to 5 parts by weight A non-magnetic one-component developing toner according to claim.
[0018]
Although the wax has low compatibility with the amorphous polyester, the dispersion diameter in the polyester can be controlled to be small by adding it internally. By reducing the dispersion diameter of the wax, it is possible to generate a toner that is less likely to be fixed and fused to the regulating blade in the non-magnetic one-component development system while maintaining the fixing property in a low temperature region.
[0019]
In the toners of the first and second inventions, the acid values of the amorphous polyesters (A) and (B) are preferably 5 to 20 mgKOH / g. By using the binder resin having an acid value of 5 to 20 mg KOH / g, the compatibility of the wax is improved, so that the dispersibility of the binder resin is improved and the regulation blade in the nonmagnetic one-component developer is improved. The problem of toner sticking and fusing can be solved. On the other hand, when the acid value is larger than 20 mgKOH / g, it is greatly affected by the external environment, particularly humidity, and a problem arises in environmental stability.
[0020]
In the toners of the first and second inventions, the wax (C) is preferably polar. By using a wax having a polarity, the compatibility with a binder resin having an acid value is improved, so that the dispersibility in the binder resin is improved, and the wax is less likely to be detached at the time of toner production, resulting in a problem of filming. Can be resolved. Further, the inclusion of such wax can solve the problem of toner sticking to the regulating blade in the non-magnetic one-component development system.
[0021]
In the toners of the first and second inventions, the acid value of the wax (C) is preferably 1 to 15 mgKOH / g. The acid value of 1 to 15 mgKOH / g is less than 1 mgKOH / g because the compatibility with the binder resin is not improved and the dispersibility is not improved. Occurs. On the other hand, when the acid value of the wax exceeds 15 mgKOH / g, the compatibility of the wax is improved, the dispersibility becomes too good, and the exudation effect in the low temperature region cannot be exhibited.
[0022]
The toners of the first and second inventions preferably have a wax (C) penetration of 2 or less at 25 ° C. The penetration is an index indicating hardness, and the smaller the value, the harder. Even when the dispersion state of the wax in the toner is good, it is often pulverized in the pulverization process at the portion where the wax is present during the production of the toner to form particles, and there is not a little wax on the toner surface. Yes. In the non-magnetic one-component development method, the toner is charged by a large stress with the regulating blade portion. If the penetration of the wax on the toner surface is 2 or less, the regulation blade does not adhere and fuse.
[0023]
The toners of the first and second inventions are preferably used in a non-magnetic one-component development system in which the conductive regulation blade is pressed against the developing roller at a linear pressure of 15 gf / cm to 50 gf / cm. . If the pressure contact force of the regulating blade on the peripheral surface of the developing roller is too weak, the thickness of the toner thin layer will not be uniform, and if the pressure welding force is too strong, the toner will be fused and fixed to the regulating blade due to long-term use. . Therefore, by regulating the pressure contact force of the regulating blade to the circumferential surface of the developing roller to a linear pressure of 15 gf / cm or more and 50 gf / cm or less, a thin layer of a prescribed amount of toner is stably formed on the circumferential surface of the developing roller. In addition, the toner is not fused or fixed to the regulating blade even after long-term use.
[0024]
Thirdly, the toner of the present invention includes a developing roller and a developing device including a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and imparts a charge to the toner. In the non-magnetic one-component developing system using a non-magnetic one-component developing system, the developing device is a full-color image forming device that sequentially forms images of cyan, magenta, and yellow, and the acid value of the wax is 8 to 15. Ingredient full color toner.
[0025]
A full-color image is formed by superimposing cyan, magenta, and yellow, and the human eye recognizes the light that is absorbed by each toner layer and reflected from the underlying paper, and identifies the color. Wax and crystalline resin are recrystallized as a toner even after image formation and exist as domains, but especially wax that is difficult to disperse is diffusely reflected by external light in the domain, resulting in the color of the full-color image and superposition of each color. It adversely affects the reproduction characteristics. The acid value of the wax is 8 to 15. If the wax has an acid value greater than 8, the dispersion state of the wax is good, and the hue and color reproduction characteristics are not adversely affected in a full color image. On the other hand, if it is less than 15, the fixing property in the low temperature region can be maintained satisfactorily.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 shows a configuration of a main part of an image forming apparatus to which a nonmagnetic one-component developing method according to an embodiment of the present invention is applied. Inside the image forming apparatus, there is provided a developing
[0027]
The developing roller 1 is formed in a cylindrical shape using urethane rubber, silicon rubber, NBR, EPDM, or natural rubber as a material, and is supported rotatably in the direction of arrow B. The developing roller 1 carries a thin layer of toner on its peripheral surface, and abuts against the portion where the electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum 5 so that the electrostatic latent image is converted into toner by a contact developing method. Visualize the image.
[0028]
The regulating blade 2 is formed in a flat plate shape having no bent portion at the tip portion with a metal material such as SUS, aluminum, or phosphor bronze, and the tip portion 2 a is upstream of the
[0029]
The
[0030]
In the present invention, the binder resin used is a specific polyester resin. As the polyester resin, a resin having a preferable acid value can be easily selected. Moreover, it is preferably used for full color from the viewpoint of control of thermal characteristics.
[0031]
Specifically, the polyester resin can be synthesized from the following polyhydric alcohol and polyvalent carboxylic acid component. Examples of the polyhydric alcohol component include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and 1,5-pentanediol. 1,6-hexanediol, neopentylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene And dihydric alcohols such as bisphenol A alkylene oxide adducts such as bisphenol A.
[0032]
In addition, a trihydric or higher polyhydric alcohol can be used to make the polymer non-linear to such an extent that no tetrahydrofuran-insoluble matter is generated. Examples of the trivalent or higher alcohol component include glycerin, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetraol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5- Examples thereof include pentanetriol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
[0033]
Examples of the polyvalent carboxylic acid component include maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, malonic acid, and succinic acid. , Dibasic carboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, alkyl succinic acid (for example, n-octyl succinic acid, n-dodecenyl succinic acid), acid anhydrides and alkyl esters thereof.
[0034]
As the toner colorant, various known colors can be used for yellow, magenta, cyan, and black.
Examples of the colorant for yellow toner include C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 5, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 15 or C.I. I. An azo pigment such as CI Pigment Yellow 17, or an inorganic pigment such as yellow iron oxide or ocher can be used. Examples of the dye include C.I. I. Nitro dyes such as Agit Yellow 1 or C.I. I. Solvent Yellow 2, C.I. I. Solvent Yellow 6, C.I. I. Solvent Yellow 14, C.I. I. Solvent Yellow 15, C.I. I. Solvent Yellow 19 or C.I. I. Oil-soluble dyes such as Solvent Yellow 21 can be used. In particular, C.I. I. Benzidine pigments such as CI Pigment Yellow 17 are preferable from the viewpoint of color.
[0035]
Examples of the magenta toner colorant include C.I. I. Pigment red 49, C.I. I. Pigment red 57, C.I. I. Pigment red 81, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Solvent Red 19, C.I. I. Solvent Red 49, C.I. I. Solvent Red 52, C.I. I. Basic Red 10 or C.I. I. Disperse Red 15 or the like can be used. I. A quinacridone pigment such as CI Pigment Red 122 is preferable from the viewpoint of color.
[0036]
Examples of the colorant for cyan toner include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Solvent Blue 55, C.I. I. Solvent Blue 70, C.I. I. Direct Blue 25 or C.I. I. Direct Blue 86 or the like can be used. I. Copper phthalocyanine pigments such as CI Pigment Blue 15 are preferred from the viewpoint of color.
[0037]
Carbon black is suitable as a colorant for the black toner. The carbon black may be appropriately selected from various conventionally known carbon blacks such as channel black, loin black, disc black, gas furnace black, oil furnace black, and acetylene black.
[0038]
The wax used in the present invention is natural wax such as beeswax derived from animals, whale wax, shellac wax, carnauba wax derived from plants, wood wax, rice bran wax (rice wax), candelilla wax, paraffin wax derived from petroleum, microcrystalline. There are wax, mineral-derived montan wax, ozokerite, and synthetic waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, oil-based synthetic wax (ester, ketones, amide), hydrogenated wax, etc. In order to exert the bleeding effect, any endothermic peak by a differential scanning calorimeter (hereinafter abbreviated as DSC) may be 80 to 110 ° C. Although the type is not particularly limited, a hydrocarbon-based synthetic wax obtained by synthesis or a petroleum-based wax is preferable. Hydrocarbon synthetic waxes are roughly classified into the following two types. The first type is called Fischer-Tropsch wax, which can be produced by reacting carbon monoxide with hydrogen. The other type is called polyethylene wax, which can be produced by polymerization of ethylene or thermal decomposition of polyethylene.
DSC is measured according to JIS-K7122-1987, and the temperature of the endothermic peak is taken as the melting point.
[0039]
Furthermore, the wax used in the present invention preferably has a polarity, and more preferably has an acid value of 1 to 15. Once the wax is finished, it can be processed or modified by chemical / physical means to impart polarity. Modified waxes can be roughly classified into compounded waxes obtained by blending an oxidized wax and a synthetic resin. Oxidized wax is generated by oxidizing raw material wax with chemicals or oxygen in the air. The compounded wax is a blend of an appropriate amount of a compatible synthetic resin (ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene, synthetic rosin, etc.) in order to compensate for the disadvantage of low mechanical strength.
[0040]
Furthermore, the wax used in the present invention preferably has a penetration of 2 or less. The penetration is a measurement method for determining the hardness of the wax by a method defined in JIS standards (K-2235-5.4). A load of 100 g is applied to a needle defined at a specified temperature by a measuring device, and the number of mm that penetrates the sample in 5 seconds is determined.
[0041]
In the toner used in the nonmagnetic one-component developing method according to the embodiment of the present invention, a charge control agent can be blended for the purpose of controlling the triboelectric chargeability of the toner. This charge control agent has positive charge control and negative charge control depending on the charging characteristics of the toner. As a charge control agent for controlling positive charge, an organic compound having a basic nitrogen atom, for example, a basic dye, a quaternary ammonium salt, an aminopyrine, a pyrimidine compound, a polynuclear polyamino compound, an aminosilane or a nigrosine base is used. Can do. As the charge control agent for negative charging, oil-soluble dyes such as oil black or spiron black, metal-containing azo dyes, metal salts of naphthenic acid, metal salts of alkyl salicylic acid, fatty acid soaps or resin acid soaps can be used. .
[0042]
The addition amount of the charge control agent is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The color toner is preferably a colorless quaternary ammonium salt or an alkyl salicylic acid metal salt, but is not essential.
[0043]
Inorganic fine particles and resin fine particles are externally added to the toner used in the nonmagnetic one-component developing method according to the embodiment of the present invention. As the inorganic fine particles, for example, fatty acid metal salts, zinc stearate, calcium stearate, lead stearate, zinc oxide powder, aluminum oxide powder, titanium oxide powder, fine powder silica or the like can be used. As the resin fine particles, a melamine resin is used.
[0044]
The toner particles used in the non-magnetic one-component developing method according to the embodiment of the present invention have an average particle diameter of 3 μm to 15 μm. In particular, a small particle diameter toner having an average particle diameter of 9 μm or less is used for obtaining a high quality image, and a small particle diameter toner having a particle diameter of 5 μm to 8 μm is suitable for improving the image quality.
[0045]
As the toner, a mixture obtained by uniformly premixing the above-described binder resin and additives such as a colorant with a dry blender, a Henschel mixer, a ball mill, or the like is used, for example, a hand mixer, a roll, or a uniaxial or biaxial mixture. The mixture is uniformly melt-kneaded using a kneading device such as a shaft extrusion kneader, and then the obtained kneaded product is cooled and pulverized, and further classified as necessary. The obtained toner is made into a product by adding the above-mentioned inorganic fine particles and resin fine particles as external additives, and then removing aggregates and foreign matters with a sieve or the like.
[0046]
【Example】
[Examples 1-7 and Comparative Examples 1-7]
[Toner preparation]
Amorphous polyester (A) having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more, amorphous polyester (B) having a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 or less, and crystallinity. A polyester resin (C) and a wax (W), 2 parts by weight of a metal salt of an alkyl salicylic acid as a charge control agent, and a colorant for magenta toner C.I. I. Pig. 5 parts by weight of R-122 was premixed with a Henschel mixer and then melt kneaded with a twin screw kneader. The kneaded product was finely pulverized with a counter jet mill, and then the excessively pulverized toner was classified and removed with a rotary classifier to prepare a toner having an average of 7.5 μm. The classified toner was externally treated with a hydrophobic colloidal silica having an average particle size of 12 nm as a fluidizing agent to obtain a toner for evaluation.
[0047]
[Table 1]
[Fixability evaluation]
Using the commercially available copying machine (Sharp Co., Ltd. ARC260), the prepared toner is plain paper (basis weight 80 g / m). 2 ) The toner adhesion amount is 0.6mg / cm 2 By transferring a solid image of 50 mm × 50 mm so that the surface of the fixing unit can be changed from 120 ° C. to 200 ° C., and fixing with a commercially available copying machine (ARC260 manufactured by Sharp Corporation), An image for fixing property evaluation was prepared.
[0049]
Folding was performed by applying a load of 830 g for 10 seconds around the solid part of the image for evaluation, and the degree of toner peeling was visually observed to evaluate the fixability. The temperature at which almost no toner peeling was observed visually after folding was defined as a good fixing property temperature, and those having a temperature of less than 140 ° C. were ◎, those having 140 ° C. to 150 ° C. were ◯, and 155 ° C. to 165 ° C. Those having a temperature of ° C were evaluated as Δ, and those having a temperature higher than 165 ° C were evaluated as ×.
[0050]
[Durability (adhesion / fusion) evaluation by one-component development live-action test]
The prepared toner is mounted on a copier (Sharp Co., Ltd. ARC260) having a commercially available non-magnetic one-component developing device, and after taking 20,000 white solid images under normal temperature and normal conditions, After the toner on the regulating blade was blown off by a blower, the state of the surface of the regulating blade was confirmed by an optical microscope. In addition, a transparent tape was applied to the peripheral surface of the developing roller and then applied again to a white paper, and the presence or absence of white streaks was visually confirmed. Note that no sticking / fusion or white streak was observed on the regulating blade, ○ a small amount of fusing on both ends of the regulating blade, or a small amount of white streak observed on both ends of the developing roller. The case where fusion or white streaks were observed on the entire surface was evaluated as x.
[0051]
[Measurement of toner adhesion amount and charge amount on developing roller]
The counter charge when the toner adhering to the peripheral surface on the developing roller after the actual shooting test and after the actual shooting of 20,000 sheets is sucked is measured, and the specific charge is obtained by measuring the charge amount and the sucked weight of the toner. It was. A transparent tape was affixed to the suction mark on the peripheral surface of the developing roller, and then affixed again on the white paper, and the aspiration area was measured to determine the toner adhesion amount per unit area. When the change rate of the charge amount after the initial and 20,000 sheets was less than 5%, ◎, 5-10% were evaluated as ◯, 10-20% were evaluated as △, and more than 20% were evaluated as ×. . The amount of adhesion was evaluated as ◎ when the rate of change was less than 5%, ○ as 5-15%, Δ as 15-30%, and × as greater than 30%.
Table 2 shows the evaluation results of the toner prepared above.
[0052]
[Table 2]
In each of Examples 1 to 7, good fixing performance in a low temperature region and no sticking or fusing in the regulating blade portion of the non-magnetic one-component development method, stable chargeability and toner adhesion amount, and good image formation state Can be maintained. When Examples 3 and 7 are compared, particularly good results are obtained in the rate of change in the amount of adhesion. This is presumably because by adding the wax internally, the dispersibility of the wax was improved and no fusing at the regulating blade occurred, so that the toner adhesion amount could be maintained stably.
[0054]
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, since the content ratio of the resin (C) and the wax (W) having a bleeding effect in a low temperature region is small, a sufficient bleeding effect cannot be obtained and the temperature exceeds 165 ° C. Even when fixing with, sufficient fixing strength could not be obtained.
[0055]
In Comparative Examples 2 and 4, since the content ratio of the resin (C) and the wax (W) was large, sufficient fixability was obtained, but the dispersibility was poor and a low melting point wax or crystalline resin on the toner surface. Therefore, in the actual shooting test, fusing occurred due to stress on the regulating blade, and white streaks occurred on the developing roller.
[0056]
For Comparative Examples 5 and 6, the content of wax and crystalline resin was optimized and the dispersibility was considered good and the fusion observed on the regulating blade was small at both ends, The rate of change in charge amount and toner adhesion amount is large, and a stable image forming state cannot be maintained. Since the melting point of a small amount of wax or crystalline resin present on the toner surface is low, it is considered that sticking / fusion occurred due to stress on the regulation blade for a long time.
Further, in Comparative Example 7, since the melting point of the wax is high, it cannot be sufficiently melted in the low temperature region, and the viscosity is high. Therefore, it is considered that the effect of soaking into the paper fiber was not obtained.
[0057]
[Examples 8 to 12 and Comparative Examples 8 to 14]
[Production of toner]
100 parts of amorphous polyester (A) and amorphous polyester (B) having acid values shown in Table 3, 5 parts by weight of crystalline polyester resin (C) having a melting point of 86 ° C., and acids shown in Table 3 below 4 parts by weight of wax (W) having a valence, melting point, and penetration, 2 parts by weight of a metal salt of alkyl salicylic acid as a charge control agent, and a colorant for magenta toner C.I. I. Pig. 5 parts by weight of R-122 was premixed with a Henschel mixer and then melt kneaded with a twin screw kneader. The kneaded product was finely pulverized with a counter jet mill, and then the excessively pulverized toner was classified and removed with a rotary classifier to prepare a toner having an average of 7.5 μm. The classified toner was externally treated with a hydrophobic colloidal silica having an average particle size of 12 nm as a fluidizing agent to obtain a toner for evaluation.
[0058]
[Table 3]
[Fixability evaluation, durability (fixation / fusion) evaluation by one-component development live-action test, measurement of toner adhesion amount and charge amount on development roller]
A copier having a commercially available non-magnetic one-component developing device (Sharp Co., Ltd. ARC260) was modified so that the regulated blade linear pressure could be changed, and the toner prepared above was changed to a developing device having a blade linear pressure shown in Table 3. After mounting 20,000 white solid images under normal temperature and normal conditions, after the toner on the regulating blade is blown off by a blower, the toner on the regulating blade is blown off to the state of the regulating blade of the developing device. As a result, the condition of the surface of the regulating blade was confirmed. In addition, a transparent tape was applied to the peripheral surface of the developing roller and then applied again to a white paper, and the presence or absence of white streaks was visually confirmed. Note that no sticking / fusion or white streak was observed on the regulating blade, ○ a small amount of fusing on both ends of the regulating blade, or a small amount of white streak observed on both ends of the developing roller. The case where fusion or white streaks were observed on the entire surface was evaluated as x. The fixing property evaluation, the toner adhesion amount on the developing roller, and the measurement of the charge amount were performed in the same manner as in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7.
Table 4 shows the evaluation results of the toner prepared above.
[0060]
[Table 4]
In Examples 8 to 12, by specifying the acid value of amorphous polyester or wax, it becomes possible to keep the wax in a properly dispersed state. It was possible to obtain a toner capable of maintaining a good image forming state with stable charging property and toner adhesion amount without sticking or fusing at the developing type regulation blade portion.
[0062]
On the other hand, in Comparative Examples 8 and 10, since the acid value of the amorphous polyester or wax is low, it cannot be said that the dispersibility is sufficiently good, and the toner adhesion amount is somewhat lacking in stability. Therefore, the rate of change was small, and it could not be said that a stable charge amount was maintained.
[0063]
In Comparative Example 9, since the acid value of the resin was high, a phenomenon was observed in which the charge amount decreased and the adhesion amount increased due to the influence of the evaluation environment during long-term running.
In Comparative Example 11, since the acid value of the wax was high and the dispersibility was good, there was no sticking or fusing at the regulating blade portion of the non-magnetic one-component development method, and the charging property and the toner adhesion amount were stable. However, the effect of seeping out in a low temperature region was not sufficiently obtained, and the fixing property was slightly insufficient. The good fixing temperature was 165 ° C.
[0064]
Further, although the dispersibility is improved, it is likely to be pulverized at the location where the wax is present during the pulverization step of the toner production, and there is a high possibility that the wax exists on the toner surface. Comparative Example 12 uses a wax having a penetration of 3 which is an index of hardness, and easily adheres to the regulating blade portion. As a result, the toner has a slightly large rate of change in adhesion amount.
[0065]
In Comparative Example 13, since the stress on the regulating blade was small, there was no sticking or fusion to the regulating blade, but the layer regulation became slightly unstable, and the stability of the adhesion amount and the charge amount was somewhat unstable. It became a great toner.
[0066]
In Comparative Example 14, since the linear pressure of the regulating blade is large, a constant layer regulation is possible. However, since the stress is too great, a slight amount of adhesion and fusion occurs, and as a result, the adhesion amount is also somewhat The result was stability. However, none of them was a problem level overall.
[0067]
[Examples 13 and 14 and Comparative Examples 15 and 16]
[Production of toner]
100 parts of amorphous polyester (A) and amorphous polyester (B) having an acid value of 14.8 mgKOH / g, 5 parts by weight of crystalline polyester resin (C) having a melting point of 86 ° C. 4 parts by weight of wax (W) having the acid value and melting point shown, 2 parts by weight of a metal salt of alkylsalicylic acid as a charge control agent, and a colorant for magenta toner C.I. I. Pig. 5 parts by weight of R-122 was premixed with a Henschel mixer and then melt kneaded with a twin screw kneader. The kneaded product was finely pulverized with a counter jet mill, and then the excessively pulverized toner was classified and removed with a rotary classifier to prepare a toner having an average of 7.5 μm. The classified toner was externally treated with a hydrophobic colloidal silica having an average particle size of 12 nm as a fluidizing agent to obtain a toner for evaluation.
[0068]
[Table 5]
[Fixability evaluation]
Using the commercially available copying machine (Sharp Co., Ltd. ARC260), the prepared toner is plain paper (basis weight 80 g / m). 2 ) The toner adhesion amount is 0.6mg / cm 2 By transferring a solid image of 50 mm × 50 mm so that the surface of the fixing unit can be changed from 120 ° C. to 200 ° C., and fixing with a commercially available copying machine (ARC260 manufactured by Sharp Corporation), An image for fixing property evaluation was prepared.
[0070]
Folding was performed by applying a load of 830 g for 10 seconds around the solid part of the image for evaluation, and the degree of toner peeling was visually observed to evaluate the fixability. The temperature at which almost no toner peeling was observed visually after folding was defined as a good fixing property temperature, and those having a temperature of less than 140 ° C. were ◎, those having 140 ° C. to 150 ° C. were ◯, and 155 ° C. to 165 ° C. Those having a temperature of ° C were evaluated as Δ, and those having a temperature higher than 165 ° C were evaluated as ×.
[0071]
[Transmission characteristics evaluation]
A spectral transmission characteristic evaluation sample having a thickness of 6 μm of the above prepared toner was prepared by heating and pressing. The spectral transmission characteristics of this evaluation sample were measured with a spectrophotometer UV-3300 (Hitachi, Ltd.). The spectral transmittance values at 430 nm and 680 nm are shown in Table 6 below.
[0072]
[Table 6]
In the magenta toner, the transparency at around 430 nm or 680 nm is useful for color development with high saturation, and is also important in terms of color superposition when used as a full color toner. In Examples 13 and 14, a toner having high fixability and high color developability and color reproducibility can be obtained. In Comparative Example 15, since the transmittance at each wavelength was low, it was necessary to improve slightly to use it as a full color toner. On the other hand, in Comparative Example 16, a full color toner having high color developability and color reproducibility was obtained, but the fixability in the low temperature region was slightly weak and the good fixing temperature was 160 ° C. Although magenta toner is described in the examples of the present invention, the same evaluation and measurement were performed for cyan toner and yellow toner, and results having the same tendency were obtained.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, a developing roller and a developing device including a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and imparts a charge to the toner are used. In a magnetic one-component development system, a specific non-crystalline polyester, a specific crystalline polyester resin, and a specific wax are used, and by setting the weight ratio to a specific range, sufficient non-offset area and high fixing can be achieved. Since the toner has high performance and is not fixed or fused to the regulating blade in the non-magnetic one-component developing device, a stable toner in an image forming state can be obtained.
[0075]
Also, by adding wax internally, while maintaining the fixing property at a low temperature, by improving the dispersibility, there is no sticking or fusing in the regulating blade part of the non-magnetic one-component developing system, and the charging property and the toner adhesion amount are reduced. A toner that is stable and can maintain a good image forming state can be obtained.
[0076]
Further, since the acid value of the amorphous polyester is 1 or more, the dispersibility of the wax is improved, and the image forming state is favorably maintained without sticking or fusing in the regulating blade portion of the non-magnetic one-component developing system. be able to. On the other hand, when the acid value is 20 mgKOH / g or less, a toner having good environmental stability and good fixability in a low temperature region can be obtained.
[0077]
In addition, the use of polar wax improves the dispersibility of the wax, and there is no sticking or fusing in the regulating blade part of the non-magnetic one-component developing system, and the charging property and toner adhesion amount are stable and the image forming state is improved. A toner that can be maintained can be obtained.
[0078]
Further, when the acid value of the wax (C) is 1 or more, the dispersibility of the wax is improved, and there is no sticking or fusing in the regulating blade portion of the non-magnetic one-component developing system, and the charging property and the toner adhesion amount are increased. It is stable and can maintain the image forming state well. On the other hand, by setting the acid value to 15 mgKOH / g or less, a toner having good fixability in a low temperature region can be obtained.
[0079]
In addition, by using a wax having a penetration of 2 or less, a toner can be obtained in which the charging property and the toner adhesion amount are stable and the image forming state can be satisfactorily maintained without being fixed or fused against the stress by the regulating blade portion. be able to.
[0080]
Further, by setting the linear pressure of the conductive regulating blade to the developing roller within a specific range, a uniform thin toner layer can be stably formed over a long period of time on the circumferential surface of the developing roller, and the toner against the regulating blade can be formed. Thus, it is possible to prevent the occurrence of fusion and fixation of the toner, and to charge the toner with a sufficient charge, and to obtain a toner capable of maintaining a good image forming state.
[0081]
Further, a developing device including a developing roller and a conductive regulating blade that uniformly regulates a thin layer of the toner formed on the developing roller and applies a charge to the toner includes cyan, magenta, and yellow Is a full-color image forming apparatus that sequentially forms images, and by setting the acid value of the wax to 8 to 15 mgKOH / g, good fixability in a low-temperature region and good transmission that is an important factor as a full-color toner A full color toner having characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration example of a main part of an image forming apparatus to which a nonmagnetic one-component developing method of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1-Development roller
2-regulated blade
3-Supply roller
4-stirring roller
5-photosensitive drum
6 Development device
7-Charger
Claims (8)
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Cited By (6)
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