JP2006065194A - Image forming method, toner for the same, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】熱定着装置の加熱部材及び/又は加圧部材を経由してクリーニング部材に固着したトナーの溶け出しによる記録媒体への逆転写を防止することにより、高画質化を可能とする画像形成方法とそれに用いられるトナーを提供する。
【解決手段】 トナー組成分として少なくとも、着色剤、離型剤、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を含有し、該第一の結着樹脂はガラス転移点が30〜46℃のTHF可溶成分からなり、該第二の結着樹脂はTHF不溶成分からなりその全組成分中の含有量が5〜25wt%であり、該離型剤は樹脂中で互いに独立して分散しその全組成分中の含有量が2〜10wt%である画像形成用トナーを用いる。クリーニング部材4に固着したトナーのフローテスターにより測定される1/2流出温度(T2)が120〜140℃であり、現像工程で用いられるトナーの1/2流出温度(T1)との関係がT1+10<T2(℃)であるトナーを用いる。
【選択図】図1
Image formation capable of improving image quality by preventing reverse transfer to a recording medium due to melting of toner fixed to a cleaning member via a heating member and / or a pressure member of a heat fixing device Methods and toners used therein are provided.
The toner composition contains at least a colorant, a release agent, a first binder resin and a second binder resin, and the first binder resin has a glass transition point of 30 to 46 ° C. The second binder resin is composed of a THF-insoluble component, and its content in the total composition is 5 to 25 wt%. The release agents are dispersed in the resin independently of each other. Then, an image forming toner having a content of 2 to 10 wt% in the total composition is used. The 1/2 outflow temperature (T2) measured by the flow tester of the toner fixed to the cleaning member 4 is 120 to 140 ° C., and the relationship with the 1/2 outflow temperature (T1) of the toner used in the development process is T1 + 10. <T2 (° C.) toner is used.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれらの複合機等の画像形成方法、ならびに使用される電子写真用乾式トナー及び電子写真用現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関し、特に、熱定着装置を用いた定着工程において加熱部材及び/又は加圧部材に付着したトナーが再び記録媒体に逆転写することを防止する画像形成技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming method such as, for example, a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and also relates to an electrophotographic dry toner and an electrophotographic developer, a process cartridge, and an image forming apparatus. The present invention relates to an image forming technique for preventing toner attached to a heating member and / or a pressure member from being reversely transferred to a recording medium again in a fixing process using a thermal fixing device.
従来、電子写真方式の画像形成装置では、内部に熱源を有する加熱ローラ等の加熱部材に加圧ローラ等の加圧部材を押し当て、それらの間に画像転写後の記録媒体を通してその記録媒体を搬送しながら、その記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置を備えるものが多い。 Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a pressure member such as a pressure roller is pressed against a heating member such as a heating roller having a heat source therein, and the recording medium is passed through the recording medium after image transfer between them. Many of them include a thermal fixing device that fixes a toner image on the recording medium while being conveyed.
この種の熱定着装置では、記録媒体上のトナーが加熱部材に付着する、いわゆるオフセットと呼ばれる現象を生ずることがある。このようなオフセットを生ずると、オフセットしたトナーが加圧部材にも付着し、それら加熱部材及び加圧部材を経由してトナーが記録媒体に逆転写して記録媒体を汚すことが知られている。 In this type of heat fixing apparatus, a phenomenon called so-called offset may occur in which the toner on the recording medium adheres to the heating member. It is known that when such an offset occurs, the offset toner adheres to the pressure member, and the toner is reversely transferred to the recording medium via the heating member and the pressure member to contaminate the recording medium.
このようなオフセットを防止すべく従来の熱定着装置では、例えば、加熱部材の表面にフッ素コートなどを施していた。しかし、環境条件や記録媒体の種類などによって、オフセットを完全に防止することは難しく、やはり逆転写を生ずる問題があった。 In order to prevent such an offset, in the conventional thermal fixing apparatus, for example, the surface of the heating member is coated with fluorine. However, it is difficult to completely prevent the offset depending on the environmental conditions and the type of the recording medium, and there is still a problem that reverse transfer occurs.
このため、従来の熱定着装置では、加熱部材や加圧部材に当接するようにクリーニングローラ等のクリーニング部材を設け、加熱部材や加圧部材に付着したトナーを除去するものがある。すなわち、表面離型性を向上した加熱部材や加圧部材表面に対して無垢の金属材料で作ったクリーニング部材を押し当てることにより、表面離型性の差を利用してトナーを除去するものがあった。 For this reason, some conventional thermal fixing devices are provided with a cleaning member such as a cleaning roller so as to come into contact with the heating member or the pressure member, and remove the toner adhering to the heating member or the pressure member. That is, there is a device that removes toner by utilizing the difference in surface releasability by pressing a cleaning member made of a solid metal material against the surface of a heating member or pressure member having improved surface releasability. there were.
ところで、近年、エネルギーの無駄な消費を防止すべく、画像形成装置の待機時には熱源への通電を停止し、画像形成の開始に合せて熱源に通電して加熱部材を定着温度まで昇温するようになってきている。このため、加熱部材の温度応答性を向上する必要があり、例えば、加熱ローラであれば、肉厚を1mm以下にして定着温度までの昇温時間を10秒程度まで短縮している。 Incidentally, in recent years, in order to prevent wasteful consumption of energy, the energization of the heat source is stopped when the image forming apparatus is on standby, and the heating member is energized to the fixing temperature by energizing the heat source at the start of image formation. It is becoming. For this reason, it is necessary to improve the temperature responsiveness of the heating member. For example, in the case of a heating roller, the wall thickness is 1 mm or less, and the temperature rise time to the fixing temperature is shortened to about 10 seconds.
しかし、上記のような画像形成装置の場合、加熱部材の熱容量が小さいため、定着時における記録媒体への熱移動、加熱部材に接触する部材への熱移動、加熱部材周辺の風の流れなどの影響を受けやすく、加熱部材の温度分布が幅方向で不均一となりやすい問題があった。そして、加熱部材の全領域にわたり温度分布を均一にすることは、スペース的およびコスト的に困難であった。 However, in the case of the image forming apparatus as described above, since the heat capacity of the heating member is small, heat transfer to the recording medium at the time of fixing, heat transfer to the member in contact with the heating member, wind flow around the heating member, etc. There is a problem that the temperature distribution of the heating member tends to be uneven in the width direction. And it was difficult to make the temperature distribution uniform over the entire region of the heating member in terms of space and cost.
通常、加熱部材の温度分布が幅方向で不均一となると、定着性能が不安定となると共に、オフセットが発生しやすく、また熱劣化により加熱部材の寿命が短くなりやすいなどの問題を生ずる。特に、重合法により製造した、いわゆる重合トナーを用いる場合には、クリーニング部材に付着堆積したトナー塊が再溶融して記録媒体に逆転写するという問題があった。すなわち、重合トナーを用いる場合には、貯蔵弾性率が低いトナーがクリーニング部材に付着するためである。なお、粉砕法により製造した粉砕トナーを用いる場合には、重合トナーに較べて貯蔵弾性率が高く溶けにくいトナーがクリーニング部材に付着する。 Usually, when the temperature distribution of the heating member is not uniform in the width direction, the fixing performance becomes unstable, and an offset is likely to occur, and the life of the heating member is likely to be shortened due to thermal deterioration. In particular, when a so-called polymerized toner manufactured by a polymerization method is used, there is a problem in that a toner lump that adheres and accumulates on the cleaning member is remelted and reversely transferred to a recording medium. That is, when polymerized toner is used, toner having a low storage elastic modulus adheres to the cleaning member. When a pulverized toner manufactured by a pulverization method is used, a toner having a higher storage elastic modulus and less soluble than the polymerized toner adheres to the cleaning member.
上記逆転写する問題は、通紙可能な最大サイズに較べて小サイズの記録媒体を通紙する場合に特に顕著に生じる。この理由は、小サイズの場合には通紙領域が狭く、加熱部材に接する面積が小さいため、その狭い領域でのみ温度が下がり、その部分に対応した温度検知手段が熱源の点灯を指示することから非通紙領域の温度まで不必要に上昇し、非通紙領域に対応するクリーニング部材上のトナーが温度上昇により溶融して逆転写するためである。 The problem of reverse transfer is particularly noticeable when a recording medium having a size smaller than the maximum size that can be passed is passed. The reason for this is that, in the case of a small size, the paper passing area is narrow and the area in contact with the heating member is small, so the temperature falls only in that narrow area, and the temperature detection means corresponding to that part instructs the lighting of the heat source. This is because the toner on the cleaning member corresponding to the non-sheet-passing area is unnecessarily increased to the temperature of the non-sheet-passing area and the toner on the cleaning member corresponding to the non-sheet-passing area is melted and reversely transferred due to the temperature increase.
このような温度分布不均一の問題を解決すべく、送風手段によって冷却風を導入し、熱定着装置の定着ローラの温度分布を軸方向で均一化する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、クリーニングローラの軸方向全域に対向する位置に通風口を設け、クリーニングローラの回転と共に軸端部に設けられた送風羽根によって定着装置内の空気を循環し、クリーニングローラの温度上昇を防ぐ技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、上記いずれの技術も前記重合トナーを用いる場合には十分とは言えず、また、装置構成が複雑になったり、新たな構成スペースを要したり、コスト上昇の要因になるなどの問題がある。
In order to solve such a problem of non-uniform temperature distribution, a technique has been proposed in which cooling air is introduced by a blower and the temperature distribution of the fixing roller of the heat fixing device is made uniform in the axial direction (for example, Patent Documents). 1).
In addition, a ventilation port is provided at a position facing the entire axial direction of the cleaning roller, and air in the fixing device is circulated by a blower blade provided at the end of the shaft as the cleaning roller rotates, thereby preventing the temperature of the cleaning roller from rising. Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
However, none of the above techniques is sufficient when the polymerized toner is used, and there are problems such as a complicated apparatus configuration, a new configuration space, and an increase in cost. is there.
一方、画像の高画質化のためにトナーの小粒径化が進められており、この小粒径化によって画像の解像力や鮮映度が向上する。しかし、小粒径のトナーで形成したハーフトーン部においてトナーの定着性が低下するという問題がある。この現象は、特に高速定着において顕著である。この理由は、ハーフトーン部分におけるトナーの「付着量」が少なく、記録媒体である被定着シートの凹部に転写されたトナーには、加熱ローラーから与えられる熱量が少なく、更に被定着シートの凸部によって凹部への定着圧力が抑制されて低下するためである。
一方、ハーフトーン部分において被定着シートの凸部に転写されたトナーの層厚は薄いため、トナー粒子1個当りに掛かるせん断力がトナー層厚の厚いベタ黒部分に比べ大きいものとなり、オフセット現象が発生しやすく、低画質の定着画像となる傾向がある。すなわち、定着性能の向上と耐ホットオフセット性能の向上が求められている。
On the other hand, the particle size of the toner is being reduced in order to improve the image quality of the image, and the resolution and sharpness of the image are improved by the particle size reduction. However, there is a problem that the fixing property of the toner is deteriorated in a halftone portion formed of toner having a small particle diameter. This phenomenon is particularly noticeable in high-speed fixing. This is because the toner “attachment amount” in the halftone portion is small, and the toner transferred to the concave portion of the fixing sheet as the recording medium has a small amount of heat applied from the heating roller, and the convex portion of the fixing sheet. This is because the fixing pressure in the concave portion is suppressed and lowered.
On the other hand, since the layer thickness of the toner transferred to the convex portion of the fixing sheet in the halftone portion is thin, the shear force applied to each toner particle is larger than that in the solid black portion where the toner layer thickness is thick, and the offset phenomenon. Tends to occur and tends to be a low-quality fixed image. That is, improvement in fixing performance and improvement in hot offset resistance are required.
定着性能・耐ホットオフセット性能の両立を図るために、今日までバインダー樹脂を中心に種々の研究がなされてきた。
例えば、ゲルパーミューションクロマトグラフィーにより測定されたクロマトグラフにおいて、分子量103〜7×104の領域と分子量105〜2×106の領域に、それぞれ少なくとも1つ以上の極大値を示す分子量分布を有する樹脂をトナー用として用いる技術が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
また、分子量分布を規定したビニール系共重合体にポリエチレン等の離型剤を含有させた組成物をトナーに用いて、定着性とホットオフセットの両立を図る技術が提案されている(例えば、特許文献4、5参照。)。
あるいは、スチレン−アクリル系共重合体の低粘度樹脂と高粘度樹脂の2種の組み合わせにより、トナの低温定着性と耐ホットオフセット性を改善する技術が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。
In order to achieve both the fixing performance and the anti-hot offset performance, various researches have been conducted up to now, focusing on binder resins.
For example, in a chromatograph measured by gel permeation chromatography, a molecular weight showing at least one maximum value in each of a region having a molecular weight of 10 3 to 7 × 10 4 and a region having a molecular weight of 10 5 to 2 × 10 6. A technique of using a resin having a distribution for toner has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
In addition, a technique has been proposed that uses a composition in which a release agent such as polyethylene is contained in a vinyl copolymer having a defined molecular weight distribution as a toner to achieve both fixability and hot offset (for example, patents). References 4 and 5).
Alternatively, a technique for improving the low-temperature fixability and hot offset resistance of toner has been proposed by combining two types of styrene-acrylic copolymer low-viscosity resin and high-viscosity resin (see, for example, Patent Document 6). .)
しかし、上記特許文献3〜6のいずれの技術もトナーの小粒径化により高画質を得るには、定着性能・耐ホットオフセット性能の両立に対してまだ不十分である。更に、定着性能・耐ホットオフセット性能の両立と共に耐熱保存性をも満足する必要がある。 However, any of the techniques of Patent Documents 3 to 6 described above is still insufficient for achieving both high fixing performance and anti-hot offset performance in order to obtain high image quality by reducing the toner particle size. Furthermore, it is necessary to satisfy both the fixing performance and the hot offset resistance as well as the heat resistant storage stability.
このような相反する耐熱保存性と、定着性と、耐ホットオフセット性のバランスを最適化するため、バインダー樹脂の分子量分布を広げてトナー性能を改善する技術が提案されている(例えば、特許文献7〜12参照。)。 In order to optimize such a balance of conflicting heat-resistant storage stability, fixability, and hot offset resistance, a technique for improving the toner performance by broadening the molecular weight distribution of the binder resin has been proposed (for example, Patent Documents). See 7-12.).
上記技術によれば、主に分子量分布による効果や低分子量オレフィンに基づく効果によって、低温定着や耐熱保存性は向上するが、昨今の省エネルギー化や低電力化に適合するトナー用のバインダー樹脂としては今だ十分でなく更なる性能向上が望まれている。
特に、低温定着性を向上するには、バインダー樹脂のガラス転移点(Tg)や分子量を低くすることが要求されるが、耐ホットオフセット性や耐熱保存性のバランスを考えるとこれら全てを満足させるトナーの開発は難しい。
According to the above technology, low-temperature fixing and heat-resistant storage stability are improved mainly by the effect of molecular weight distribution and the effect of low molecular weight olefins. However, as a binder resin for toners suitable for recent energy saving and low power consumption, It is not sufficient yet, and further performance improvement is desired.
In particular, in order to improve the low-temperature fixability, it is required to lower the glass transition point (Tg) and molecular weight of the binder resin, but all of these are satisfied considering the balance of hot offset resistance and heat-resistant storage stability. Toner development is difficult.
更に、流動性改良、低温定着性改良、ホットオフセット性を改良するため、トナーバインダーがウレタン結合で変性されたポリエステル(i)からなり、実用球形度が0.90〜1.00である乾式トナーに関する技術が提案されている。この乾式トナーは、小粒径トナーとした場合の粉体流動性、転写性に優れるとともに、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れた乾式トナー、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、かつ熱ロールへのオイル塗布を必要としない乾式トナーであることが記載されている(例えば、特許文献13参照。)。 Further, a dry toner having a practical sphericity of 0.90 to 1.00, comprising a polyester (i) in which a toner binder is modified with a urethane bond in order to improve fluidity, low temperature fixability, and hot offset. Techniques related to are proposed. This dry toner is excellent in powder flowability and transferability when it is made into a small particle size toner, and is excellent in all of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance, particularly a full-color copier. It is described that the toner is a dry toner that is excellent in image glossiness and does not require oil application to a hot roll (see, for example, Patent Document 13).
また、小粒径トナーとした場合の粉体流動性、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性を改良する技術に関して提案されている(例えば、特許文献14、15参照。)。
例えば、特許文献14には、上記のような乾式トナーを経済的に得る方法として、イソシアネート基含有プレポリマー(A)を伸長反応および/または架橋反応させたトナーバインダー、および着色剤からなる乾式トナーにおいて、該乾式トナーが、該(A)の水系媒体中でのアミン類(B)による伸長反応および/または架橋反応により形成された粒子からなる乾式トナーとその製法が提案されている。また、特許文献15には、縮合系樹脂からなる高分子量の樹脂(A)と低分子量の樹脂(B)からなり、それぞれのSP値と分子量の比を規定したトナーバインダーからなる乾式トナーが提案されている。
In addition, a technique for improving powder fluidity, heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance in the case of a toner having a small particle diameter has been proposed (see, for example, Patent Documents 14 and 15).
For example, in Patent Document 14, as a method for economically obtaining the dry toner as described above, a dry toner comprising a toner binder obtained by subjecting an isocyanate group-containing prepolymer (A) to an extension reaction and / or a crosslinking reaction, and a colorant. Have proposed a dry toner comprising particles formed by an extension reaction and / or a crosslinking reaction with amines (B) in the aqueous medium (A), and a method for producing the same. Patent Document 15 proposes a dry toner composed of a toner binder composed of a high molecular weight resin (A) and a low molecular weight resin (B) composed of a condensation resin, each of which defines a ratio between the SP value and the molecular weight. Has been.
ところが、上記特許文献13に記載の技術では、バインダーとしてウレタン反応を使用したものを採用する点で新規な特徴と効果を生み出すが、粉砕工法であり、定着性については十分低温定着トナーとなっていない。また、小粒径、球形の形状制御についての具体的な条件が盛り込まれていない。
また、上記特許文献14、15に記載の技術は水中造粒による製法でトナーを形成するものであるが、水中で粒子化する場合、油相中の顔料が水相界面で凝集して顔料の不均一化や体積抵抗の低下をもたらし、トナー性能に不具合な問題を発生させる。
また、オイルレスを達成し、更に小粒径でかつ形状制御を同時に実現することが要求されると共に、マシーン上で使用するためには、所定の形状や特性がバランスよく特性値として確立していなければ実用上、使用に耐えられない。このような具体的な特性値に関して上記それぞれの特許文献には記載されていないので課題に対し効果の発揮が難しい。
特に、水中造粒によって粒子化したトナー粒子は、トナー表面に顔料やワックスなどの離型剤が粒子表面に集まりやすく、粒径が6μm位以下になるとトナー粒子の比表面積が大きく高分子設計の他粒子表面設計が所望の帯電特性や定着特性を得る場合重要となる。
However, the technique described in
In addition, the techniques described in Patent Documents 14 and 15 form a toner by a production method by underwater granulation. When particles are formed in water, the pigment in the oil phase aggregates at the interface of the aqueous phase and the pigment is formed. It causes non-uniformity and a decrease in volume resistance, and causes a problem with toner performance.
In addition, it is required to achieve oillessness, and to achieve shape control at the same time with a small particle size, and for use on machines, predetermined shapes and characteristics are well established as characteristic values. Otherwise, it cannot be used practically. Since such specific characteristic values are not described in the respective patent documents, it is difficult to exert an effect on the problem.
In particular, toner particles formed by underwater granulation tend to have a release agent such as pigment or wax on the toner surface, and when the particle size is about 6 μm or less, the specific surface area of the toner particles is large and the polymer design is high. Other particle surface design is important in obtaining desired charging characteristics and fixing characteristics.
前述した、クリーニング部材、例えば、クリーニングローラーに付着堆積したトナー塊が再溶融して記録媒体に逆転写する場合のクリーニングローラーにおけるトナーの溶け出しについて調べたところ、従来の粉砕トナー(顔料、ワックス、樹脂の均一分散体で構成)の場合、クリーニングローラーにトナーが付着した状態で記録紙を通紙させずにヒーター制御させて定着ユニットを回転させても溶け出しの問題は無かった。これは、従来の粉砕トナーのバインダーとして使用される樹脂のガラス転移点(Tg)は比較的高く、Tgが60℃付近の樹脂が用いられるためである。すなわち、クリーニングされた時にクリーニングローラーに付着するトナーの粘度が高い状態を維持し、コピー枚数が多くなるにつれてクリーニングローラーの温度が上昇しても溶け出しにくい状況にある。また、付着したトナーが均一であるため定着工程前後でのトナーの溶融温度が変らないためでもある。 As described above, when the toner mass adhered to and accumulated on the cleaning member, for example, the cleaning roller is re-melted and reversely transferred to the recording medium, the toner was dissolved in the cleaning roller, and the conventional pulverized toner (pigment, wax, In the case of a uniform dispersion of resin), there was no problem of dissolution even when the fixing unit was rotated by controlling the heater without passing the recording paper while the toner adhered to the cleaning roller. This is because the glass transition point (Tg) of a resin used as a binder for a conventional pulverized toner is relatively high, and a resin having a Tg of around 60 ° C. is used. That is, the viscosity of the toner that adheres to the cleaning roller when it is cleaned is maintained high, and even if the temperature of the cleaning roller rises as the number of copies increases, it is difficult to melt. In addition, since the adhered toner is uniform, the melting temperature of the toner before and after the fixing process does not change.
一方、重合トナー、例えば、上記特許文献15に記載されているようなウレアー反応した粒子構造を有するトナーを用いた場合、定着時には外殻の高分子樹脂を溶かすための熱が必要であるが、一度定着工程を経たトナーは、比較的低い温度で融ける低分子量樹脂の温度特性が支配的となり、定着設定温度よりも低い温度で融ける傾向がある。このために、前述したクリーニングローラーにトナーが付着した状態で記録紙を通紙させないでヒーター制御させて定着ユニットを回転させると、クリーニングローラーに回収されたトナーが溶け出して逆に加圧ローラーや定着ローラーに再付着してしまう。この状態で画像を出力させると、溶け出していたトナーが記録紙に付着して記録紙の表裏を汚す問題が発生していた。
上記粒子構造は、粉砕トナーに比べて、低温定着性を達成させる手段として低Tgの樹脂を使用できる点や、低分子量の樹脂を使用しても耐熱保存性と低温定着性の両立が図れる等、非常に有利なトナー粒子構造である。しかし、トナーのガラス転移点が粉砕トナーより約5〜15℃低く、クリーニングローラーに付着したトナーがコピー中に定着ローラーの熱によって溶け出し、定着ローラーに逆転写する状態になる難点がある。
On the other hand, when a polymerized toner, for example, a toner having a urea-reacted particle structure as described in Patent Document 15 is used, heat is required to dissolve the polymer resin in the outer shell during fixing. Once the toner has undergone the fixing process, the temperature characteristic of the low molecular weight resin that melts at a relatively low temperature is dominant, and the toner tends to melt at a temperature lower than the fixing set temperature. For this reason, when the fixing unit is rotated by controlling the heater without passing the recording paper while the toner is attached to the cleaning roller described above, the toner collected on the cleaning roller is melted and the pressure roller or Reattaches to the fixing roller. When an image is output in this state, there has been a problem that the melted toner adheres to the recording paper and stains the front and back of the recording paper.
The above particle structure can use a low Tg resin as a means for achieving low-temperature fixability compared to pulverized toner, and can achieve both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability even when a low molecular weight resin is used. A very advantageous toner particle structure. However, since the glass transition point of the toner is about 5 to 15 ° C. lower than that of the pulverized toner, the toner adhering to the cleaning roller is melted by the heat of the fixing roller during copying and is in a state of being reversely transferred to the fixing roller.
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、下記第1〜第4の目的を解決する画像形成方法、静電荷像現像用乾式トナー(以降、トナーと略称する。)、該トナーを収納したプロセスカートリッジ及びそれを搭載した電子写真装置を提供することを目的とする。なお、本発明において用いられるトナーは、重合により得られる小粒径化されたトナーであり、当該トナーは単独で用いることもできるし、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤として用いることもできる。
第1の目的は、画像形成工程の定着工程において用いられる熱定着装置の加熱部材及び/又は加圧部材を経由してクリーニング部材に付着したトナーの溶け出しによる記録媒体への逆転写を防止しつつ、安定した定着を可能とする。
本発明の第2の目的は、エネルギーの無駄な消費を防止しつつ、電源投入直後から良好に定着することができ、低電力容量においても良好な低温定着性を実現可能とする。
第3の目的は、低速から高速画像形成装置に至るまで巾広く逆転写防止に対応できる離型性を有すると共に、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、流動性をバランス良く両立させ高画質化を可能とする。
第4の目的は、低速から高速画像形成装置に至るまで、カブリがなく、画像濃度が高く、かつ解像度が優れ高精細の画像形成を可能とする。
The present invention has been made in view of the above prior art, and includes an image forming method for solving the following first to fourth objects, a dry toner for developing an electrostatic image (hereinafter abbreviated as toner), and the toner. It is an object of the present invention to provide a process cartridge in which a cartridge is stored and an electrophotographic apparatus in which the process cartridge is mounted. The toner used in the present invention is a toner having a reduced particle size obtained by polymerization, and the toner can be used alone or as a two-component developer composed of a toner and a carrier. .
The first object is to prevent reverse transfer to the recording medium due to the dissolution of the toner adhering to the cleaning member via the heating member and / or the pressure member of the heat fixing device used in the fixing step of the image forming step. However, stable fixing is possible.
The second object of the present invention is to enable good fixing immediately after power-on while preventing wasteful consumption of energy, and to realize good low-temperature fixability even at low power capacity.
The third purpose is to provide a wide range of reversal prevention from low speed to high-speed image forming devices, and to achieve high image quality by balancing hot-offset resistance, heat-resistant storage and fluidity in a well-balanced manner. Make it possible.
The fourth object is to enable high-definition image formation without fogging, high image density, excellent resolution, and low-speed to high-speed image forming apparatuses.
本発明者らは鋭意検討した結果、重合により得られる小粒径化されたトナーを用いて画像を形成する際、トナー組成分のバインダー樹脂として、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を好適に選択し、それらのTHFに対する溶解性や含有量などを調整すると共に、離型剤の選択とその分散状態あるいは含有量などを調整することによって、上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。 以下、本発明について具体的に説明する。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that when forming an image using a toner having a reduced particle size obtained by polymerization, the first binder resin and the second binder are used as a binder resin for the toner composition. We have found that the above-mentioned problems can be solved by suitably selecting resins and adjusting their solubility and content in THF, as well as selecting the release agent and its dispersion state or content. The present invention has been reached. Hereinafter, the present invention will be specifically described.
すなわち、本発明は、画像の定着工程で加熱部材及び/又は加圧部材に付着したトナーをクリーニング部材に移行させて除去する画像形成に用いられる画像形成用トナーであって、
前記トナーの組成分として少なくとも、着色剤、離型剤、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を含有し、該第一の結着樹脂はガラス転移点が30〜46℃のTHF可溶成分からなり、該第二の結着樹脂はTHF不溶成分からなりその全組成分中の含有量が5〜25wt%であり、該離型剤は樹脂中で互いに独立して分散しその全組成分中の含有量が2〜10wt%であることを特徴とする画像形成用トナーである。
ここで、前記第一の結着樹脂と第二の結着樹脂との重量比が70/30〜90/10であることが好ましい。
That is, the present invention is an image forming toner used for image formation in which toner attached to a heating member and / or a pressure member in an image fixing step is transferred to a cleaning member and removed.
The toner contains at least a colorant, a release agent, a first binder resin and a second binder resin, and the first binder resin has a glass transition temperature of 30 to 46 ° C. The second binder resin comprises a THF-insoluble component, and its content in the total composition is 5 to 25 wt%. The release agents are dispersed independently from each other in the resin. An image forming toner, wherein the content in the total composition is 2 to 10 wt%.
Here, the weight ratio of the first binder resin to the second binder resin is preferably 70/30 to 90/10.
また、前記いずれかの画像形成方法において、コールター法により測定される前記トナーの粒度分布における重量平均粒径(Dv)が3.0〜6.0μmであり、かつ個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が下記式(1)を満たすことが好ましい。
1.00≦Dv/Dn≦1.20 …(1)
In any one of the image forming methods, the weight average particle size (Dv) in the particle size distribution of the toner measured by the Coulter method is 3.0 to 6.0 μm, and the number average particle size (Dn) is It is preferable that the ratio (Dv / Dn) satisfies the following formula (1).
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.20 (1)
ここで、前記トナーの粒度分布における8μm以上の粒子含有量が体積基準で2%以下であることが好ましい。また、前記トナーの粒度分布における3μm以下の粒子含有量が体積基準で5%以下であることが好ましい。さらに、フロー式粒子像測定装置により測定される前記トナーの2μm以下である粒子含有量が個数基準で15%以下であることが好ましい。 Here, the content of particles of 8 μm or more in the particle size distribution of the toner is preferably 2% or less on a volume basis. The content of particles of 3 μm or less in the particle size distribution of the toner is preferably 5% or less on a volume basis. Further, it is preferable that the particle content of 2 μm or less of the toner measured by a flow type particle image measuring device is 15% or less on the number basis.
そして、上記いずれかの画像形成方法において、フロー式粒子像測定装置により測定される前記トナーの平均円形度が0.900〜0.960の紡錘形状であることが好適である。 In any of the above image forming methods, it is preferable that the toner has a spindle shape with an average circularity of 0.900 to 0.960 measured by a flow particle image measuring device.
さらに、上記いずれかの画像形成方法において、前記離型剤が植物性ワックスであり、かつ融点が40℃〜105℃であることが好ましい。 Furthermore, in any one of the above image forming methods, it is preferable that the release agent is a vegetable wax and the melting point is 40 ° C to 105 ° C.
また、本発明は、前記トナーが、少なくとも第一の結着樹脂と、第二の結着樹脂の組成分である活性水素基を有する化合物及び該化合物と重付加反応可能なプレポリマーと、更に着色剤と離型剤とを有機溶剤中に溶解させた該溶解物又は分散させた分散物を、別途樹脂微粒子を水に分散させて調製した水系媒体中に分散し、分散液中で該化合物と該プレポリマーを重付加反応させた後に分散液の有機溶剤を除去して形成されたトナーであることを特徴とする前記何れかに記載の画像形成用トナーに係るものである。 According to the present invention, the toner further comprises at least a first binder resin, a compound having an active hydrogen group as a component of the second binder resin, a prepolymer capable of polyaddition reaction with the compound, The dissolved or dispersed dispersion in which a colorant and a release agent are dissolved in an organic solvent is dispersed in an aqueous medium prepared by separately dispersing resin fine particles in water, and the compound is dispersed in the dispersion. The image forming toner according to any one of the above, wherein the toner is formed by performing a polyaddition reaction between the prepolymer and the prepolymer, and then removing the organic solvent from the dispersion.
上記本発明のトナーにおいて、前記活性水素基を有する化合物がアミン類であり、活性水素基を有する化合物と重付加反応可能なプレポリマーがイソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマーであり、第二の結着樹脂がウレア結合で変性された変性ポリエステル樹脂であり、更に第一の結着樹脂がウレア結合で変性されていない未変性ポリエステル樹脂であることが好適である。 In the toner of the present invention, the compound having an active hydrogen group is an amine, and the prepolymer capable of polyaddition reaction with the compound having an active hydrogen group is a polyester prepolymer having an isocyanate group at the terminal, It is preferable that the binder resin is a modified polyester resin modified with a urea bond, and the first binder resin is an unmodified polyester resin not modified with a urea bond.
さらに、本発明は、感光体の帯電工程、潜像形成工程、トナーを用いた現像工程、転写工程、クリ−ニング工程、定着工程からなり、該定着工程が、加熱部材と加圧部材間に記録媒体を通して搬送しながら転写されたトナー画像を定着する工程と共に、該加熱部材及び/又は加圧部材に付着したトナーをクリーニング部材に移行させて除去する工程から構成された画像形成方法において、
前記現像工程に用いられるトナーが、前記何れかに記載の画像形成用トナーであることを特徴とする画像形成方法に係るものである。
Further, the present invention comprises a charging process of a photoconductor, a latent image forming process, a developing process using toner, a transfer process, a cleaning process, and a fixing process, and the fixing process is performed between a heating member and a pressure member. In an image forming method comprising a step of fixing a toner image transferred while being conveyed through a recording medium, and a step of transferring the toner adhering to the heating member and / or the pressure member to a cleaning member and removing the toner image.
The image forming method according to the present invention is characterized in that the toner used in the developing step is any one of the image forming toners described above.
ここで、前記クリーニング部材に移行したトナーのフローテスターにより測定される1/2流出時における溶融温度(1/2流出温度)が120〜140℃であることが好ましい。
上記現像工程で用いられるトナーのフローテスターにより測定される1/2流出時における溶融温度(1/2流出温度)をT1とし、前記クリーニング部材に固着したトナーの1/2流出温度をT2としたとき、T1+10<T2(℃)の関係を満たすことが好適である。
また、前記いずれかの画像形成方法において、前記クリーニング部材に移行したトナーの150℃おける粘弾性G’の値が3000Pa以上であることが望ましい。
Here, it is preferable that the melting temperature (1/2 outflow temperature) at the time of 1/2 outflow measured by a flow tester of the toner transferred to the cleaning member is 120 to 140 ° C.
The melting temperature (1/2 outflow temperature) at the time of 1/2 outflow measured by a flow tester of toner used in the developing step is T1, and the 1/2 outflow temperature of the toner fixed to the cleaning member is T2. In this case, it is preferable to satisfy the relationship of T1 + 10 <T2 (° C.).
In any one of the image forming methods, it is desirable that the value of the viscoelasticity G ′ at 150 ° C. of the toner transferred to the cleaning member is 3000 Pa or more.
さらに、前記画像形成方法において、前記感光体が、アモルファスシリコン感光体であることが好ましい。 Furthermore, in the image forming method, it is preferable that the photoconductor is an amorphous silicon photoconductor.
また、前記画像形成方法において、前記潜像形成工程において感光体上の潜像を現像する際に、交互電界を印加することが好ましい。 In the image forming method, it is preferable to apply an alternating electric field when developing the latent image on the photoconductor in the latent image forming step.
また、前記画像形成方法において、前記感光体を帯電させる際に、感光体に帯電部材を接触させ、当該帯電部材に電圧を印加することが好ましい。 In the image forming method, when charging the photosensitive member, it is preferable that a charging member is brought into contact with the photosensitive member and a voltage is applied to the charging member.
そして、本発明は、感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカ−トリッジであって、該現像剤に用いられるトナーは前記何れかに記載のトナーであることを特徴とするプロセスカ−トリッジに係るものである。
さらに、本発明は、上記プロセスカ−トリッジを搭載したことを特徴とする画像形成装置に係るものである。
The present invention also provides a process cartridge that integrally supports at least one means selected from a photoconductor, a charging means, a developing means containing developer, and a cleaning means, and is detachable from the image forming apparatus main body. The toner used in the developer is a toner described in any one of the above, and relates to a process cartridge.
Furthermore, the present invention relates to an image forming apparatus having the process cartridge mounted thereon.
本発明によれば、定着工程において用いる熱定着装置の構造を、加熱部材及び/又は加圧部材に付着したトナーをクリーニング部材に移行させ、固着させることで除去するように構成すると共に、用いるトナーの組成分である第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を好適に選択し、そのTHFに対する溶解性や含有量などを調整し、かつ離型剤の選択とその分散状態あるいは含有量などを調整することによって、クリーニング部材に移行したトナーが再度、溶け出しによって加熱部材/加圧部材に戻り記録媒体へ逆転写することが防止され、安定した定着が可能になる。
また、電源投入直後から良好に定着でき、低電力容量においても良好な低温定着が可能となる。更に、低速から高速画像形成装置に至るまで巾広く逆転写防止に対応できる離型性が発揮されると共に、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、流動性がバランス良く両立できて高画質化が可能となり、カブリがなく、高画像濃度で解像度の優れた高精細の画像形成が実現する。
According to the present invention, the structure of the thermal fixing device used in the fixing process is configured to remove the toner attached to the heating member and / or the pressure member by transferring the toner to the cleaning member and fixing the toner, and the toner to be used The first binder resin and the second binder resin are preferably selected, the solubility and content thereof in THF are adjusted, and the selection of the release agent and its dispersed state or content By adjusting the above, it is possible to prevent the toner transferred to the cleaning member from being melted again and return to the heating member / pressurizing member to be reversely transferred to the recording medium, thereby enabling stable fixing.
In addition, it can be fixed well immediately after the power is turned on, and good low-temperature fixing is possible even at a low power capacity. In addition, it provides a wide range of reversal prevention from low speed to high speed image forming equipment, and also provides a good balance of hot offset resistance, heat storage stability, and fluidity, enabling high image quality. Thus, high-definition image formation with high image density and excellent resolution without fogging is realized.
本発明を解決するに当たって、従来の、加熱部材及び/又は加圧部材に付着したトナーをクリーニング部材に固着させて除去するように構成した熱定着装置を用いる定着工程について詳細に調べ、その結果を勘案しながら本発明における前記目的の解決を図った。なお以降、熱定着装置における加熱部材として加熱ローラ、加圧部材として加圧ローラ、クリーニング部材としてクリーニングローラをそれぞれ使用する場合を中心に説明する。 In solving the present invention, a conventional fixing process using a heat fixing device configured to fix and remove toner adhered to a heating member and / or a pressure member to a cleaning member is investigated in detail. The above-mentioned object in the present invention was solved while taking into consideration. In the following description, a case where a heating roller is used as a heating member, a pressure roller is used as a pressure member, and a cleaning roller is used as a cleaning member in the heat fixing apparatus will be mainly described.
すなわち、通常の画像出力では、図1(a)の模式図に示すように、静電オフセットなどによって、記録媒体(例えば、記録紙)から加熱ローラー2に付着したトナーは、加熱ローラー2と加圧ローラー3の接触するニップ部で加圧ローラー3に転写される。加圧ローラー3に付着したトナーは、加圧ローラー3とクリーニングローラー4とのニップ部でクリーニングローラー4に回収される。このような流れで加熱ローラー2に付着したトナーは、クリーニングローラー4に回収され、15万枚コピーでクリーニングローラー4に数グラム程度のトナーが回収される。図1において1はヒータで、6は溶け出したトナーを示す。
しかし、従来の方法では、図1(a)に示すようにクリーニングローラー4からのトナーの溶け出しが生じて再び加熱ローラ2にトナーが移行する。一方、本発明は、図1(b)の模式図に示すように、トナーの溶け出しが無く、画像出力において高画質の画像形成を可能とする。
That is, in normal image output, as shown in the schematic diagram of FIG. 1A, toner adhering to the
However, in the conventional method, as shown in FIG. 1A, the toner melts from the cleaning roller 4 and the toner moves to the
図1に示した模式図の更に具体的な定着装置の概略構成図を図2に示す。
定着装置90は、図2に示すように、熱源としてのヒータ93を内蔵した定着回転体としての加熱ローラ91と、誘電性を有する加圧回転体としての加圧ローラ92とを備えている。加熱ローラ91と加圧ローラ92は、用紙Pの搬送路を挟んで対向配置されて当接し、加熱ローラ91が図示しない駆動モータで回転されることで互いに圧接しながら回転する。定着装置90には、トナー画像が形成された用紙Pを、加熱ローラ91と加圧ローラ92との圧接部である定着ニップ部に通過させ、トナー画像Tに対してヒータ93で加熱される加熱ローラ91からの熱と圧力を作用させてトナーを加熱融着し、用紙P上にトナー画像を定着する、いわゆるローラ定着方式が採用されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of a more specific fixing device of the schematic diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the fixing device 90 includes a heating roller 91 as a fixing rotator incorporating a heater 93 as a heat source, and a pressure roller 92 as a dielectric pressure rotator. The heating roller 91 and the pressure roller 92 are opposed to and in contact with each other across the conveyance path of the paper P, and rotate while being in pressure contact with each other when the heating roller 91 is rotated by a driving motor (not shown). In the fixing device 90, the paper P on which the toner image is formed passes through a fixing nip portion that is a pressure contact portion between the heating roller 91 and the pressure roller 92, and the toner image T is heated by the heater 93. A so-called roller fixing system is adopted in which the toner is heated and fused by applying heat and pressure from the roller 91 to fix the toner image on the paper P.
また、この加圧ローラ92には、アルミニウム製のクリーニングローラ94が当接している。加熱ローラ91の温度調節は、加熱ローラ91上に設置されたサーミスタ95により検知され、加熱ローラ91内に設置されたヒータをON/OFFすることによって行なわれる。加熱ローラ91の温度は、スタンバイ中は160℃〜180℃に保たれ、用紙Pへのトナー定着時には170℃〜190℃に保たれる。 The pressure roller 92 is in contact with an aluminum cleaning roller 94. The temperature adjustment of the heating roller 91 is detected by a thermistor 95 installed on the heating roller 91, and is performed by turning on / off the heater installed in the heating roller 91. The temperature of the heating roller 91 is maintained at 160 ° C. to 180 ° C. during standby, and is maintained at 170 ° C. to 190 ° C. during toner fixing on the paper P.
加熱ローラ91はスタンバイ状態において記録信号を得ると、用紙Pが進入するまでに約15秒間空回転し、加圧ローラ92を約130℃まで加熱する。この時、クリーニングローラ94の温度は約100℃〜110℃まで上昇する。この温度まで上昇すると加圧ローラ92の表面に付着していた静電オフセットや微量ホットオフセットで付着した微小な汚れトナーはクリーニングローラ94に移行し、クリーニングローラ表面に固着する。複写枚数が多くなるにつれ固着するトナー量が多くなるが、従来このクリーニングローラー94を交換することにより実使用上は問題無く使用できていた。 When the heating roller 91 obtains a recording signal in the standby state, it rotates idly for about 15 seconds until the paper P enters, and heats the pressure roller 92 to about 130 ° C. At this time, the temperature of the cleaning roller 94 rises to about 100 ° C. to 110 ° C. When the temperature rises to this temperature, the minute dirt toner adhering to the surface of the pressure roller 92 due to the electrostatic offset or the minute amount of hot offset moves to the cleaning roller 94 and adheres to the surface of the cleaning roller. As the number of copies increases, the amount of toner to be fixed increases. However, in the past, the cleaning roller 94 could be used without any problem in actual use.
上記のように、加熱ローラ91、加圧ローラ92、クリーニングローラ94の順に温度が低くなっていき、かつトナーのガラス転移点以上になっていると、加熱ローラ91にオフセットしたトナーはその温度勾配に従って、順次加圧ローラ92からクリーニングローラへ94に移っていく。
従来使用していた粉砕型トナーは、均一であったことと、比較的軟化点やTgが高かったため、クリーニングローラー94に移行して固着したトナーが溶け出す大きな問題は無かった。
As described above, when the temperature decreases in the order of the heating roller 91, the pressure roller 92, and the cleaning roller 94, and the temperature is equal to or higher than the glass transition point of the toner, the toner offset to the heating roller 91 has its temperature gradient. Accordingly, the pressure roller 92 is sequentially moved to the cleaning roller 94.
Conventionally used pulverized toner is uniform and has a relatively high softening point and Tg. Therefore, there is no major problem that the toner transferred to the cleaning roller 94 is fixed.
しかし、本発明が目指すような複写枚数の向上及び消エネルギー化に対応する低温定着化に要求されるトナーにあっては、バインダー樹脂として低軟化点を有する材料の使用が必要となり、必然的にクリーニングローラー94に固着するトナーの軟化点が低下してきた。このため、軟化点や粘性の低下が元になって、加熱ローラー91から加圧ローラー92に伝達した熱によって温度上昇したクリーニングローラー94上のトナーは、加熱され溶け出し始める。
この溶け出すトナーは、見掛け粘度と粘弾性に関係し、それぞれの値が低いほど溶け出しやすく、このクリーニングローラー上で溶け出したトナーは、クリーニングローラー94に固着する過程とは逆の経路で、再び加熱ローラーに移動し、更にコピーする記録媒体(例えば、用紙)に移る現象を引き起こして大きな品質問題となる。
However, in the toner required for low-temperature fixing corresponding to the improvement in the number of copies and the reduction in energy consumption as aimed by the present invention, it is necessary to use a material having a low softening point as a binder resin. The softening point of the toner fixed to the cleaning roller 94 has been lowered. For this reason, the toner on the cleaning roller 94 whose temperature has been increased by the heat transmitted from the heating roller 91 to the pressure roller 92 due to the softening point and the decrease in the viscosity is heated and starts to melt.
The toner to be melted is related to the apparent viscosity and the viscoelasticity, and the lower the respective values, the easier it is to melt, and the toner melted on the cleaning roller has a path opposite to the process of fixing to the cleaning roller 94. It moves to the heating roller again and causes a phenomenon of moving to a recording medium (for example, paper) to be copied, resulting in a large quality problem.
本発明者らは、問題を解決すべく、コピー中のクリーニングローラーに移行して付着したトナーの特性と溶け出す温度の関係を調べた。すなわち、まず従来溶け出しが問題にならなかったトナーの場合について、クリーニングローラーに付着したトナーの粘弾性測定及びフローテスターによる測定を行った。その結果、フローテスターによって測定されるトナーの1/2流出時における溶融温度(1/2流出温度)は120℃以上であり、粘弾性は4000Pa以上であった。なお、粘弾性、及びフローテスターによる1/2流出温度は、それぞれ次のようにして求めた。 In order to solve the problem, the present inventors investigated the relationship between the characteristics of the toner transferred to the cleaning roller during copying and the melting temperature. That is, first, in the case of a toner for which dissolution did not become a problem in the past, measurement of the viscoelasticity of the toner adhering to the cleaning roller and measurement using a flow tester were performed. As a result, the melting temperature (1/2 outflow temperature) at the time of 1/2 outflow of the toner measured by a flow tester was 120 ° C. or more, and the viscoelasticity was 4000 Pa or more. The viscoelasticity and the 1/2 outflow temperature by the flow tester were determined as follows.
〔粘弾性の測定方法〕
粘弾性測定は、HAAKE型粘弾性測定器を用い、以下の条件で測定した。
ローター:パラレルプレート(径20mm)
トナーサンプル厚さ:2.00mm(成型器でトナーペレットを作製)
温度挿引
温度範囲:70℃→220℃(70℃で1分ウェイト時間をとり3℃/分で測定)
[Measurement method of viscoelasticity]
The viscoelasticity was measured using a HAAKE viscoelasticity measuring instrument under the following conditions.
Rotor: Parallel plate (diameter 20mm)
Toner sample thickness: 2.00 mm (preparing toner pellets with a molding machine)
Temperature subtraction Temperature range: 70 ° C → 220 ° C (measured at 3 ° C / min with 1 minute wait time at 70 ° C)
〔フロテスターによる1/2流出温度の測定〕
フローテスターとしては、例えば、島津製作所製の高架式フローテスターCFT500D型がある。このフローテスターを用いて下記測定条件による昇温法でトナーのフロー挙動を調べると図3(a)に示すフローカーブが得られる。図に示されるデータから各々の温度を読み取ることができる。図中、Tsは軟化温度、Tfbは流出開始温度であり、Tendは流出終了温度を示す。
[Measurement of 1/2 outflow temperature by Fro tester]
An example of the flow tester is an elevated flow tester CFT500D manufactured by Shimadzu Corporation. When the flow behavior of the toner is examined by a temperature raising method under the following measurement conditions using this flow tester, a flow curve shown in FIG. 3A is obtained. Each temperature can be read from the data shown in the figure. In the figure, Ts is the softening temperature, Tfb is the outflow start temperature, and Tend is the outflow end temperature.
〈測定条件〉
荷重:10kg/cm2、昇温速度:3.0℃/min、ダイ口径:0.50mm、ダイ長さ:1.0mm、開始温度:50℃、到達温度:250.0℃、予熱時間:200s
〈サンプル作製条件〉
サンプル重量1.00gをフローテスター用成型器により、径10.0mmに成型する。
<Measurement condition>
Load: 10 kg / cm 2 , heating rate: 3.0 ° C./min, die diameter: 0.50 mm, die length: 1.0 mm, starting temperature: 50 ° C., ultimate temperature: 250.0 ° C., preheating time: 200s
<Sample preparation conditions>
A sample weight of 1.00 g is molded to a diameter of 10.0 mm using a flow tester molding machine.
また、図3(b)は、図3(a)のフローカーブを基にして、1/2流出時における溶融温度(1/2流出温度)を求める方法を示すものである。
すなわち、流出開始温度におけるピストンストローク(最低点:Smin)と流出終了点におけるピストンストローク(Smax)の差分を2Xとした場合、X=(Smax−Smin)/2に相当するAにおけるピストンストロークに該当する温度をもって1/2流出時における溶融温度あるいは1/2法における溶融温度(T1/2温度)、略して1/2流出温度と定義している。
FIG. 3B shows a method of obtaining the melting temperature (1/2 outflow temperature) at the time of 1/2 outflow based on the flow curve of FIG. 3A.
That is, if the difference between the piston stroke (lowest point: Smin) at the outflow start temperature and the piston stroke (Smax) at the outflow end point is 2X, it corresponds to the piston stroke at A corresponding to X = (Smax−Smin) / 2. The melting temperature at the time of 1/2 outflow or the melting temperature in the 1/2 method (T1 / 2 temperature), for short, is defined as the 1/2 outflow temperature.
一方、低温定着性と耐ホットオフセット性を達成するため、バインダー樹脂の軟化点を下げた結果、コピー時においてクリーニングローラーに付着したトナーは、軟化点の低下により当然に溶け出し温度が低下した。定着温度が160℃の時、フローテスター1/2流出温度は、ミニマム120℃以上で、粘弾性G’としては3000Paが適切な範囲となる。フローテスター1/2流出温度が140℃以上になるとクリーニングローラーへのトナーの付着は発生が少なくなるが、低温定着温度は上昇するのでフローテスター1/2流出温度は140℃にとどめる。 On the other hand, as a result of lowering the softening point of the binder resin in order to achieve low temperature fixability and hot offset resistance, the toner adhering to the cleaning roller during copying naturally melted down due to the lowering of the softening point. When the fixing temperature is 160 ° C., the flow tester 1/2 outflow temperature is a minimum of 120 ° C., and 3000 Pa is an appropriate range for the viscoelasticity G ′. When the flow tester 1/2 outflow temperature is 140 ° C. or higher, the toner adheres less to the cleaning roller, but the low temperature fixing temperature rises, so the flow tester 1/2 outflow temperature is kept at 140 ° C.
特に、例えば、前述した特開平11−133665、特開平11−149180に記載されているバインダー樹脂を組成分とするトナーの場合、トナー粒子内部に含まれるポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)を下げると低温定着性は良好となるが、定着装置のクリーニングローラーからの溶け出しは悪化した。 In particular, for example, in the case of a toner having a binder resin described in JP-A-11-133665 and JP-A-11-149180 as described above, the glass transition point (Tg) of the polyester resin contained in the toner particles is lowered. The low-temperature fixability was good, but the melting from the cleaning roller of the fixing device deteriorated.
また、クリーニングローラーに移行し固着するトナーは、現像工程において使用するトナーの粘弾性にも関係するが、必ずしもクリーニングローラーに固着するトナーは、元のトナーそのものが固着する訳ではなく、例えば、低温で定着しない微量のトナーが加熱ロールに付着した後クリーニングロールに移行して固着するケースと、一般的なホットオフセットによって加熱ロールに付着した後クリーニングロールに移行して固着するケースがあることが分った。 In addition, the toner that moves to and adheres to the cleaning roller is related to the viscoelasticity of the toner used in the development process, but the toner that adheres to the cleaning roller does not necessarily adhere to the original toner itself. In some cases, a small amount of toner that is not fixed by the toner adheres to the heating roll after adhering to the heating roll, and in some cases it adheres to the heating roll due to general hot offset and then adheres to the cleaning roll. It was.
上記調査結果を踏まえて、本発明者らは低温コアシェル構造を有するトナー構成を活用しつつ、前記本発明の目的とする低温定着と耐熱保存性、耐ホットオフセット性、(流動性)などがバランス良く達成でき、しかもクリーニングローラーからの溶け出しが防止され、更に高精細の画像形成も可能とするトナーを実現した。 Based on the above investigation results, the present inventors have balanced the low-temperature fixing, heat-resistant storage stability, hot-offset resistance, (fluidity), etc., which is the object of the present invention, while utilizing the toner composition having a low-temperature core-shell structure. A toner that can be well achieved and that prevents melting from the cleaning roller and enables high-definition image formation has been realized.
すなわち、本発明は、 感光体の帯電工程、潜像形成工程、トナーを用いた現像工程、転写工程、クリ−ニング工程、及び加熱部材と加圧部材間に記録媒体を通して搬送しながら転写されたトナー画像を定着する工程から構成された画像形成工程の現像工程に用いられるトナーの組成分を好適に選択、調整し、重合により小粒径化して、前記目的を達成するものである。具体的には、用いられるトナーは、少なくとも着色剤、離型剤、及びバインダー樹脂として、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を含有するものである。そして、第一の結着樹脂は、THF可溶成分からなり、ガラス転移点が30〜46℃である。また、第二の結着樹脂は、少なくともTHF不溶成分からなると共に全組成分中の含有量が5〜25wt%である。更に、離型剤は、樹脂中における分散状態が互いに独立して分散している(例えば、TEMにより観察した場合に島状態である)と共に、その全組成分中の含有量が2〜10wt%である。 That is, the present invention was transferred while conveying a recording medium between a heating member and a pressure member, and a charging process of a photoreceptor, a latent image forming process, a developing process using toner, a transfer process, a cleaning process, and a heating member and a pressure member. The above-mentioned object is achieved by suitably selecting and adjusting the composition of the toner used in the developing process of the image forming process composed of the process of fixing the toner image, and reducing the particle size by polymerization. Specifically, the toner to be used contains a first binder resin and a second binder resin as at least a colorant, a release agent, and a binder resin. And 1st binder resin consists of a THF soluble component, and a glass transition point is 30-46 degreeC. The second binder resin is composed of at least a THF-insoluble component and has a content in the total composition of 5 to 25 wt%. Furthermore, the release agent is dispersed in the resin in a dispersed state independently of each other (for example, an island state when observed by TEM), and the content in the total composition is 2 to 10 wt%. It is.
なお、後述するように本発明において好適に用いられる第二の結着樹脂は、活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を末端に有する(ポリエステル)プレポリマーとの重付加反応によって形成されるウレタン変性ポリエステル樹脂(変性ポリエステル樹脂と略称する。)であり、第一の結着樹脂は、変性されていないポリエステル樹脂(未変性ポリエステル樹脂と略称する。)である。 As will be described later, the second binder resin suitably used in the present invention is a urethane-modified product formed by a polyaddition reaction between a compound having an active hydrogen group and a (polyester) prepolymer having an isocyanate group at the terminal. It is a polyester resin (abbreviated as a modified polyester resin), and the first binder resin is an unmodified polyester resin (abbreviated as an unmodified polyester resin).
以下、本発明の画像形成方法、トナー、該トナーを収納したプロセスカートリッジ及びそれを搭載した電子写真装置について順次図を参照しながら説明する。 Hereinafter, an image forming method, toner, a process cartridge containing the toner, and an electrophotographic apparatus equipped with the image forming method of the present invention will be sequentially described with reference to the drawings.
上記のように、本発明に用いられるトナーの組成分として第一の結着樹脂と第二の結着樹脂が含有される。このような2系統の樹脂成分を組合せることによって、低温コアシェル構造を有し擬似カプセル状としたトナー構成を形成し、これによって低温定着性とクリーニングローラーからの溶け出しを両立させることができる。 As described above, the first binder resin and the second binder resin are contained as a component of the toner used in the present invention. By combining these two resin components, a toner configuration having a low-temperature core-shell structure and a pseudo capsule shape can be formed, thereby achieving both low-temperature fixability and dissolution from the cleaning roller.
第一の結着樹脂はTHF可溶成分からなり、ガラス転移点(Tg)が30〜46℃であるため、低温定着が可能である。通常、このようなガラス転移点の低い樹脂を用いた場合、加熱ロールには低Tg成分のトナーが付着するので、クリーニングローラーからの溶け出しも起こりやすく、いわゆる低温定着とのトレードオフになりやすい性質のものである。
しかし、本発明においては、次の現象を調査解析して、Tgの低い第一の結着樹脂を用いても問題なく、これを解消させることが可能になった。
Since the first binder resin is composed of a THF-soluble component and has a glass transition point (Tg) of 30 to 46 ° C., low temperature fixing is possible. Usually, when such a resin having a low glass transition point is used, a toner having a low Tg component adheres to the heating roll, so that the cleaning roller is likely to be melted out, which tends to be a trade-off with so-called low-temperature fixing. Of nature.
However, in the present invention, the following phenomenon has been investigated and analyzed, and even if the first binder resin having a low Tg is used, this can be solved without any problem.
すなわち、本発明者らがクリーニングローラーに付着したトナーを調べた結果、付着したトナーには、初期に組成分として加えた離型剤(例えば、ワックス成分)が著しく少なく、また付着したトナーの分子量分布をGPCで測定するとトナーの組成分として加えた樹脂の高分子側成分が付着していることが判明した。 That is, as a result of examining the toner adhering to the cleaning roller by the present inventors, the adhering toner has remarkably little release agent (for example, wax component) added as a component at the initial stage, and the molecular weight of the adhering toner. When the distribution was measured by GPC, it was found that the polymer-side component of the resin added as the toner component was adhered.
このことから、記録媒体(例えば、紙)に定着するトナー成分は、紙に親和性がある低分子成分であると考えられる。そして、加熱ローラと加圧ローラ間に記録媒体を通して搬送しながらその記録媒体上のトナー画像を定着する熱定着装置において定着されるトナーのうち、加熱ローラーに付着する微量のトナーは、その粒子中にワックスが含まれない成分、又は高弾性成分の樹脂が含まれた、いわゆる定着しきれないトナー成分である。 From this, it is considered that the toner component fixed on the recording medium (for example, paper) is a low molecular component having affinity for paper. Of the toner fixed in the thermal fixing device that fixes the toner image on the recording medium while being conveyed through the recording medium between the heating roller and the pressure roller, a small amount of toner adhering to the heating roller is contained in the particles. Is a toner component that does not contain wax, or a so-called toner component that cannot be fixed.
また、第一の結着樹脂と組合せて、少なくともTHFに不溶成分であると共に全組成分中での含有量が5〜25wt%である第二の結着樹脂を用いることによって、定着装置のクリーニングローラーに移行し固着するトナーが高い弾性を有し、クリーニングローラの温度が上昇しても固着したトナーが溶け出し難くなる。5wt%よりも少なかったり、逆に25wt%よりも多い場合には、低温定着性とのバランスが取れなくなる。 In addition, by using the second binder resin that is insoluble in at least THF and has a content in the total composition of 5 to 25 wt% in combination with the first binder resin, the fixing device is cleaned. The toner that moves to and adheres to the roller has high elasticity, and even if the temperature of the cleaning roller rises, the adhered toner becomes difficult to melt. If the amount is less than 5 wt% or more than 25 wt%, the balance with the low-temperature fixability cannot be achieved.
いずれにしても、定着クリーニングローラーからの溶け出しを防止する条件として、下記を考慮することが重要である。
(1) クリーニングローラに固着する量を極力少なくする。
(2)固着するトナーはトナーの高分子成分である。高分子成分は高い軟化点成分または高弾性成分が固着した場合、一層溶け出しにくい。
(3)トナー粒子中に離型剤(例えば、ワックス)が粒子中に均一にもれなく分散しているトナーが固着しにくい。
(4)トナーの粒度分布がシャープであるほど加熱ローラと加圧ローラ間での定着時、トナーに熱が均一にかかり微量付着するトナーも少なく、このためクリーニングローラーに固着するトナーも少ない。
In any case, it is important to consider the following as a condition for preventing melting from the fixing cleaning roller.
(1) Minimize the amount of adhesion to the cleaning roller.
(2) The toner to be fixed is a polymer component of the toner. The polymer component is more difficult to dissolve when a high softening point component or a highly elastic component adheres.
(3) A toner in which a release agent (for example, wax) is uniformly dispersed in the toner particles is difficult to adhere.
(4) The sharper the particle size distribution of the toner, the smaller the amount of toner that adheres to the toner evenly due to the heat being uniformly applied when fixing between the heating roller and the pressure roller.
〔ガラス転移点(Tg)の測定方法〕
なお、前記ガラス転移点(Tg)は次の測定方法により測定する。
装置:理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用する。
方法:まず、試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットに載せて電気炉中にセットする。次に、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10分間放置し、その後室温まで試料を冷却して10分間放置する。更に、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱し、DSC測定を行なう。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出する。
[Measurement method of glass transition point (Tg)]
The glass transition point (Tg) is measured by the following measuring method.
Apparatus: A TG-DSC system TAS-100 manufactured by Rigaku Corporation is used.
Method: First, about 10 mg of a sample is placed in an aluminum sample container, which is placed on a holder unit and set in an electric furnace. Next, after heating from room temperature to 150 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, the sample is allowed to stand at 150 ° C. for 10 minutes, and then the sample is cooled to room temperature and left for 10 minutes. Further, the DSC measurement is performed by heating again to 150 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere. Tg is calculated from the contact point between the tangent line and the base line of the endothermic curve near Tg, using the analysis system in the TAS-100 system.
〔THF不溶成分の測定方法〕
前記THF不溶成分の測定は、次の手順で測定される。
(1)トナー約1.0g(A)を秤量する。
(2)THF(テトラヒドロフラン)約50gを秤量したトナーに加えて20℃で24時間静置する。
(3)放置したTHF溶液を遠心分離によって分離し、定量用濾紙を用いて濾過する。
(4)得られた濾液の溶剤分を真空乾燥し、樹脂分のみ残査量(B)を計測する。
計測された残査量(B)がTHF溶解分に相当し、THF不溶成分(wt%)は次式より求める。
THF不溶成分(wt%)=(A−B)/A
[Method for measuring THF-insoluble component]
The THF-insoluble component is measured by the following procedure.
(1) Weigh about 1.0 g (A) of toner.
(2) About 50 g of THF (tetrahydrofuran) is added to the weighed toner and allowed to stand at 20 ° C. for 24 hours.
(3) The left THF solution is separated by centrifugation and filtered using a quantitative filter paper.
(4) The solvent content of the obtained filtrate is vacuum-dried, and the residual amount (B) of only the resin content is measured.
The measured residual amount (B) corresponds to the THF-soluble component, and the THF-insoluble component (wt%) is obtained from the following equation.
THF insoluble component (wt%) = (A−B) / A
また、組成分として用いられる離型剤のトナー中における状態は、互いに独立して分散した状態、すなわちトナー粒子中に島状態でしかも均一にもれなく分散していることが必要である。トナー粒子中に分散する離型剤の状態は、下記透過型電子顕微鏡(TEM)によるトナー断面観察によって確認できる。離型剤のトナー全組成分中の含有量が熱分析法で2〜10wt%であることが好適である。
分散状態が均一でない場合には、加熱ローラへの付着量やクリーニングローラへの固着量が増加して溶け出しが発生しやすくなったり、トナーとしての帯電特性が悪化するなど種々の問題が発生する。また、含有量が2wt%よりも少ない離型剤としての効果が発揮されず、一方10wt%よりも多いとトナーの帯電特性などに影響を及ぼす可能性がある。
Further, the state of the release agent used as a component in the toner needs to be dispersed independently of each other, that is, in an island state and uniformly dispersed in the toner particles. The state of the release agent dispersed in the toner particles can be confirmed by observing the toner cross section with the following transmission electron microscope (TEM). The content of the release agent in the total toner composition is preferably 2 to 10 wt% by thermal analysis.
If the dispersion state is not uniform, the amount of adhesion to the heating roller and the amount of adhesion to the cleaning roller will increase, so that various problems will occur such as easiness of melting and deterioration of charging characteristics as a toner. . Further, the effect as a release agent having a content of less than 2 wt% is not exhibited. On the other hand, if the content is more than 10 wt%, the charging characteristics of the toner may be affected.
〔透過型電子顕微鏡(TEM)によるトナー断面観察〕
本発明においては、離型剤(例えば、ワックス)の最大方向の粒径をもってワックス分散径とし、分散状態を観察した。具体的には、トナーをエポキシ樹脂に包埋して約100nmに超薄切片化し、四酸化ルテニウムにより染色した後、透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率10,000〜50,000倍で観察を行い、写真撮影し、この写真を画像評価することにより、ワックスの分散状態を観察し分散径を測定する。
[Toner cross-section observation by transmission electron microscope (TEM)]
In the present invention, the particle diameter in the maximum direction of the release agent (for example, wax) is defined as the wax dispersion diameter, and the dispersion state is observed. Specifically, the toner is embedded in an epoxy resin, cut into ultra-thin sections of about 100 nm, stained with ruthenium tetroxide, and then observed with a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 10,000 to 50,000 times. Then, the photograph is taken and the photograph is subjected to image evaluation to observe the dispersion state of the wax and measure the dispersion diameter.
離型剤としては後述する各種ワックス等を用いることができるが、植物性ワックスは、本発明における他の組成分との馴染みが良好であり、また好適な離型性を有することから好ましく、特に、融点が40℃〜105℃であるものが本発明における目的を達成するために適している。 Various waxes and the like described later can be used as the release agent, but the vegetable wax is preferable because it is well-familiar with other components in the present invention and has a suitable release property. Those having a melting point of 40 ° C. to 105 ° C. are suitable for achieving the object in the present invention.
本発明におけるトナー組成分中の第一の結着樹脂と第二の結着樹脂との重量比は、70/30〜90/10であることが好ましい。第一の結着樹脂と第二の結着樹脂との重量比がこの範囲外であると、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、低温定着性のバランスを成立させつつ、クリーニング部材によるトナーの固着除去が難しくなる。 In the present invention, the weight ratio of the first binder resin to the second binder resin in the toner composition is preferably 70/30 to 90/10. If the weight ratio of the first binder resin to the second binder resin is outside this range, the toner adheres to the cleaning member while maintaining a balance of hot offset resistance, heat resistant storage stability, and low temperature fixability. Removal becomes difficult.
本発明の組成分を含有するトナーを現像工程に用い、定着工程においてクリーニング部材に固着したトナーのフローテスターにより測定される、前記X=(Smax−Smin)/2に相応する溶融温度(1/2流出温度)は前述のように120〜140℃であることが好ましい。この範囲とすることによって、低温定着性と耐ホットオフセット性が良好に保たれる。 The toner containing the composition of the present invention is used in the developing step, and the melting temperature (1 /) is measured by a flow tester of the toner fixed to the cleaning member in the fixing step, corresponding to X = (Smax−Smin) / 2. (2 outflow temperature) is preferably 120 to 140 ° C. as described above. By setting it within this range, the low-temperature fixability and the hot offset resistance can be kept good.
そして、現像工程で用いられるトナーの1/2流出温度をT1とし、クリーニング部材に付着したトナーの1/2流出温度をT2としたとき、T1+10<T2(℃)の関係を満たすことがクリーニング部材からトナーを溶け出させない条件となる。この条件とすることによって、低温定着性と耐ホットオフセット性、及びクリーニング部材からの溶け出し防止のバランスが良好に保たれる。 The cleaning member satisfies the relationship of T1 + 10 <T2 (° C.), where T1 is a ½ outflow temperature of toner used in the developing process and T2 is a ½ outflow temperature of toner attached to the cleaning member. Therefore, the toner is not dissolved from the toner. By satisfying these conditions, the balance between the low-temperature fixing property, the hot offset resistance, and the prevention of the dissolution from the cleaning member is kept good.
また、クリーニング部材に付着したトナーの150℃おける粘弾性G’の値が、3000Pa以上であるようにトナーを調製することによって、加熱ロールからの熱の移動に伴ってクリーニング部材の温度が上昇しても、トナーの低粘度化が抑制されてクリーニング部材においてトナーを溶け出させなくすることができる。粘弾性G’の値が3000Paよりも低くなるにつれて、当然トナーが溶け出しやすくなり、逆転写の問題を生じる傾向が大きくなる。 Further, by preparing the toner so that the value of the viscoelasticity G ′ at 150 ° C. of the toner attached to the cleaning member is 3000 Pa or more, the temperature of the cleaning member increases with the movement of heat from the heating roll. However, it is possible to prevent the toner from being melted in the cleaning member because the lowering of the viscosity of the toner is suppressed. As the value of the viscoelasticity G 'becomes lower than 3000 Pa, the toner is naturally more likely to be melted, and the tendency to cause the problem of reverse transfer increases.
本発明においては、トナーの重量平均粒径(Dv)が3.0〜6.0μmであり、また、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00≦Dv/Dn≦1.20であることにより、高解像度、高画質に対応できるトナーを得ることが可能となる。また、このような粒径とすることによって、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れたトナーとすることができる。
従来、特に低温定着性を確保するために、Tgを下げることによってこれを達成させてきたが、保存性との関係からTgを下げることに限界があった。この問題を解決するため、粒径を小さくすることにより低温定着性を向上した。その根拠は下記のようである。
In the present invention, the toner has a weight average particle diameter (Dv) of 3.0 to 6.0 μm and a ratio (Dv / Dn) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 ≦ Dv / Dn. By satisfying ≦ 1.20, it is possible to obtain a toner that can cope with high resolution and high image quality. Further, by using such a particle size, it is possible to obtain a toner excellent in all of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance.
Conventionally, this has been achieved by lowering Tg in order to ensure low-temperature fixability in particular, but there is a limit to lowering Tg because of the relationship with storage stability. In order to solve this problem, the low-temperature fixability was improved by reducing the particle size. The grounds are as follows.
粒径を小さくすることにより、未定着画像部のトナー粒子のパッキング性が向上し、定着時の定着ヒーター加熱時の熱伝導性が向上し、低温定着性に優れたトナーとなることが考えられる。すなわち、粒径を小さくすることにより、さらなる低温定着化が可能となった。一方、8μm以上のトナー粒子が多く含まれると、粗大粒子の熱伝導性低下による定着阻害が発生するばかりでなく画像領域においても粒子の帯電量分布が広くなることにより、現像バラツキ、転写バラツキが発生して画像濃度のバラツキ、階調性の低下などの原因になる。 By reducing the particle size, it is considered that the toner particle packing property of the unfixed image portion is improved, the thermal conductivity when the fixing heater is heated during fixing is improved, and the toner has excellent low-temperature fixability. . That is, by making the particle size small, further low-temperature fixing can be achieved. On the other hand, when a large amount of toner particles of 8 μm or more are contained, not only fixing inhibition occurs due to a decrease in thermal conductivity of the coarse particles, but also the charge amount distribution of the particles becomes wide in the image area, thereby causing development variation and transfer variation. Occurs to cause variations in image density and a decrease in gradation.
次に、コールター法で測定される3μm以下の粒子とフロー式粒子像測定装置で測定される2μm以下の粒子について説明する。なお、コールター法、及びフロー式粒子像測定(円形度の測定方法と同様)については以降に説明する。
二成分現像剤においては、複写装置の現像器の中でトナーの収支が長期に亘り行なわれが、この収支において、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が望まれる。一般的にトナーの粒子径は、小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であると言われている。逆に、転写性やブレードクリーニング性に対しては小粒径トナーは不利となる。
Next, particles of 3 μm or less measured by the Coulter method and particles of 2 μm or less measured by the flow type particle image measuring device will be described. The Coulter method and flow-type particle image measurement (similar to the circularity measurement method) will be described later.
In the two-component developer, the balance of the toner is carried out in the developing device of the copying apparatus for a long time. In this balance, the fluctuation of the toner particle diameter in the developer is small, and even in the long-term stirring in the developing apparatus. Good and stable developability is desired. In general, it is said that the smaller the toner particle size, the more advantageous it is to obtain a high-resolution and high-quality image. On the other hand, a toner having a small particle diameter is disadvantageous for transferability and blade cleaning property.
その理由として小粒径トナーの場合、高帯電性やトナー粒子の比表面積が大きくなることによって付着力が上がり、キャリアへの付着力、感光体への付着着が増加する。そして、現像装置での長期の攪拌中にキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる問題を発生させる。 The reason for this is that, in the case of a toner having a small particle diameter, the adhesion is increased by increasing the chargeability and the specific surface area of the toner particles, and the adhesion to the carrier and adhesion to the photoconductor are increased. Then, the toner is fused to the surface of the carrier during a long period of stirring in the developing device, thereby causing a problem of reducing the charging ability of the carrier.
ブレードクリーニング性については、小粒径のトナーほどかきとりにくく、感光体の未転写トナーが地汚れ原因となりやすい。これらの現象は、3μm前後の粒径分布が大きく関係し、特に3μm以下の粒子が多いほど転写性、ブレードクリーニング性が低下するが、個数平均で15%を超えるとキャリアへの付着や感光体の未転写トナーが増える現象が顕著である。この現象は、高いレベルで帯電の安定性を図る場合に支障となる。 With regard to blade cleaning properties, toner with a smaller particle size is less likely to be scraped, and untransferred toner on the photoconductor tends to cause soiling. These phenomena are greatly related to the particle size distribution of around 3 μm. In particular, as the number of particles of 3 μm or less increases, the transferability and blade cleaning properties decrease. The phenomenon that the untransferred toner increases increases. This phenomenon hinders charging stability at a high level.
高画質かつ長期に亘ってクリーニング性、耐久性を維持するためには、トナー形状とフロー式粒子像分析装置により測定される2μm以下粒子の含有率を抑える必要がある。
特に、現像装置における長期のトナーとキャリアの攪拌により、キャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させたり、ブレード等の部材へのトナーの融着を発生させる。また、感光体上に未転写トナーが残る原因となり、画像の地汚れ発生に繋がる。これを防ぐには、フロー式粒子像分析装置によって測定される個数基準の円相当径で2.0μm未満の粒子が15個数%以下であることが有効であることが明らかになった。
In order to maintain high image quality and long-term cleaning and durability, it is necessary to suppress the toner shape and the content of particles of 2 μm or less measured by a flow type particle image analyzer.
In particular, long-term stirring of the toner and the carrier in the developing device causes the toner to be fused to the surface of the carrier, thereby reducing the charging ability of the carrier and causing the toner to be fused to a member such as a blade. In addition, untransferred toner remains on the photoconductor, leading to the occurrence of background smudges on the image. In order to prevent this, it has become clear that it is effective that the number-based circle equivalent diameter measured by a flow type particle image analyzer is less than 15% by number of particles having a diameter less than 2.0 μm.
上記トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンター法により測定した。すなわち、トナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーIIe(いずれもコールター社製)が挙げられるが、本発明においてはコールターカウンターTA−II型を用い、これに、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続し測定する。具体的な測定方法は次のようである。 The average particle size and particle size distribution of the toner were measured by a Coulter counter method. That is, as a particle size distribution measuring device for toner particles, there are Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer IIe (both manufactured by Coulter, Inc.). In the present invention, Coulter Counter TA-II type is used. In addition, an interface (Nichiken Giken) that outputs number distribution and volume distribution and a PC 9801 personal computer (manufactured by NEC) are connected and measured. The specific measurement method is as follows.
〔コールター法による測定方法〕
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加える。ここで用いる電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液に調製したものである。このような電解液としては、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。
電解水溶液に界面活性剤を加えた後、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行なう。この分散液を前記測定装置により、100μmのアパーチャーを用いてトナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。
[Measurement method by Coulter method]
First, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. The electrolytic solution used here is prepared in a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. As such an electrolytic solution, for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used.
After adding a surfactant to the electrolytic aqueous solution, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes. By measuring the volume and number of toner particles or toner with this measuring apparatus using a 100 μm aperture, the volume distribution and the number distribution are calculated.
上記測定におけるチャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用する。すなわち、粒径2.00μm以上、40.30μm未満の粒子を対象とする。これによって、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径(Dv)及び、個数分布から求めた個数平均粒径(Dn)が得られる。そして、体積基準の重量平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比Dv/Dnが求められる。 The channel in the above measurement is as follows: 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to 6.35 μm Less than 6.35 to less than 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Use less than ˜25.40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 13 channels less than 32.00 to 40.30 μm. That is, particles having a particle size of 2.00 μm or more and less than 40.30 μm are targeted. Thus, the volume-based weight average particle diameter (Dv) obtained from the volume distribution and the number average particle diameter (Dn) obtained from the number distribution are obtained. Then, a ratio Dv / Dn between the volume-based weight average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn) is obtained.
本発明におけるトナーの平均円形度は、0.900〜0.960であり、特定の形状(紡錘形状)とその形状における分布を有することが重要である。
平均円形度が0.900未満の本発明でいう不定形の形状トナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。不定形の粒子は、感光体等の平滑性媒体に対して接触点が多く、また突起先端部に電荷が集中することからファンデルワールス力や鏡像力が比較的球形な粒子よりも高い。そのため、静電的な転写工程においては、不定形粒子と球形の粒子の混在したトナーでは球形の粒子が選択的に移動し、文字部やライン部画像抜けが起る。また、残されたトナーは、次の現像工程のために除去しなければならず、クリーナ装置が必要であったり、トナーイールド、いわゆる画像形成に使用されるトナーの割合が低かったりする不具合点が生じる。一般的に、粉砕トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置で計測した場合、通常0.910〜0.920である。
The average circularity of the toner in the present invention is 0.900 to 0.960, and it is important to have a specific shape (spindle shape) and a distribution in the shape.
With the irregular shape toner of the present invention having an average circularity of less than 0.900, satisfactory transferability and high-quality images without dust cannot be obtained. The irregularly shaped particles have many points of contact with a smooth medium such as a photoconductor, and the electric charge concentrates on the tip of the protrusion, so that the van der Waals force and the mirror image force are higher than those of a relatively spherical particle. For this reason, in the electrostatic transfer process, the spherical particles are selectively moved in the toner in which the amorphous particles and the spherical particles are mixed, and the character portion and the line portion image are lost. In addition, the remaining toner must be removed for the next development process, and there is a problem that a cleaner device is necessary or the toner yield, that is, the ratio of toner used for image formation is low. Arise. Generally, the average circularity of pulverized toner is usually 0.910 to 0.920 when measured with a flow particle image analyzer.
形状の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値が円形度である。すなわち、この値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス(株)製)により計測され、平均円形度として求められる。具体的な測定方法は下記のようである。 As a shape measuring method, an optical detection band method is suitable in which a suspension containing particles is passed through an imaging unit detection band on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed by a CCD camera. The circularity is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area obtained by this method by the perimeter of the actual particle. That is, this value is measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Sysmex Corporation) and obtained as an average circularity. The specific measurement method is as follows.
〔フロー式粒子像分析装置によるトナーの形状、分布の測定方法〕
具体的な測定方法としては、予め不純固形物を除去した水100〜150mlを容器に収容し、これに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に被測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器により約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定する。
[Measurement method of toner shape and distribution by flow type particle image analyzer]
As a specific measuring method, 100 to 150 ml of water from which impure solids have been previously removed is placed in a container, and a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersing agent to the container. Further, about 0.1 to 0.5 g of a sample to be measured is added. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the concentration and dispersion of the dispersion are set to 3000 to 10,000 / μl, and the shape and distribution of the toner are measured with the apparatus.
上記方法によって、前述した2μm以下の微小粒子の測定も実施できる。すなわち、測定方法は同じで、円形度と粒径分布の測定結果が同時に得られる。上記のように、粒子像を画像解析して得られた各粒子像の投影面積及び周囲長の情報を用いて粒度解析をする。解析の中では、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円を相定してその円の直径を算出し、その結果を基にして粒子の頻度分布を算出し個数基準と体積基準により個数平均径と体積平均径の値をそれぞれに算出する。2μm以下については0.6μm〜2μmまでの個数%を算出した値を示す。 By the above method, the above-described measurement of fine particles of 2 μm or less can also be performed. That is, the measurement method is the same, and the measurement results of circularity and particle size distribution can be obtained simultaneously. As described above, the particle size analysis is performed using information on the projected area and the perimeter of each particle image obtained by image analysis of the particle image. In the analysis, a circle having the same area as the projected area of the particle image is determined, the diameter of the circle is calculated, the frequency distribution of the particles is calculated based on the result, and the number average based on the number basis and the volume basis The value of the diameter and the volume average diameter are calculated respectively. About 2 micrometers or less, the value which calculated the number% from 0.6 micrometer-2 micrometers is shown.
本発明において用いられるトナーは、例えば、有機溶媒中に少なくとも、THFに可溶でかつガラス転移点が30〜46℃の第一の結着樹脂と、第二の結着樹脂の組成分である活性水素基を有する化合物及び該化合物と重付加反応可能なプレポリマーと、更に着色剤と離型剤とを溶解又は分散させた該溶解物又は分散物を、別途樹脂微粒子を水に分散させて調製した水系媒体中に分散し、分散液中で該化合物と該プレポリマーを重付加反応させた後に分散液の有機溶剤を除去して造粒することによって得られる。
ここで、前記活性水素基を有する化合物がアミン類であり、活性水素基を有する化合物と重付加反応可能なプレポリマーがイソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマーであり、第二の結着樹脂がウレタン結合で変性された変性ポリエステル樹脂であり、更に第一の結着樹脂がウレタン結合で変性されていない未変性ポリエステル樹脂であるものが好適に用いられる
The toner used in the present invention is, for example, a composition of a first binder resin and a second binder resin that are at least soluble in THF in an organic solvent and have a glass transition point of 30 to 46 ° C. The resin fine particles are separately dispersed in water by dissolving or dispersing the compound having an active hydrogen group, a prepolymer capable of polyaddition reaction with the compound, and further dissolving or dispersing the colorant and the release agent. It is obtained by dispersing in a prepared aqueous medium, subjecting the compound and the prepolymer to a polyaddition reaction in the dispersion, and removing the organic solvent from the dispersion and granulating.
Here, the compound having an active hydrogen group is an amine, the prepolymer capable of polyaddition reaction with a compound having an active hydrogen group is a polyester prepolymer having an isocyanate group at its terminal, and the second binder resin is A modified polyester resin modified with a urethane bond, and an unmodified polyester resin in which the first binder resin is not modified with a urethane bond are preferably used.
このような未変性ポリエステル樹脂と変性ポリエステル樹脂からなる2系統の樹脂成分を組合せることによって、低温コアシェル構造を有し擬似カプセル状としたトナー粒子構造を形成することができ、本発明における目的を達成することができる。
以下、第二の結着樹脂として好適なウレタン変性ポリエステル樹脂(変性ポリエステル樹脂)及び第一の結着樹脂として好適なウレタン変性されていないポリエステル樹脂(未変性ポリエステル樹脂)を中心に説明する。
By combining two resin components composed of such an unmodified polyester resin and a modified polyester resin, a toner particle structure having a low-temperature core-shell structure and a pseudo capsule shape can be formed. Can be achieved.
Hereinafter, a urethane-modified polyester resin (modified polyester resin) suitable as the second binder resin and a non-urethane-modified polyester resin (unmodified polyester resin) suitable as the first binder resin will be mainly described.
図4に、トナー粒子構造の模式図を示す。
図4に示すトナー粒子構造にするためには、使用する未変性ポリエステル樹脂のTgや分子量の範囲を制御する必要がある。つまり、粒子内部に含まれる未変性ポリエステル樹脂のTgを30℃〜46℃とし、分子量を数平均分子量で2000〜10000としたものを用いることが重要である。このように、トナー粒子内部を低軟化点樹脂で構成し、更に変性ポリエステル樹脂を分散させて粒子に弾性を持たせることによって粒子内部の設計、すなわち低温コアシェル構造を有し擬似カプセル状としたトナー粒子構造の形成が可能となる。
FIG. 4 shows a schematic diagram of the toner particle structure.
In order to obtain the toner particle structure shown in FIG. 4, it is necessary to control the range of Tg and molecular weight of the unmodified polyester resin used. That is, it is important to use a non-modified polyester resin contained in the inside of the particle having a Tg of 30 ° C. to 46 ° C. and a molecular weight of 2000 to 10,000 in terms of number average molecular weight. As described above, the toner particles are composed of a low softening point resin, and the modified polyester resin is dispersed to give the particles elasticity so that the toner has a low-temperature core-shell structure and a pseudo capsule shape. A particle structure can be formed.
以下、活性水素基を有する化合物とイソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマーとの重付加反によって形成される第二の結着樹脂のウレタン変性ポリエステル樹脂(変性ポリエステル樹脂)について説明する。 Hereinafter, a urethane-modified polyester resin (modified polyester resin) as a second binder resin formed by polyaddition reaction between a compound having an active hydrogen group and a polyester prepolymer having an isocyanate group at the end will be described.
変性ポリエステル樹脂の具体的な製法としてイソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応などが挙げられる。
イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを更にポリイソシアネート(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。当該ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
A specific method for producing the modified polyester resin includes a reaction between a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal and an amine (B).
As the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal, a polyester having an active hydrogen group, which is a polycondensate of polyol (PO) and polycarboxylic acid (PC), was further reacted with polyisocyanate (PIC). Things. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
ポリオール(PO)としては、ジオール(DIO)及び3価以上のポリオール(PO)が挙げられ、(DIO)単独、又は(DIO)と少量の(TO)の混合物が好ましい。ジオール(DIO)としては、アルキレングリコール(例えば、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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、及びこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(PO)としては、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール(例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。 Examples of the polyol (PO) include a diol (DIO) and a trivalent or higher polyol (PO), and (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) is preferable. Diols (DIO) include alkylene glycols (for example, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycols (for example, , Diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (eg, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols ( For example, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S and the like; alkylene oxides of the above alicyclic diols (for example, ethylene oxide, propylene oxide, Chi alkylene oxide, etc.) adducts, alkylene oxide of the bisphenols (e.g., ethylene oxide, propylene oxide, and the like butylene oxide, etc.) adducts. Among these, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. Examples of the trivalent or higher polyol (PO) include 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (for example, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); (For example, trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols and the like.
ポリカルボン酸(PC)としては、ジカルボン酸(DIC)及び3価以上のポリカルボン酸(PC)が挙げられ、(DIC)単独、及び(DIC)と少量の(PC)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(例えば、マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸、及び炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(PC)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物、又は低級アルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(PO)と反応させてもよい。 Examples of the polycarboxylic acid (PC) include dicarboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polycarboxylic acid (PC). (DIC) alone and a mixture of (DIC) and a small amount of (PC) are preferable. Dicarboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (eg, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (eg, maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (eg, phthalic acid, isophthalic acid, etc.) Acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.). Among these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid (PC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (for example, trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polycarboxylic acid (PC), you may make it react with a polyol (PO) using the acid anhydride of the above-mentioned thing, or lower alkyl ester (for example, methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。 The ratio of the polyol (PO) and the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1 as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 5/1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
また、ポリイソシアネート(PIC)としては、脂肪族ポリイソシアネート(例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;及びこれら2種以上の併用などが挙げられる。 Polyisocyanates (PIC) include aliphatic polyisocyanates (eg, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate); alicyclic polyisocyanates (eg, isophorone diisocyanate, cyclohexyl). Aromatic diisocyanates (eg, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (eg, α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; Polyisocyanates blocked with phenol derivatives, oximes, caprolactams, etc .; and combinations of two or more of these.
ポリイソシアネート(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、更に好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5/1を超えると低温定着性が悪化する。当量比[NCO]/[OH]が1/1未満では、後述のアミン類(B)と重付加反させてウレタン変性ポリエステルとした場合に、その変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of the polyisocyanate (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 /, as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5/1, the low-temperature fixability deteriorates. When the equivalent ratio [NCO] / [OH] is less than 1/1, the urea content in the modified polyester becomes low when polyaddition reaction is performed with the amines (B) described later to form a urethane-modified polyester, and hot resistance is reduced. Offset property deteriorates.
イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(PIC)の含有量は、構成成分中、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、更に好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。 The content of polyisocyanate (PIC) in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt% in the constituent components. It is. If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネート基を(末端に)有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、更に好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、形成される変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、ラボプラストミル練り後の1/2流出温度が低下する。 The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group (at the end) is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1. 8 to 2.5. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the modified polyester resin formed will be low, and the 1/2 outflow temperature after lab plast milling will decrease.
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、及び(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。 As amines (B), diamine (B1), triamine or higher polyamine (B2), amino alcohol (B3), amino mercaptan (B4), amino acid (B5), and amino groups of (B1) to (B5) (B6) etc. that are blocked.
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(例えば、4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。 Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (eg, phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane); alicyclic diamines (eg, 4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (eg, ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like.
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polyamine (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid.
(B1)〜(B5)のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記(B1)〜(B5)のアミン類とケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。前記アミン類(B)のうち好ましいものは、(B1)および(B1)と少量の(B2)の混合物である。 (B6) obtained by blocking the amino group of (B1) to (B5) (K6) obtained from the amines of (B1) to (B5) and ketones (for example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.) Compounds, oxazoline compounds and the like. Among the amines (B), preferred are (B1) and a mixture of (B1) and a small amount of (B2).
更に、必要により伸長停止剤を用いて変性ポリエステル樹脂の分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(例えば、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(例えば、ケチミン化合物)などが挙げられる。 Furthermore, if necessary, the molecular weight of the modified polyester resin can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (for example, diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, and the like), and those obtained by blocking them (for example, ketimine compounds).
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常2/1〜1/2、好ましくは1.5/1〜1/1.5、更に好ましくは1.2/1〜1/1.2である。ここで、アミノ基[NHx]の式中、xは1又は2であり、主体は2である。
[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of the amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NCO] of the isocyanate group [NCO] in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal and the amino group [NHx] in the amines (B). NHx] is usually 2/1 to 1/2, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, and more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. Here, in the formula of the amino group [NHx], x is 1 or 2, and the main body is 2.
When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the modified polyester resin becomes low, and the hot offset resistance deteriorates.
本発明においては、変性ポリエステル樹脂、すなわちウレア変性ポリエステル(UMPEと略称する。)を用いることができるが、このUMPE中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、更に好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、UMPEの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、更に好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。
In the present invention, a modified polyester resin, that is, a urea-modified polyester (abbreviated as UMPE) can be used, but the UMPE may contain a urethane bond as well as a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
Moreover, the weight average molecular weight of UMPE is 10,000 or more normally, Preferably it is 20,000-10 million, More preferably, it is 30,000-1 million. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates.
上記変性ポリエステル樹脂からなる第二の結着樹脂は、THFに可溶でかつガラス転移点が30〜46℃の第一の結着樹脂と組合せて用いられる。このような、第一の結着樹脂としては、前述のように未変性ポリエステル樹脂、すなわちウレア変性されていないポリエステル(PEと略称する。)を用いることが好適である。例えば、PEを併用することによって、低温定着性、及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上する。 The second binder resin made of the modified polyester resin is used in combination with the first binder resin that is soluble in THF and has a glass transition point of 30 to 46 ° C. As such a first binder resin, it is preferable to use an unmodified polyester resin, that is, a polyester not modified with urea (abbreviated as PE) as described above. For example, the combined use of PE improves the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device.
PEとしては、前記UMPEにおいて示したポリエステル成分と同様なポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)とを用いて合成される重縮合物などが挙げられ、好ましいものはUMPEと同様である。
特に、トナー中においてUMPEとPEは少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、UMPEのポリエステル成分とPEは類似の組成であることが好ましい。UMPEとPEの重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、更に好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。UMPEの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
Examples of PE include polycondensates synthesized using the same polyol (PO) and polycarboxylic acid (PC) as the polyester component shown in the above UMPE, and preferred are the same as UMPE.
In particular, it is preferable in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance that at least a part of UMPE and PE is compatible in the toner. Therefore, it is preferable that the polyester component of UMPE and PE have a similar composition. The weight ratio of UMPE to PE is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, and particularly preferably 7/93 to 20/80. . When the weight ratio of UMPE is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
使用するPEの水酸基価(酸価)は、通常1〜30、好ましくは5〜30であり、特に好ましくは5〜20である。PEが酸価を有することによって負帯電性となりやすく、更には定着時に紙とトナーの親和性がよくなり低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると、特に環境変動によって帯電の安定性が悪化する傾向がある。また、トナーを製造する際に、樹脂の酸価が振れると、前記重付加反応における造粒工程での「ぶれ」につながり乳化における制御が難しくなる。 The hydroxyl value (acid value) of PE to be used is usually 1-30, preferably 5-30, particularly preferably 5-20. Since PE has an acid value, it tends to be negatively charged, and further, the affinity between paper and toner is improved during fixing, and the low-temperature fixing property is improved. However, when the acid value exceeds 30, the stability of charging tends to be deteriorated due to environmental fluctuations. In addition, if the acid value of the resin fluctuates during the production of the toner, it leads to “blurring” in the granulation step in the polyaddition reaction, making it difficult to control the emulsification.
前述のように本発明におけるトナーは、少なくとも第一の結着樹脂と、第二の結着樹脂の組成分である活性水素基を有する化合物及び該化合物と重付加反応可能なイソシアネート基を末端に有するプレポリマーと、着色剤と、離型剤(例えば、ワックス)とを有機溶剤中に溶解又は分散させ、該溶解物又は分散物を、別途樹脂微粒子を水に分散させて調製した水系媒体中に分散し、分散液中で該化合物と該プレポリマーを重付加反応させた後に、乳化分散液(有機溶剤と第一及び第二の結着樹脂と着色剤とワックスを含む微小液滴粒子)から有機溶剤を除去することにより得られる。
なお、活性水素基を有する化合物としては前記アミン類が用いられ、イソシアネート基を末端に有するプレポリマーと重付加反応、すなわち伸長反応及び架橋反応によって第二の結着樹脂が形成される。
As described above, the toner in the present invention has at least a first binder resin, a compound having an active hydrogen group as a component of the second binder resin, and an isocyanate group capable of polyaddition reaction with the compound. In an aqueous medium prepared by dissolving or dispersing a prepolymer having colorant and a release agent (for example, wax) in an organic solvent, and separately dispersing the resin fine particles in water. And after the polyaddition reaction of the compound and the prepolymer in the dispersion, an emulsified dispersion (fine droplets containing an organic solvent, first and second binder resins, a colorant, and wax) It is obtained by removing the organic solvent from
The amines are used as the compound having an active hydrogen group, and a second binder resin is formed by a polyaddition reaction, that is, an extension reaction and a crosslinking reaction, with a prepolymer having an isocyanate group at the terminal.
例えば、前記イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)を用いた場合に、分散体を安定して形成させる方法としては、上記水系媒体中に、トナー原料の各組成物を加えてせん断力により分散させる方法などが挙げられる。
該プレポリマー(A)及び他のトナー組成分(以下、トナー原料と呼ぶ)である未変性ポリエステル樹脂、着色剤(あるいは着色剤マスターバッチ)、ワックスなどの離型剤、必要により添加される荷電制御剤などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、予めトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させた方がより好ましい。
For example, when the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is used, as a method for stably forming a dispersion, each composition of the toner raw material is added to the aqueous medium and shearing force is added. And the like.
The prepolymer (A) and other toner components (hereinafter referred to as toner raw materials), an unmodified polyester resin, a colorant (or colorant masterbatch), a release agent such as wax, and an optional charge The control agent or the like may be mixed when the dispersion is formed in the aqueous medium, but it is more preferable that the toner raw material is mixed in advance and then the mixture is added and dispersed in the aqueous medium.
本発明におけるトナー製造に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。水と混和可能な溶剤としては、アルコール(例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(例えば、メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。 As an aqueous medium used for toner production in the present invention, water alone may be used, or a solvent miscible with water may be used in combination. Solvents miscible with water include alcohols (eg, methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (eg, methyl cellosolve), lower ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, etc.), etc. Is mentioned.
また、上記分散の方法としては、特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の方式を採用した設備が適用できる。ここで、分散体の粒径を2〜20μmにするためには高速せん断式が好ましい。
高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は、特に限定されないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は、同様に特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、20℃以下とするのが好ましい。これは顔料の凝集を防ぐためである。
In addition, the dispersion method is not particularly limited, and equipment using a known method such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, or an ultrasonic wave can be applied. Here, in order to make the particle size of the
When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. Similarly, the dispersion time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5 minutes in the case of a batch method. In general, the temperature during dispersion is preferably 20 ° C. or lower. This is to prevent aggregation of the pigment.
前記トナー原料からなるトナー組成物100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。2000重量部を超えると経済的でない。また、この時の油相の粘度はB型粘度計にて2000mP・s以上にする必要がある。油相の粘度が2000mP・s未満の場合、分散した油相中で顔料粒子が動きやすく凝集を始めるため、トナーの顔料分散性が悪化し、トナーの体積固有抵抗が低下する。また顔料分散後も15℃以下を保つようにしなければ顔料粒子の凝集が起りやすくなる。 The amount of the aqueous medium used is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight, based on 100 parts of the toner composition comprising the toner raw material. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 2000 parts by weight, it is not economical. Further, the viscosity of the oil phase at this time needs to be 2000 mP · s or more with a B-type viscometer. When the viscosity of the oil phase is less than 2000 mP · s, the pigment particles easily move in the dispersed oil phase and start to aggregate, so that the pigment dispersibility of the toner deteriorates and the volume specific resistance of the toner decreases. If the temperature is not maintained at 15 ° C. or lower even after the pigment is dispersed, the pigment particles tend to aggregate.
更に、トナー組成物の粘度を低くするため、イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)や、重付加反応により形成される前記変性ポリエステル(UMPE)が可溶の有機溶剤を使用することもできる。有機溶剤を用いた方が、粒度分布がシャープになる点で好ましい。そして、当該有機溶剤としては、沸点が100℃未満であるものが揮発しやすく除去が容易である点から好ましい。 Further, in order to lower the viscosity of the toner composition, an organic solvent in which the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal or the modified polyester (UMPE) formed by polyaddition reaction is soluble may be used. it can. The use of an organic solvent is preferred in that the particle size distribution becomes sharp. And as the said organic solvent, the thing whose boiling point is less than 100 degreeC is preferable from the point that it is easy to volatilize and is easy to remove.
このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独、あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、及び塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマー(A)100部に対する有機溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、更に好ましくは25〜70部である。有機溶剤を使用した場合は、上記プレポリマー(A)と(B)との伸長及び/又は架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。 Examples of such organic solvents include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, Ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of the organic solvent with respect to 100 parts of polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group at the terminal is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When an organic solvent is used, the prepolymers (A) and (B) are heated and removed under normal pressure or reduced pressure after elongation and / or crosslinking reaction.
伸長及び/又は架橋反応時間は、プレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)の組み合わせで決る反応性の違いにより選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。このような触媒の具体例として、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。 The elongation and / or cross-linking reaction time is selected depending on the reactivity difference determined by the combination of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 2 hours. 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples of such a catalyst include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
トナー組成分を分散液とする場合、必要に応じて分散剤を用いることもできる。分散剤を用いた方が、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。 When the toner composition is used as a dispersion, a dispersant may be used as necessary. The use of a dispersant is preferable in that the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
前記トナー原料の溶解物又は分散物を、樹脂微粒子を水に分散させて調製した水系媒体中に分散して乳化分散液とする場合に使用される樹脂微粒子は、ガラス転移点(Tg)が50〜70℃であることが重要であり、重量平均分子量が10万〜30万であることが好ましい。
ガラス転移点が50℃未満の場合はトナーのブロッキングが低下し、70℃を超える場合は定着時におけるトナー粒子の軟化の妨げになる。
樹脂微粒子は、乳化後にトナー粒子の最表面に付着し、トナー粒子内部に含有される低軟化性樹脂のブロッキングを防ぐトナー構造を形成する(前記図4参照)。
The resin fine particles used in the case where the dissolved or dispersed toner raw material is dispersed in an aqueous medium prepared by dispersing resin fine particles in water to form an emulsified dispersion, has a glass transition point (Tg) of 50. It is important that it is -70 degreeC, and it is preferable that a weight average molecular weight is 100,000-300,000.
When the glass transition point is less than 50 ° C., toner blocking is reduced, and when it exceeds 70 ° C., the toner particles are prevented from being softened during fixing.
The resin fine particles adhere to the outermost surface of the toner particles after emulsification and form a toner structure that prevents blocking of the low softening resin contained in the toner particles (see FIG. 4).
樹脂微粒子としては、水性分散体を形成することができ、上記Tg範囲であればいずれの樹脂微粒子も使用可能である。このような樹脂微粒子として、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ、これらの樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。 As the resin fine particles, an aqueous dispersion can be formed, and any resin fine particles can be used within the above Tg range. Examples of such resin fine particles include vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, and polyester resins. Two or more of these resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
上記ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーが挙げられ、具体例としては、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。 Examples of the vinyl resin include polymers obtained by homopolymerization or copolymerization of vinyl monomers. Specific examples include styrene- (meth) acrylic acid ester resins, styrene-butadiene copolymers, (meth) acrylic acid- Acrylic ester polymers, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and the like.
前記有機溶剤と第一及び第二の結着樹脂と着色剤とワックスを含む微小液滴粒子からなる乳化分散液から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温して液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。この溶剤除去前の液攪拌の強さと脱溶剤時間によりトナー円形度の制御が可能となる。すなわち、ゆっくり脱溶剤することによって形状はより真球になり、円形度で表わすと0.980以上となる。また、攪拌を強く短時間に脱溶剤を行なうことによって凹凸状や不定形になり、円形度で表すと0.900〜0.960になる。 In order to remove the organic solvent from the emulsified dispersion composed of the fine droplet particles containing the organic solvent, the first and second binder resins, the colorant, and the wax, the temperature of the entire system is gradually raised to drop the droplets. A method of completely evaporating and removing the organic solvent therein can be employed. The toner circularity can be controlled by the strength of the liquid agitation before the solvent removal and the solvent removal time. That is, when the solvent is removed slowly, the shape becomes more spherical, which is 0.980 or more in terms of circularity. In addition, when the solvent is removed with strong stirring in a short time, irregularities and irregular shapes are obtained, and the degree of circularity is 0.900 to 0.960.
本発明の場合、トナー原料を水系媒体中で分散させ、活性水素基を有する化合物(例えば、アミン類)と、イソシアネート基を末端に有するポリエステルプレポリマーとの重付加反応、すなわち伸長反応及び架橋反応によって第二の結着樹脂を形成して調製した乳化液を、脱溶剤過程において、攪拌槽中で30〜50℃の温度下に、強い攪拌力で攪拌しながら脱溶剤(例えば、酢酸エチル)を行なうことにより、円形度の制御が可能であり、0.850〜0.990の範囲の形状制御ができる。
すなわち、乳化液(有機溶剤と第一及び第二の結着樹脂と着色剤とワックスを含む微小液滴粒子)中に含有される酢酸エチルが急激に脱溶剤することによって体積収縮が起こり造粒されるが、この場合、攪拌力と時間によって粒子の形状を制御することができる。但し、このときの脱溶剤の処理時間は1時間以内であることが好ましい。1時間以上になると顔料の凝集が始まりトナー粒子の体積固有抵抗の低下につながる。
In the case of the present invention, a toner raw material is dispersed in an aqueous medium, and a polyaddition reaction, that is, an extension reaction and a crosslinking reaction, between a compound having an active hydrogen group (for example, amines) and a polyester prepolymer having an isocyanate group at its terminal. In the solvent removal process, the emulsion prepared by forming the second binder resin by the solvent removal at a temperature of 30 to 50 ° C. while stirring with a strong stirring force (for example, ethyl acetate) By performing the above, it is possible to control the circularity, and it is possible to control the shape in the range of 0.850 to 0.990.
That is, volume shrinkage occurs due to abrupt desolvation of ethyl acetate contained in the emulsified liquid (organic solvent, first and second binder resin, fine droplet particles containing colorant and wax), and granulation. In this case, however, the shape of the particles can be controlled by the stirring force and time. However, the solvent removal treatment time at this time is preferably within 1 hour. When the time is longer than 1 hour, the aggregation of the pigment starts and the volume resistivity of the toner particles decreases.
また別の脱溶剤の方法として、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。 As another solvent removal method, the emulsified dispersion is sprayed into a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and the aqueous dispersant is removed by evaporation. It is also possible to do. As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, in particular, various air currents heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行なわれた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
また、分級操作により、サイクロン、デカンター、あるいは遠心分離等により、液中で微粒子部分を取り除くことができる。当然、乾燥して粉体として取得した後に分級操作を行なってもよいが、液体中で分級を行なうことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行なうのが好ましい。
When the particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide and washing and drying processes are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classification into a desired particle size distribution.
Moreover, the fine particle portion can be removed in the liquid by a classification operation such as a cyclone, a decanter, or centrifugation. Of course, the classification operation may be performed after drying and obtaining as a powder, but classification in a liquid is preferable in terms of efficiency. The obtained unnecessary fine particles or coarse particles can be returned to the kneading step and used for forming particles. At that time, fine particles or coarse particles may be wet.
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
また、得られた乾燥後のトナー粉体と帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子などの異種粒子と共に混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによってトナー表面で固定化、あるいは融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。 In addition, the dried toner powder is mixed with different particles such as charge control fine particles and fluidizing agent fine particles, or fixed or fused on the toner surface by applying a mechanical impact force to the mixed powder. It is possible to prevent detachment of foreign particles from the surface of the resulting composite particles.
上記混合粉体に機械的衝撃力を与える具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又はまたは複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などが挙げられる。 As a specific means for giving mechanical impact force to the mixed powder, a method of applying impact force to the mixture by blades rotating at high speed, the mixture is thrown into a high-speed air stream, accelerated, and particles or composites There is a method of causing particles to collide with an appropriate collision plate. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) is modified to reduce the pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron Examples include a system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) and an automatic mortar.
次に、本発明において用いられるトナーの組成分として含有させる離型剤について説明する。離型剤として、公知のワックスを使用することができる。
ワックスとしては、例えば、ポリオレフィンワッックス(例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(例えば、エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなど);及びジアルキルケトン(例えば、ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
Next, the release agent contained as a component of the toner used in the present invention will be described. A known wax can be used as a release agent.
Examples of the wax include polyolefin wax (for example, polyethylene wax, polypropylene wax and the like); long chain hydrocarbon (for example, paraffin wax, sazol wax and the like); carbonyl group-containing wax and the like. Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Examples of the carbonyl group-containing wax include polyalkanoic acid esters (for example, carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1 , 18-octadecanediol distearate, etc.); polyalkanol esters (eg, tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (eg, ethylenediamine dibehenyl amide); polyalkylamides (eg, Trimellitic acid tristearyl amide, etc.); and dialkyl ketones (eg, distearyl ketone, etc.). Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred.
本発明のワックスの融点は、通常40〜105℃であり、好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、105℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cps(5〜1000mPa・s)が好ましく、更に好ましくは10〜100cps(10〜100mPa・s)である。1000cps(1000mPa・s)を超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は、通常1〜20重量%であり、好ましくは3〜10重量%である。特に、小粒径の粒子中にワックスを微分散するにはワックスの含有量は3〜7重量%を保つのがよい。
The melting point of the wax of the present invention is usually 40 to 105 ° C, preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat-resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 105 ° C. tends to cause a cold offset at the time of fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps (5 to 1000 mPa · s), more preferably 10 to 100 cps (10 to 100 mPa · s) as a measured value at a
離型剤としては上記各種ワックスを用いることができるが、本発明におけるトナーとしては、前述のように特に植物性ワックスが好適である。すなわち、本発明における他の組成分との馴染み性、離型性から好ましく、特に、融点が60℃〜105℃であるものが適している。 As the releasing agent, the various waxes described above can be used. As the toner in the present invention, vegetable wax is particularly suitable as described above. That is, it is preferable in terms of compatibility with other components in the present invention and releasability, and those having a melting point of 60 ° C. to 105 ° C. are particularly suitable.
次に、本発明において用いられるトナーの組成分として含有させる着色剤について説明する。着色剤としては、公知の染料及び顔料が使用できる。
使用される着色剤としては、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
Next, the colorant contained as a component of the toner used in the present invention will be described. Known dyes and pigments can be used as the colorant.
Examples of the colorant used include carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, Polyazo Yellow, Oil Yellow, Hansa Yellow (GR, A, RN, R), Pigment Yellow L, Benzidine Yellow (G, GR), Permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Faise Red, Parachlor Ortho Nitro Aniline red, resource Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R, Brilliant Carmine 6B , Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B , Thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, polyazo red, claw Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridiane, emerald green, pigment green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalocyanine Green, Anne Traquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
本発明で用いる着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチの形態で用いることもできる。マスターバッチの製造時にマスターバッチと共に混練される樹脂としては、先に挙げた変性ポリエステル樹脂、あるいは未変性ポリエステル樹脂が用いられる他に、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant used in the present invention can also be used in the form of a masterbatch combined with a resin. As the resin kneaded with the master batch during the production of the master batch, the modified polyester resin or the unmodified polyester resin mentioned above is used, and styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyl toluene, and the substitution thereof. Polymer: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylic Ethyl acid copolymer, Styrene-butyl acrylate copolymer, Styrene-octyl acrylate copolymer, Styrene-methyl methacrylate copolymer, Styrene-ethyl methacrylate copolymer, Styrene-butyl methacrylate copolymer , Styrene-α-Chlormetac Methyl formate copolymer, Styrene-acrylonitrile copolymer, Styrene-vinyl methyl ketone copolymer, Styrene-butadiene copolymer, Styrene-isoprene copolymer, Styrene-acrylonitrile-indene copolymer, Styrene-maleic acid Styrene copolymers such as copolymers and styrene-maleic acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane Polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. Or they can be mixed.
マスターバッチは、上記から選択されるマスターバッチ用の樹脂と、着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得ることができる。この際、着色剤とマスターバッチ用の樹脂との相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂及び有機溶剤と共に混合・混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も好ましく用いられる。この方法によれば、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がない。混合・混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
更に、本発明において用いられるトナーの組成分として必要に応じて用いられるその他の添加剤について説明する。
The master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for a master batch selected from the above and a colorant under a high shear force. In this case, an organic solvent can be used in order to enhance the interaction between the colorant and the resin for the master batch. In addition, a so-called flushing method, which is a method of mixing and kneading an aqueous paste containing water of a colorant together with a resin and an organic solvent, transferring the colorant to the resin side, and removing moisture and organic solvent components, is also preferably used. According to this method, since the wet cake of the colorant can be used as it is, there is no need to dry it. For mixing and kneading, a high shearing dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
Further, other additives used as necessary as the composition of the toner used in the present invention will be described.
(帯電制御剤)
すなわち、本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
(Charge control agent)
That is, the toner of the present invention may contain a charge control agent as necessary. Known charge control agents can be used. For example, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified) Quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substances or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of nigrosine dye, Bontron P-51 of quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of metal-containing azo dye, E-82 of oxynaphthoic acid metal complex, E of salicylic acid metal complex -84, phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary Copy charge PSY VP2038 of ammonium salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (above, manufactured by Hoechst), LRA-901, LR- which is a boron complex 147 (manufactured by Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinaclide , Azo pigments, sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
トナー組成分として用いられる荷電制御剤の使用量は、第一の結着樹脂及び第二の結着樹脂からなる、いわゆるバインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される他の添加剤の有無、分散方法などを含めたトナー製造方法によって決定されるものであり、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。より好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きくなり過ぎ、帯電制御剤としての効果を減退させる。これによって、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤は、マスターバッチ、樹脂と共に溶融混練することもできるし、あるいは有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。 The amount of charge control agent used as the toner component is the kind of so-called binder resin composed of the first binder resin and the second binder resin, the presence or absence of other additives used as necessary, Although it is determined by a toner production method including a dispersion method and is not uniquely limited, it is preferably used in a range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. It is done. More preferably, the range of 0.2 to 5 parts by weight is good. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner becomes too high, and the effect as a charge control agent is diminished. As a result, the electrostatic attractive force with the developing roller increases, leading to a decrease in developer fluidity and a decrease in image density. These charge control agents can be melt-kneaded with the master batch and the resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
前記造粒方法によって得られた着色粒子の流動性、現像性、帯電性等を補助するため、必要によって外添剤を使用することができる。外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。
このような無機微粒子の一次粒子径としては、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
In order to assist fluidity, developability, chargeability and the like of the colored particles obtained by the granulation method, an external additive can be used as necessary. As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used.
The primary particle size of such inorganic fine particles is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight.
無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。 Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, Examples thereof include diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
上記無機微粒子の他、高分子系微粒子、例えば、ソープフリー乳化重合や懸濁重合又は分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体からなる重合体粒子、あるいはシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂からなる重合体粒子を用いることができる。 In addition to the above inorganic fine particles, polymer fine particles, for example, polystyrene particles obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization or dispersion polymerization, polymer particles made of methacrylic acid ester or acrylic acid ester copolymer, or silicone, benzoguanamine, Polymer particles comprising a polycondensation system such as nylon or a thermosetting resin can be used.
このような外添剤、例えば流動化剤は、表面処理を行なって疎水性を高めることにより、高湿度下においても流動特性や帯電特性が悪化するのを防止することができる。表面処理剤として好ましいものとしては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。 Such an external additive, for example, a fluidizing agent, can be prevented from being deteriorated in flow characteristics and charging characteristics even under high humidity by performing surface treatment to increase hydrophobicity. Preferred examples of the surface treatment agent include a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, silicone oil, and modified silicone. Examples include oil.
更に、外添剤として感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤を用いることができる。
クリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、あるいはポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造されたポリマー微粒子などを挙げることができる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
Further, a cleaning property improving agent for removing the developer after transfer remaining on the photosensitive member or the primary transfer medium can be used as an external additive.
Examples of the cleaning property improver include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate and stearic acid, or polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization such as polymethyl methacrylate fine particles and polystyrene fine particles. . The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
前述のようにして得られた本発明におけるトナーは、キャリアを使用しない一成分系の磁性トナー、あるいは非磁性トナーとして用いることもできるし、キャリアを使用する二成分系現像剤としても用いることができる。
本発明におけるトナーを二成分系現像剤として用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。
The toner of the present invention obtained as described above can be used as a one-component magnetic toner that does not use a carrier, or a non-magnetic toner, or it can be used as a two-component developer that uses a carrier. it can.
When the toner of the present invention is used as a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier, and the content ratio of the carrier and the toner in the developer is 1 to 10 weights of toner with respect to 100 parts by weight of the carrier. Part is preferred.
磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μmよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。 As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used. Examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Polyvinyl and polyvinylidene resins such as acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, Halogenated olefin resins such as vinyl chloride, polyester resins such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resins, polyethylene resins, polyvinyl fluoride resins, polyvinylidene fluoride resins, polytrifluoroethylene resins, polyhexa Fluoropropylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride Dorukatan monomer and fluoroterpolymers such as terpolymers of, and silicone resins. Moreover, you may contain electrically conductive powder etc. in coating resin as needed. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide or the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle diameter of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control electric resistance.
本発明の本発明の画像形成方法において、好ましく適用される他の事項に関して説明する。まず、画像形成の工程において用いられる手段のうち、感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリ−ニング手段から選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカ−トリッジを使用するのが好適である。 In the image forming method of the present invention, other matters that are preferably applied will be described. First, among the means used in the image forming process, at least one means selected from a photoconductor, a charging means, a developing means containing a developer, and a cleaning means is integrally supported, and the image forming apparatus main body It is preferable to use a process cartridge which is detachable.
(プロセスカートリッジ)
本発明におけるプロセスカートリッジの一例を図5の概略構成図に示す。
図5において、プロセスカートリッジ500は、感光体501の周囲に帯電手段502、現像手段503、クリーニング手段504を構成要素として備えており、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。本発明で用いるトナーは、例えば、二成分系現像剤として現像手段503に収納される。
(Process cartridge)
An example of the process cartridge in the present invention is shown in the schematic block diagram of FIG.
In FIG. 5, a process cartridge 500 includes a charging unit 502, a developing unit 503, and a cleaning unit 504 as constituent elements around a photosensitive member 501, and this process cartridge is attached to a main body of an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. And detachable. The toner used in the present invention is stored in the developing unit 503 as a two-component developer, for example.
本発明の画像形成方法において、プロセスカートリッジ用いるようにすれば、画像装置をコンパクトに構成することができる他、簡単でかつ着実なメンテナンス作業を行うことを可能とする。更に部品の交換を容易とし、しかも画像品質の安定化を実現することができる。また、プロセスカートリッジの交換だけで簡単に元の高品位画像に復させることが可能である。 If the process cartridge is used in the image forming method of the present invention, the image apparatus can be made compact, and simple and steady maintenance work can be performed. Furthermore, it is possible to easily replace the parts and to stabilize the image quality. Also, it is possible to restore the original high-quality image simply by replacing the process cartridge.
また、高速複写機やレーザービームプリンタ(LBP)などの画像形成工程に用いられる 前記感光体が、アモルファスシリコン感光体であれば、表面硬度が高く、半導体レーザ(770〜800nm)などの長波長光に高い感度を示し、しかも繰返し使用による劣化もほとんど認められないことから、本発明におけるトナーを用いて高速印刷を行った場合でも一層高品質で高精細な画像形成が可能となる。
なお、本発明に用いられる電子写真用感光体としては、導電性支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法によりa−Siからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体を用いることができる。中でも、例えば、プラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いることができる。
If the photoconductor used in the image forming process of a high-speed copying machine or a laser beam printer (LBP) is an amorphous silicon photoconductor, the surface hardness is high, and a long wavelength light such as a semiconductor laser (770 to 800 nm) is used. Therefore, even when high-speed printing is performed using the toner according to the present invention, it is possible to form an image with higher quality and higher definition.
In addition, as the electrophotographic photoreceptor used in the present invention, a conductive support is heated to 50 ° C. to 400 ° C., and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a thermal CVD method, An amorphous silicon photoreceptor having a photoconductive layer made of a-Si can be used by a film forming method such as a photo CVD method or a plasma CVD method. Among them, for example, a plasma CVD method, that is, a method in which a source gas is decomposed by direct current, high frequency or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support can be preferably used.
更に、潜像形成工程を交互電界を印加して行うようにすれば、現像装置によって感光体上の潜像を現像する時に、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加するので、ざらつきのない高精細な画像が得られ画像品質の安定性が向上する。
すなわち、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧を印加することによって、トナーが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を大きくすることができるので、トナーの運動がさらに活発化し、トナーが潜像面の電位分布に忠実に付着してざらつき感や解像力を向上させることができる。またトナーとは逆極性の電荷を有するキャリアが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができるので、キャリアの運動を沈静化し、潜像の背景部にキャリアが付着する確率を大幅に低減することができる。
Furthermore, if the latent image forming step is performed by applying an alternating electric field, a vibration bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied when developing the latent image on the photosensitive member by the developing device. A high-definition image with no image is obtained, and the stability of the image quality is improved.
That is, by applying an oscillating bias voltage in which an AC voltage is superimposed on a DC voltage, the difference between the peak value at which the toner is directed to the photoconductor and the time average value of the bias can be increased. The toner becomes more active, and the toner adheres faithfully to the potential distribution on the latent image surface, thereby improving the roughness and resolution. In addition, since the difference between the peak value of the carrier having a charge opposite to that of the toner and the time average value of the bias toward the photosensitive member can be reduced, the movement of the carrier is reduced, and the background portion of the latent image is reduced. The probability of carriers adhering to the substrate can be greatly reduced.
そして、感光体の帯電工程において、感光体に帯電部材を接触させ、該帯電部材に電圧を印加して行うようにすれば、オゾン量の発生が著しく少ないため環境問題を発生させることなく、高品質の画像を形成することができる。
なお、帯電装置としては、例えば、ローラ帯電やファーブラシ帯電、磁気ブラシ帯電などが適用でき、高画像品質を提供するための要求に応じて選択することができる。
In the charging process of the photoconductor, if the charging member is brought into contact with the photoconductor and a voltage is applied to the charging member, the amount of ozone is remarkably reduced, so that there is no environmental problem. A quality image can be formed.
As the charging device, for example, roller charging, fur brush charging, magnetic brush charging, or the like can be applied, and can be selected according to a request for providing high image quality.
そして、本発明における画像形成方法において、前記現像剤が収納されたプロセスカ−トリッジを搭載した画像形成装置を用いた場合、本発明におけるクリーニング部材に固着したトナーの溶け出しによる記録媒体への逆転写を防止し、安定した定着が行える。また、低温定着性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、流動性をバランス良く両立させ、低速から高速画像形成装置に至るまで、カブリがなく、画像濃度が高く、かつ高精細の画像形成が行える。本発明に係る画像形成装置の一例を以下に説明する。 In the image forming method according to the present invention, when an image forming apparatus equipped with the process cartridge containing the developer is used, the reversal to the recording medium due to the dissolution of the toner fixed to the cleaning member according to the present invention. Prevents copying and enables stable fixing. In addition, low-temperature fixability, hot offset resistance, heat-resistant storage stability, and fluidity are balanced, and there is no fog, high image density, and high-definition image formation from low speed to high-speed image forming apparatuses. . An example of the image forming apparatus according to the present invention will be described below.
(画像形成装置)
本発明に係る画像形成装置は、感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受ける。こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によってトナー現像される。現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されて行く。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピー)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
(Image forming device)
In the image forming apparatus according to the present invention, the photosensitive member is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. In the rotation process, the photosensitive member is uniformly charged at a predetermined positive or negative potential on its peripheral surface by the charging unit, and then receives image exposure light from an image exposing unit such as slit exposure or laser beam scanning exposure. In this way, electrostatic latent images are sequentially formed on the peripheral surface of the photoreceptor, and the formed electrostatic latent images are then developed with toner by a developing unit. The developed toner image is sequentially transferred by the transfer unit to the transfer material fed from the paper feeding unit between the photoconductor and the transfer unit in synchronization with the rotation of the photoconductor. The transfer material that has received the image transfer is separated from the surface of the photosensitive member, introduced into the image fixing means, and fixed, and printed out as a copy (copy). The surface of the photoconductor after the image transfer is cleaned by removing toner remaining after transfer by a cleaning unit, and after being further neutralized, it is repeatedly used for image formation.
以下、図6の概略全体構成図を参照しながら本発明の画像形成装置の一例について説明する。図6の画像形成装置には、本発明のトナー又は現像剤が収納されており、後述の図7に示す構成からなる熱定着装置を備えている。
図中符号100は、複写機装置本体である。複写機装置本体100は、その上に画像読取装置200を取り付け、シートバンク300上に載置してなる。また、画像読取装置200の上には、背面側を支点に上下に開閉自在に自動原稿搬送装置400を取り付けてなる。
Hereinafter, an example of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the schematic overall configuration diagram of FIG. The image forming apparatus shown in FIG. 6 contains the toner or developer of the present invention, and includes a thermal fixing device having a configuration shown in FIG.
複写機装置本体100には、内部に、像担持体としてドラム状の感光体10を設ける。この感光体10の周りには、図中左側に配置する帯電装置11から、感光体10の回転方向(反時計方向)Aの順に、下側に現像装置12、右側に転写装置13、上側にクリーニング装置14を配置してなる。そのうち、現像装置12では、トナーとして、本発明のトナーを用い、そのトナーを現像ローラを用いて付着して感光体10上の静電潜像を可視像化する。
The copying machine
また、転写装置13は、上下のローラ15・16の間に転写ベルト17を掛け回して構成し、その転写ベルト17を転写位置Bで感光体10の周面に押し当ててなる。
図6中、帯電装置11及びクリーニング装置14の左側に設けるものは、現像装置12に新しいトナーを補給するトナー補給装置20である。
Further, the
In FIG. 6, what is provided on the left side of the charging device 11 and the cleaning device 14 is a
また、複写機装置本体100の内部には、シートバンク300の後述するシートカセット61から送り出したシートSを転写位置Bを経てスタック位置まで下方から上方へと搬送するシート搬送装置Cを備える。シート搬送装置Cは、供給路R1、手差し供給路R2、およびシート搬送路Rを有してなる。
In addition, a sheet conveying apparatus C that conveys a sheet S sent from a sheet cassette 61 (described later) of the
そして、そのシート搬送路Rには、感光体10の上流位置にレジストローラ21を設ける。また、感光体10の下流位置には、熱定着装置22を設ける。詳しくは後述する熱定着装置22には、加熱部材である加熱ローラ30と加圧部材である加圧ローラ32を設ける。
In the sheet conveyance path R, a
そのような熱定着装置22の更に下流には、排出分岐爪34、排出ローラ35・第1加圧ローラ36・第2加圧ローラ37・腰付ローラ38を設ける。そして、その先に、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部(排出位置)39を設けてなる。
Further downstream of the
複写機装置本体100には、図中右側面に、スイッチバック装置42を設けてなる。そのスイッチバック装置42は、シート搬送路Rの排出分岐爪34位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ43を備えるスイッチバック位置44まで導く反転路R3と、スイッチバック位置44から、再びシート搬送路Rのレジストローラ21まで導く再搬送路R4とを有するシート搬送装置Dを備える。そのシート搬送装置Dには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ66を備えてなる。
The copying machine
現像装置12の図中左側には、レーザ書込装置47を備える。レーザ書込装置47には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡48、ポリゴンモータ49、fθレンズ等の走査光学系50などを設けてなる。
A
画像読取装置200には、光源53、複数のミラー54、結像用光学レンズ55、CCD等のイメージセンサ56などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス57を備えてなる。
The
そのコンタクトガラス57の上の自動原稿搬送装置400には、原稿の載置位置に不図示の原稿セット台を設けるとともに、排出位置に不図示の原稿スタック台を設ける。また、原稿シートを、原稿セット台から画像読取装置200のコンタクトガラス57上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿シートを搬送する不図示のシート搬送ローラを複数備えてなる。
The
シートバンク300には、内部に、記録媒体であるシート・OHPフィルム等のシートSを収納するシートカセット61を多段に備える。各シートカセット61には、それぞれ対応して呼出ローラ62・供給ローラ63・分離ローラ64を設ける。多段に備えるシートカセット61の図中右側に、装置本体100のシート搬送路Rへと通じる上述した供給路R1を形成する。供給路R1にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ66(シート搬送回転体)を備える。
The
なお、複写機装置本体100には、図中右側面に、手差し供給部68を設ける。その手差し供給部68に、手差しトレイ67を開閉自在に設けると共に、その手差しトレイ67上にセットした手差しシートを、シート搬送路Rへと導く上述した手差し供給路R2を備える。その手差しトレイ67にも同様に、呼出ローラ62・供給ローラ63・分離ローラ64を設ける。
The copying machine
さて、いまこの複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置400の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置400を開いて画像読取装置200のコンタクトガラス57上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置400を閉じてそれで押える。
Now, when making a copy using this copying machine, a main switch (not shown) is turned on and a document is set on a document setting table of the
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス57上へと移動してから画像読取装置200を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス57上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置200を駆動する。
When a start switch (not shown) is pressed, when a document is set on the
画像読取装置200を駆動すると、画像読取装置200は、光源53をコンタクトガラス57に沿って移動すると共に、光源53からの光をコンタクトガラス57上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー54で反射し、結像用光学レンズ55を経て、イメージセンサ56に入れ、そのイメージセンサ56で原稿内容を読み取る。
When the
また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体10を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置11で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置200で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置47で書込みを行い、感光体10の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置12でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。
At the same time, the
また、スタートスイッチを押した際に同時に、シートバンク300中に多段に備える複数のシートカセット61中の選択サイズに対応するシートカセット61内から呼出ローラ62によりシートSを送り出し、続く供給ローラ63・分離ローラ64で1枚ずつ分離して搬送しながら供給路R1に入れ、シート搬送ローラ66で搬送してシート搬送路Rへと導き、レジストローラ21に突き当てて止める。そして、上述した感光体10の可視像化したトナー画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ21を回転し、感光体10の右側へと送り込む。
At the same time when the start switch is pressed, the sheet S is sent out from the
あるいは、手差し給紙部68の手差しトレイ67を開けて、その手差しトレイ67上にセットした手差しシートを呼出ローラ62により送り出し、続く供給ローラ63・分離ローラ64で1枚ずつ分離して搬送しながら手差し供給路R2に入れ、シート搬送ローラ66で搬送してシート搬送路Rへと導き、同じくレジストローラ21で感光体10の回転にタイミングを合わせて該感光体10の右側へと送り込む。
Alternatively, the
それから、感光体10の右側へと送り込んだシートSに、図示例では転写装置13により転写位置Bで感光体10上のトナー画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体10上の残留トナーはクリーニング装置14で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体10上の残留電位を除去して帯電装置11からはじまる次の画像形成に備える。
Then, the toner image on the
一方、画像転写後のシートSは、転写ベルト17で搬送して熱定着装置22に入れ、加熱ローラ30と加圧ローラ32間に通して搬送しながら、それらにより熱と圧力を加えてシートS上のトナー画像を定着する。その後、排出ローラ35・第1加圧ローラ36・第2加圧ローラ37・腰付ローラ38により、シートに腰をつけて排出スタック部39上に排出してそこにスタックする。
On the other hand, the sheet S after the image transfer is conveyed by the
なお、シートの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪34を切り替える。そして、表面にトナー画像を転写したシートを、シート搬送路Rから反転路R3に入れ、シート搬送ローラ66で搬送してスイッチバック位置44へ入れ、スイッチバックローラ43でスイッチバックすることにより再搬送路R4に入れて反転し、シート搬送ローラ66で搬送して再びシート搬送路Rに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。
Note that the
本発明の画像形成装置に用いられる加熱ローラと加圧ローラを備えた熱定着装置の概略構成図の一例を図7に示す。
図7に示すように加熱ローラ31と加圧ローラ32の間に記録媒体を通して搬送しながらその記録媒体上のトナー像を定着する熱定着装置であり、加熱ローラ31に付着したトナーを除去するクリーニング部材であるクリーニングローラ74を備え、加熱ローラと加圧ローラ間に加わる面圧(ローラ荷重/接触面積)が1.5×105Pa以下にしたものである。
FIG. 7 shows an example of a schematic configuration diagram of a heat fixing device including a heating roller and a pressure roller used in the image forming apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 7, this is a thermal fixing device that fixes a toner image on a recording medium while being conveyed through the recording medium between the heating roller 31 and the
クリーニングローラ74を加熱ローラ31又は加圧ローラ32に直接押し当てて、加熱ローラ31又は加圧ローラ32に付着したトナーを、クリーニングローラに固着して除去する場合に限らず、この図7に示すように加圧ローラ32に押し当てるトナー除去部材84を介して加圧ローラ32に付着したトナーを、クリーニングローラに固着して除去するものであってもよいし、図示は省略するが、加熱ローラ31に押し当てるトナー除去部材84を介して加熱ローラ30に付着したトナーを、クリーニング部材74に固着して除去するものであってもよい。
The cleaning roller 74 is directly pressed against the heating roller 31 or the
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、部の表記はいずれも重量部を示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to this. In addition, all the description of a part shows a weight part.
〈実施例1〉
以下の条件で、トナー粒子の製造に用いる各原料を合成あるいは調製し、実施例1のトナーを作製した。
<Example 1>
Under the following conditions, the raw materials used for the production of the toner particles were synthesized or prepared to produce the toner of Example 1.
<製造例1:有機微粒子エマルションの合成と樹脂微粒子分散液(1)の調製>
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水838部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン73部、メタクリル酸92部、アクリル酸ブチル130部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[樹脂微粒子分散液(1)]を得た。樹脂微粒子分散液(1)をLA−920で測定したところ体積平均粒径は90nmであった。樹脂微粒子分散液(1)の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは57℃であり、重量平均分子量は20万であった。
<Production Example 1: Synthesis of organic fine particle emulsion and preparation of resin fine particle dispersion (1)>
In a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, water 838 parts, sodium salt of ethylene oxide methacrylate adduct sulfate (Eleminol RS-30, manufactured by Sanyo Chemical Industries), 73 parts of styrene, 92 parts of methacrylic acid, When 130 parts of butyl acrylate and 1 part of ammonium persulfate were added and stirred at 400 rpm for 15 minutes, a white emulsion was obtained. The system was heated to raise the temperature in the system to 75 ° C. and reacted for 5 hours. Further, 30 parts of a 1% ammonium persulfate aqueous solution was added, and the mixture was aged at 75 ° C. for 5 hours, and an aqueous vinyl resin (a copolymer of sodium salt of styrene-methacrylic acid-butyl acrylate-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate). A dispersion [resin fine particle dispersion (1)] was obtained. When the resin fine particle dispersion (1) was measured by LA-920, the volume average particle diameter was 90 nm. A part of the resin fine particle dispersion (1) was dried to isolate the resin component. The Tg of the resin was 57 ° C., and the weight average molecular weight was 200,000.
<製造例2:水相(1)の調製>
水990部、[樹脂微粒子分散液(1)]83部、ドデシルジフェニルェーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相(1)]とする。
<Production Example 2: Preparation of aqueous phase (1)>
Mixing 990 parts of water, 83 parts of [resin fine particle dispersion (1)], 37 parts of 48.5% aqueous solution of dodecyl diphenyl ether disulfonate (Eleminol MON-7: Sanyo Chemical Industries) and 90 parts of ethyl acetate Agitation gave a milky white liquid. This is designated as [aqueous phase (1)].
<製造例3:未変性ポリエステル(a)の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸138部、イソフタル酸138部を常圧下、210℃で10時間重縮合し、次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後160℃まで冷却し、これに18部の無水フタル酸を加えて2時間反応し、ポリエステル(a)、いわゆるウレタン結合で変性されていない[未変性ポリエステル(a)]を得た。この未変性ポリエステル(a)は、第1の結着樹脂に該当する。未変性ポリエステル(a)のTgは、42℃、MW28000、ピークトップ3500、酸価15.3であった。
<Production Example 3: Synthesis of unmodified polyester (a)>
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 138 parts of terephthalic acid and 138 parts of isophthalic acid were subjected to polycondensation at 210 ° C. for 10 hours under normal pressure. After reacting at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, cooling to 160 ° C., adding 18 parts of phthalic anhydride to this and reacting for 2 hours, polyester (a), not modified with a so-called urethane bond [unmodified polyester (A)] was obtained. This unmodified polyester (a) corresponds to the first binder resin. Tg of unmodified polyester (a) was 42 ° C., MW 28000, peak top 3500, and acid value 15.3.
<製造例4:イソシアネート基含有プレポリマー(1)の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸274部、無水トリメリット酸20部、及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で脱水しながら5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート188部と2時間反応を行ない、末端にイソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマー(1)、略して[イソシアネート基含有プレポリマー(1)]を得た。
このイソシアネート基含有プレポリマー(1)は、活性水素基を有する下記ケチミン化合物(1)と造粒過程で重付加反応することにより、ウレタン結合で変性された、変性ポリエステル(第2の結着樹脂)を形成する。
<Production Example 4: Synthesis of isocyanate group-containing prepolymer (1)>
724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 274 parts of isophthalic acid, 20 parts of trimellitic anhydride, and 2 parts of dibutyltin oxide are placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and at normal pressure. The reaction was carried out at 230 ° C. for 8 hours, and further reacted for 5 hours while dehydrating at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg, then cooled to 160 ° C., 32 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Next, the mixture was cooled to 80 ° C., reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours, and a polyester prepolymer (1) containing an isocyanate group at the terminal, abbreviated as [isocyanate group-containing prepolymer (1)]. Got.
This isocyanate group-containing prepolymer (1) is a modified polyester (second binder resin) modified with a urethane bond by polyaddition reaction with the following ketimine compound (1) having an active hydrogen group in the granulation process. ).
<製造例5:ケチミン化合物(1)の製造>
攪拌棒及び温度計の付いた反応槽中にイソホロンジアミン30部とメチルエチルケトン70部を仕込み、50℃で5時間反応を行ない[ケチミン化合物(1)]を得た。
<Production Example 5: Production of ketimine compound (1)>
In a reaction vessel equipped with a stirring bar and a thermometer, 30 parts of isophoronediamine and 70 parts of methyl ethyl ketone were charged and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain [ketimine compound (1)].
<製造例6:マスターバッチ(1)の製造>
水1200部、カーボンブラック(Printex35:デクサ製)540部、ポリエステル樹脂(実施例5に記載の未変性ポリエステル(b))1200部を加え、加圧ニーダーで混合した。混合物を2本ロールにより、150℃で30分混練後、圧延冷却してパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ(1)]を得た。なお、カーボンブラックのDBP吸油量は42ml/100mgで、pHが9.5のものを使用した。
<Production Example 6: Production of master batch (1)>
1200 parts of water, 540 parts of carbon black (Printex35: manufactured by Dexa) and 1200 parts of a polyester resin (unmodified polyester (b) described in Example 5) were added and mixed with a pressure kneader. The mixture was kneaded with two rolls at 150 ° C. for 30 minutes, rolled and cooled, and pulverized with a pulverizer to obtain [Masterbatch (1)]. Carbon DB used had a DBP oil absorption of 42 ml / 100 mg and a pH of 9.5.
<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[未変性ポリエステル(a)]378部、カルナウバワックス(WAX)55部、ワックス分散剤10部、(スチレン/アクリロニトリル/N−BMA共重合体)酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで、容器に[マスターバッチ(1)]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液(1)]を得た。
[原料溶解液(1)]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度:1kg/hr、ディスク周速度:6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行なった。次いで、[未変性ポリエステル(a)]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで3パスし、[顔料・WAX分散液(1)]を得た。
<Production Example 7: Production of pigment / WAX dispersion (1)>
In a container equipped with a stir bar and a thermometer, 378 parts of [unmodified polyester (a)], 55 parts of carnauba wax (WAX), 10 parts of wax dispersant, (styrene / acrylonitrile / N-BMA copolymer) acetic acid 947 parts of ethyl was charged, heated to 80 ° C. with stirring, maintained at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. in 1 hour. Next, 500 parts of [Masterbatch (1)] and 500 parts of ethyl acetate were placed in a container and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution (1)].
[Raw material solution (1)] 1324 parts are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex), liquid feeding speed: 1 kg / hr, disk peripheral speed: 6 m / sec, 0.5 mm zirconia beads The carbon black and WAX were dispersed under the condition of 80% by volume and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [unmodified polyester (a)] was added, and the mixture was subjected to 3 passes with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX dispersion (1)].
(トナーの製造例:トナー(1))
(イ)乳化及び脱溶剤工程:
上記により準備した[顔料・WAX分散液(1)]749部、[イソシアネート基含有プレポリマー(1)]115部、[ケチミン化合物(1)]2.9部をそれぞれ容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)により回転数5,000rpmで1分間混合した。混合した後、容器に[水相(1)]1000部を加え、フィルミックスー(特殊機化製)により、回転数5,000rpmで5分間混合し、[乳化スラリー(1)]を得た。この時の液温は20℃±2℃を保ち、乳化後3h熟成した。乳化粒径をコールターマルチサイザー粒度分布計で測定し、所定の4〜5μmまできたところで反応終了とした。
撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー(1)]を投入し、周速5m/s以上の攪拌速度で攪拌し、紡錘状のトナー粒子を得た。その後、30℃で8時間脱溶剤し[分散スラリー(1)]を得た。
(Example of toner production: Toner (1))
(I) Emulsification and solvent removal process:
749 parts of [Pigment / WAX dispersion (1)], 115 parts of [Isocyanate group-containing prepolymer (1)] and 2.9 parts of [Ketimine compound (1)] prepared above were put in a container, respectively. (Made by Special Machine) was mixed for 1 minute at a rotation speed of 5,000 rpm. After mixing, 1000 parts of [Aqueous Phase (1)] was added to the container, and mixed for 5 minutes at 5,000 rpm with Filmix (made by Tokushu Kika) to obtain [Emulsified Slurry (1)]. . The liquid temperature at this time was kept at 20 ° C. ± 2 ° C., and ripened for 3 hours after emulsification. The emulsified particle size was measured with a Coulter Multisizer particle size distribution meter, and the reaction was terminated when it reached a predetermined 4 to 5 μm.
[Emulsified slurry (1)] was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and stirred at a stirring speed of 5 m / s or more to obtain spindle-shaped toner particles. Thereafter, the solvent was removed at 30 ° C. for 8 hours to obtain [Dispersed slurry (1)].
(ロ)洗浄及び乾燥工程:
上記[乳化スラリー(1)]100部を減圧濾過した後、以下(a)〜(d)の処理を行い[濾過ケーキ(1)]を得た。
(a):減圧濾過した濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーにより、回転数12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。
(b):(a)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーにより、回転数12,000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した。
(c):(b)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーにより、回転数12,000rpmで10分間混合した後、濾過した。
(d):(c)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーにより、回転数12,000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行なった。これにより、[濾過ケーキ(1)]を得た。
濾過ケーキ(1)を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い[着色粉体である母体粒子(1)]を得た。
(B) Cleaning and drying process:
After filtering 100 parts of the above [emulsified slurry (1)] under reduced pressure, the following processes (a) to (d) were carried out to obtain [filter cake (1)].
(A): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake filtered under reduced pressure, and the mixture was mixed with a TK homomixer at 12,000 rpm for 10 minutes, followed by filtration.
(B): 100 parts of a 10% sodium hydroxide aqueous solution was added to the filter cake of (a), mixed with a TK homomixer at 12,000 rpm for 30 minutes, and then filtered under reduced pressure.
(C): 100 parts of 10% hydrochloric acid was added to the filter cake of (b), mixed with a TK homomixer at 12,000 rpm for 10 minutes, and then filtered.
(D): 300 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (c), mixed with a TK homomixer at 12,000 rpm for 10 minutes, and then filtered twice. This obtained [Filter cake (1)].
The filter cake (1) was dried for 48 hours at 45 ° C. with a circulating dryer, and sieved with a mesh of 75 μm mesh [matrix particles (1) as a colored powder].
(ハ)着色粉体である母体粒子(1)の調製処理:
次に、上記で得られた[着色粉体である母体粒子(1)]100部に対して、帯電制御剤(ボントロン E−84:オリエント化学社製)0.25部をQ型ミキサー(三井鉱山社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/secに設定し、2分間運転−1分間休止の処理を5サイクル行なった。処理時間の合計は10分間とした。
更に、疎水性シリカ(H2000:クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、周速を15m/secとして30秒混合−1分間休止の処理を5サイクル行ない、ブラックトナー(1)、略して[トナー(1)]を得た。
(C) Preparation of base particles (1) which are colored powders:
Next, 0.25 parts of a charge control agent (Bontron E-84: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) is added to 100 parts of [matrix particles (1) as a colored powder] obtained above, and a Q-type mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.), the peripheral speed of the turbine blades was set to 50 m / sec, and a 2-minute operation-1-minute pause process was performed for 5 cycles. The total processing time was 10 minutes.
Furthermore, 0.5 part of hydrophobic silica (H2000: manufactured by Clariant Japan) was added, the peripheral speed was 15 m / sec, mixing for 30 seconds and resting for 1 minute was performed for 5 cycles, black toner (1), abbreviated. [Toner (1)] was obtained.
得られた[トナー(1)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。
なお、表1中に示した評価項目における結着樹脂(Tg)、第一と第二の結着樹脂の比、離型剤(種類、融点)、トナー粒径分布(Dv、Dn、Dv/Dn、3μm以下及び8μ以上の各粒子含有量)、トナー形状及び微粒子含有量(2μ以下の粒子含有量、円形度)、トナーの性状(1/2流出温度T1)、クリーニングローラに付着したトナーの性状(1/2流出温度T2、T2−T1、粘弾性)、トナー組成分中の離型剤及びTHF不溶成分(離型剤含有量、離型剤の分散状態、THF不溶成分)の各測定は、前述の実施の形態において説明した測定方法に準拠して行った。
The specifications and properties of the obtained [Toner (1)] are shown in Table 1 below.
The binder resin (Tg), the ratio between the first and second binder resins, the release agent (type, melting point), and the toner particle size distribution (Dv, Dn, Dv /) in the evaluation items shown in Table 1. Dn, particle sizes of 3 μm or less and 8 μm or more), toner shape and fine particle content (particle content of 2 μ or less, circularity), toner properties (1/2 outflow temperature T1), toner adhering to the cleaning roller (1/2 outflow temperature T2, T2-T1, viscoelasticity), release agent and toner insoluble component (release agent content, release agent dispersion state, THF insoluble component) in the toner composition The measurement was performed in accordance with the measurement method described in the above embodiment.
また、得られた[トナー(1)]を用いて低温定着性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した。評価結果を下記表2に示す。なお、各評価方法は下記による。 Further, the obtained [Toner (1)] was used to evaluate low-temperature fixability, hot offset resistance, heat-resistant storage, resolution, image density, powder flowability, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. The evaluation results are shown in Table 2 below. Each evaluation method is as follows.
〔トナー溶け出しの試験法〕
トナー溶け出しとは、定着時のオフセットトナーが加熱ローラを経由してクリーニングローラに回収される機構になっているが、その回収された付着物が加熱ローラの熱により練られ、溶け出し始め、画像に付着、汚染する現象のことを言う。試験法としては、溶け出し耐久ランを実施し、クリーニングローラーにトナーを付着させて溶け出しの差を確認する。試験の条件は次による。
<条件>
複写機:RICOH製 imagio Neo451、
評価用定着ユニット:RICOH製 imagio Neo451(加圧ローラ径:φ30)用定着器、
ランモード:1to15 インターバル30s、6%チャート、15K/日、
評価:トナー溶け出しにより画像が汚れ出すまでの発生枚数の確認
[Test method for toner dissolution]
Toner melting is a mechanism in which the offset toner at the time of fixing is collected by the cleaning roller via the heating roller, but the collected deposit is kneaded by the heat of the heating roller, and begins to melt. A phenomenon that adheres to or contaminates images. As a test method, a melting out endurance run is carried out, and toner is attached to the cleaning roller to check a difference in melting out. The test conditions are as follows.
<Conditions>
Copy machine: RICOH made by RICOH Neo 451,
Fixing unit for evaluation: a fixing device for imgio Neo451 (pressure roller diameter: φ30) manufactured by RICOH,
Run mode: 1to15 interval 30s, 6% chart, 15K / day,
Evaluation: Confirmation of the number of sheets until the image is smeared due to toner dissolution
〔粉体流動性の評価方法〕
ホソカワミクロン製パウダーテスターを用いてかさ密度を測定した。流動性の良好なトナーほど、かさ密度は大きい。評価は以下の4段階で評価した。
×:かさ密度が0.25未満 、
△:かさ密度が0.25〜0.30 、
○:かさ密度が0.30〜0.35、
◎:かさ密度が0.35以上
[Evaluation method of powder flowability]
The bulk density was measured using a powder tester made by Hosokawa Micron. The toner with better fluidity has a higher bulk density. Evaluation was performed in the following four stages.
X: Bulk density is less than 0.25,
Δ: Bulk density is 0.25 to 0.30,
○: Bulk density is 0.30 to 0.35,
A: Bulk density is 0.35 or more
〔低温定着性;定着下限温度の評価方法〕
加熱ローラとしてテフロン(登録商標)ローラを使用した。(株)リコー製複写機MF−200の定着部を改造した装置を用いて、これにリコー製のタイプ6200紙をセットし、複写テストを行った。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる加熱ロール温度をもって定着下限温度とし、低温定着性評価した。
[Low-temperature fixability; Evaluation method for minimum fixing temperature]
A Teflon (registered trademark) roller was used as the heating roller. Using a device in which the fixing unit of the Ricoh Co., Ltd. MF-200 was remodeled, type 6200 paper made by Ricoh was set therein, and a copying test was conducted. The low temperature fixing property was evaluated by setting the heating roll temperature at which the residual ratio of the image density after rubbing the fixed image with a pad to 70% or more was set as the minimum fixing temperature.
〔ホットオフセット性;ホットオフセット発生温度の評価方法〕
上記定着下限温度と同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視で評価した。ホットオフセットが発生した加熱ロール温度をもってホットオフセット発生温度として、ホットオフセット性を評価した。
[Hot offset property; Evaluation method of hot offset occurrence temperature]
The fixing was evaluated in the same manner as the above-mentioned fixing lower limit temperature, and the presence or absence of hot offset to the fixed image was visually evaluated. The hot offset property was evaluated using the heating roll temperature at which hot offset was generated as the hot offset generation temperature.
〔耐熱保存性の評価〕
<測定器>
針入度試験器(日科エンジニアリング)、タッピングマシーン、30mLスクリュウバイアル。
<保管>
恒温層
<方法>
(1)トナーを30MLのスクリュウバイアルに10g採取、
(2)(1)のトナーをタッピングマシーンに150回/1分35秒かける、
(3)所定の温度50℃、24時間恒温槽で静かに保管、
(4)24時間後恒温槽から取りだし2時間静止、
(5)針入度試験器にて針を落下させ針入度を試験
<判定基準>
○:16mm以上、
△:10〜15mm、
×:10mm以下
[Evaluation of heat-resistant storage stability]
<Measurement instrument>
Needle penetration tester (Nikka Engineering), tapping machine, 30 mL screw vial.
<Storage>
Constant temperature layer <Method>
(1) Collect 10g of toner in a 30ML screw vial,
(2) Apply the toner of (1) to the tapping machine 150 times / 1 minute 35 seconds,
(3) Keep quietly in a constant temperature bath at a predetermined temperature of 50 ° C. for 24 hours,
(4) Take out from the thermostatic chamber after 24 hours and rest for 2 hours.
(5) Drop the needle with a penetration tester and test the penetration. <Criteria>
○: 16 mm or more
Δ: 10 to 15 mm,
×: 10 mm or less
〔画像濃度の評価〕
<現像剤の調製>
粒径4〜6μmに揃えたトナー50部とシリコン樹脂皮膜キャリア(シリコン樹脂:信越化学社製KR250、芯材キャリア100μm)950部とを混合器にて20分振り混ぜて現像剤とした。
(Evaluation of image density)
<Preparation of developer>
50 parts of toner having a particle diameter of 4 to 6 μm and 950 parts of a silicone resin film carrier (silicon resin: KR250 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.,
<実写テスト>
これらの現像剤を複写機(リコー製 imagio Neo450)を使用し、高温高湿環境(30℃/80%RH)下にて連続で1万枚の実写を行った。初期と1万枚実写後の画像濃度、解像力を下記評価方法により評価した。
〈評価方法/画像濃度〉
原稿濃度が1.38のベタ部の複写画像に対する相対濃度をマクベス濃度計により測定し、画像濃度とした。
(判定基準)
○:初期濃度と1万枚コピー濃度の差が0.10以内、
△:初期濃度と1万枚コピー濃度の差が0.11〜0.20 、
×:初期濃度と1万枚コピー濃度の差が0.21以上
<Live-action test>
Using these developers, a copying machine (Imagio Neo450 manufactured by Ricoh) was used, and 10,000 sheets were continuously photographed under a high temperature and high humidity environment (30 ° C./80% RH). The image density and resolving power at the initial stage and after 10,000 actual shots were evaluated by the following evaluation methods.
<Evaluation method / Image density>
The relative density with respect to the copy image of the solid portion having an original density of 1.38 was measured with a Macbeth densitometer to obtain an image density.
(Criteria)
○: Difference between initial density and 10,000-sheet copy density is within 0.10,
Δ: The difference between the initial density and the 10,000-sheet copy density is 0.11 to 0.20,
X: The difference between the initial density and the 10,000-sheet copy density is 0.21 or more.
〔解像度の評価〕
解像度は、縦線、横線がそれぞれ1mm当り、2.0、2.2、2.5、2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1本の線が等間隔に並んでいる線画像に対して、複写画像が線間をどこまで忠実に再現できているかを評価する。すなわち、再現できている1mmあたりの本数が解像度になる。
(判定基準)
○:6.3本/mm以上
△:5.0〜5.6本/mm
×:4.5本/以下
[Evaluation of resolution]
The resolution is 2.0, 2.2, 2.5, 2.8, 3.2, 3.6, 4.0, 4.5, 5.0, 5. For a line image in which 6, 6.3, and 7.1 lines are arranged at equal intervals, it is evaluated how faithfully the copied image can be reproduced between the lines. That is, the number per 1 mm that can be reproduced is the resolution.
(Criteria)
○: 6.3 pieces / mm or more Δ: 5.0 to 5.6 pieces / mm
×: 4.5 / piece
〈実施例2〉
実施例1において用いた[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例8により製造した[顔料・WAX分散液(2)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(2)]を得た。得られた[トナー(2)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(2)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
<Example 2>
In the same manner as in Example 1, except that [Pigment / WAX Dispersion (1)] used in Example 1 was replaced with [Pigment / WAX Dispersion (2)] prepared in Preparation Example 8 below, [Toner ( 2)] was obtained. The specifications and properties of the obtained [Toner (2)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (2)] was used to evaluate the results of low temperature fixing property, hot offset property, heat resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and toner contamination due to toner dissolution. It is shown in Table 2 below.
<製造例8:顔料・WAX分散液(2)の製造>
前記実施例1の<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>においてカルナウバワックス(WAX)55部を85部に代え、ワックス分散剤10部を20部に代えたほかは製造例7と同様にして[顔料・WAX分散液(2)]を製造した。
<Production Example 8: Production of pigment / WAX dispersion (2)>
Manufacture except that 55 parts of carnauba wax (WAX) was replaced with 85 parts and 10 parts of wax dispersant was replaced with 20 parts in <Production Example 7: Production of pigment / WAX dispersion (1)> in Example 1 above. [Pigment / WAX dispersion (2)] was produced in the same manner as in Example 7.
〈実施例3〉
実施例1において用いた[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例9により製造した[顔料・WAX分散液(3)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(3)]を得た。得られた[トナー(3)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(3)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
<Example 3>
In the same manner as in Example 1, except that [Pigment / WAX Dispersion (1)] used in Example 1 was replaced with [Pigment / WAX Dispersion (3)] prepared in Preparation Example 9 below, [Toner ( 3)]. The specifications and properties of the obtained [Toner (3)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (3)] was used to evaluate the results of low temperature fixing property, hot offset property, heat resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and toner contamination due to toner dissolution. It is shown in Table 2 below.
<製造例9:顔料・WAX分散液(3)の製造>
前記実施例1の<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>において用いたカルナウバワックス(WAX)55部をライスワックス55部に代えたほかは製造例7と同様にして[顔料・WAX分散液(3)]を製造した。
<Production Example 9: Production of pigment / WAX dispersion (3)>
The same procedure as in Production Example 7 except that 55 parts of carnauba wax (WAX) used in <Production Example 7: Production of Pigment / WAX Dispersion (1)> in Example 1 was replaced with 55 parts of rice wax [ Pigment / WAX dispersion (3)] was produced.
〈実施例4〉
実施例1において用いた[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例10により製造した[顔料・WAX分散液(4)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(4)]を得た。なお、第1の結着樹脂は、[未変性ポリエステル(a)]である。得られた[トナー(4)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(4)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
<Example 4>
In the same manner as in Example 1, except that [Pigment / WAX Dispersion (1)] used in Example 1 was replaced by [Pigment / WAX Dispersion (4)] prepared in Preparation Example 10 below, [Toner ( 4)]. The first binder resin is [unmodified polyester (a)]. The specifications and properties of the obtained [Toner (4)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (4)] was used to evaluate the results of low temperature fixing property, hot offset property, heat resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and toner contamination due to toner dissolution. It is shown in Table 2 below.
<製造例10:顔料・WAX分散液(4)の製造>
前記実施例1の<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>において用いたカルナウバワックス(WAX)55部をキャンデリラワックス55部に代えたほかは製造例7と同様にして[顔料・WAX分散液(4)]を製造した。
<Production Example 10: Production of pigment / WAX dispersion (4)>
The same procedure as in Production Example 7 except that 55 parts of carnauba wax (WAX) used in <Production Example 7: Production of pigment / WAX dispersion (1)> in Example 1 was replaced with 55 parts of candelilla wax. [Pigment / WAX dispersion (4)] was produced.
〈実施例5〉
実施例1において用いた[未変性ポリエステル(a)]を下記製造例11により製造した[未変性ポリエステル(b)]に代え、[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例13により製造した[顔料・WAX分散液(5)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(5)]を得た。得られた[トナー(5)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(5)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
<Example 5>
[Unmodified polyester (a)] used in Example 1 was replaced with [Unmodified polyester (b)] prepared in Preparation Example 11 below, and [Pigment / WAX dispersion (1)] was prepared in Preparation Example 13 below. [Toner (5)] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the [Pigment / WAX dispersion (5)] was used. The specifications and properties of the obtained [Toner (5)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (5)] was used to evaluate the results of low-temperature fixability, hot offset property, heat-resistant storage, resolving power, image density, powder fluidity, and toner contamination due to toner dissolution. It is shown in Table 2 below.
<製造例11:未変性ポリエステル(b)(第1の結着樹脂)の合成>
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物196部、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物553部、テレフタル酸210部、アジピン酸79部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸26部を入れ、180℃、上圧で2時間反応して、[未変性ポリエステル(b)]を得た。[未変性ポリエステル(b)]は、数平均分子量6,200、重量平均分子量36,000、Tg33℃、酸価15であった。
<Production Example 11: Synthesis of unmodified polyester (b) (first binder resin)>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen introduction tube, 196 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 553 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 210 parts of terephthalic acid, 79 parts of adipic acid and
<製造例12:マスターバッチ(2)の製造>
水1200部、カーボンブラック(Regal400R:キャボット製)540部(pH=4.0)、変性ポリエステル樹脂(b)1200部を加え、加圧ニーダーで混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕して[マスターバッチ(2)]を得た。
<Production Example 12: Production of master batch (2)>
1200 parts of water, 540 parts of carbon black (Regal 400R: manufactured by Cabot) (pH = 4.0), 1200 parts of the modified polyester resin (b) are added and mixed with a pressure kneader, and the mixture is 150 ° C. using two rolls. After kneading for 30 minutes, it was cooled by rolling and pulverized with a pulverizer to obtain [Masterbatch (2)].
<製造例13:顔料・WAX分散液(5)の製造>
撹拌棒および温度計をセットした容器に、前記[未変性ポリエステル(b)]378部、カルナウバワックス55部、ワックス分散剤10部、((スチレン/アクリロニトリル/N−BMA共重合体)酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで、容器に[マスターバッチ(2)]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液(2)]を得た。
[原料溶解液2]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行なった。次いで、[未変性ポリエステルb]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで3パスし、[顔料・WAX分散液(5)]を得た。
<Production Example 13: Production of pigment / WAX dispersion (5)>
In a container in which a stir bar and a thermometer are set, 378 parts of the above [unmodified polyester (b)], 55 parts of carnauba wax, 10 parts of a wax dispersant, ((styrene / acrylonitrile / N-BMA copolymer) ethyl acetate 947 parts were charged, and the temperature was raised to 80 ° C. with stirring, maintained at 80 ° C. for 5 hours, and then cooled to 30 ° C. over 1 hour, and then 500 parts of [Masterbatch (2)] and ethyl acetate 500 1 part was added and mixed for 1 hour to obtain [Raw material solution (2)].
[Raw material solution 2] 1324 parts are transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), a liquid feeding speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / sec, and 0.5 mm zirconia beads are 80% by volume. Carbon black and WAX were dispersed under conditions of filling and 3 passes. Next, 1324 parts of a 65% ethyl acetate solution of [unmodified polyester b] was added, and the mixture was subjected to 3 passes with a bead mill under the above conditions to obtain [Pigment / WAX Dispersion (5)].
〈比較例1〉
イオン交換水709gに0.1M−Na3PO4水溶液451gを投入して60℃に加温した後、TKホモミキサーを用いて12,000rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液68gを徐々に添加し、Ca3(PO4)2を含む水系媒体を得た。
スチレン170g、2−エチルヘキシルアクリレート30g、エチレングリコールジアクリレート3.4g、リーガル400R10g、パラフィンワックス(s.p.70℃)20g、ジ−tert−ブチルサリチル酸金属化合物5g、スチレン−メタクリル酸共重合体(Mw5万、酸価20mgKOH/g)10gをTK式ホモミキサーに投入、60℃に加温し、12,000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10gを溶解し、重合性単量体系を調製した。
<Comparative example 1>
After warming the 0.1M-Na 3 PO 4 aqueous solution 451g to put to 60 ° C. in deionized water 709 g, and stirred at 12,000rpm using a TK homomixer. To this, 68 g of 1.0 M CaCl 2 aqueous solution was gradually added to obtain an aqueous medium containing Ca 3 (PO 4 ) 2 .
170 g of styrene, 30 g of 2-ethylhexyl acrylate, 3.4 g of ethylene glycol diacrylate, 10 g of legal 400R, 20 g of paraffin wax (sp. 70 ° C.), 5 g of a metal compound of di-tert-butylsalicylate, styrene-methacrylic acid copolymer ( 10 g of Mw 50,000,
前記水系媒体中に上記重合性単量体系を投入し、60℃、N2雰囲気下において、TKホモミキサーにて10,000rpmで20分間撹拌し、重合性単量体系を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、60℃で3時間反応させた後、液温を80℃とし、10時間反応させた。重合反応終了後冷却し、塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、乾燥をして、[トナー(比較1)]を得た。得られた[トナー(比較1)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較1)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。 The polymerizable monomer system was put into the aqueous medium and stirred at 10,000 rpm for 20 minutes in a TK homomixer at 60 ° C. in an N 2 atmosphere to granulate the polymerizable monomer system. Then, after making it react with a paddle stirring blade for 3 hours at 60 degreeC, liquid temperature was made 80 degreeC and it was made to react for 10 hours. After completion of the polymerization reaction, the mixture was cooled and hydrochloric acid was added to dissolve calcium phosphate, followed by filtration, washing with water and drying to obtain [Toner (Comparative 1)]. The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 1)] are shown in Table 1 below. Further, the obtained [Toner (Comparative 1)] was used to evaluate the low temperature fixing property, hot offset property, heat resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2 below.
〈比較例2〉
以下の条件で、比較用トナー粒子の製造に用いる原料を合成あるいは調製し、トナー(比較2)を作製した。
<Comparative example 2>
Under the following conditions, the raw materials used for the production of comparative toner particles were synthesized or prepared to produce a toner (Comparative 2).
<製造例14:ワックス粒子水性分散液(1)の調製>
1000mlの攪拌装置、温度センサー、窒素導入管及び冷却管付き4頭コルベンに、脱気した蒸留水500ml、ニューコール565C(日本乳化剤社製)28.5g、キャンデリアワックスNo.1(野田ワックス社製)185.5gを添加し、窒素気流下攪拌を行ないつつ、温度を昇温した。内温85℃の時点で、5N−水酸化ナトリウム水溶液を添加し、そのまま75℃まで昇温した。その状態で1時間加熱攪拌を続け、室温まで冷却し、[ワックス粒子水性分散液(1)]を得た。
<Production Example 14: Preparation of aqueous wax particle dispersion (1)>
A 1000 ml stirrer, temperature sensor, nitrogen inlet tube and four-headed Kolben with cooling tube, 500 ml of degassed distilled water, 28.5 g of New Coal 565C (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.), 1 (manufactured by Noda Wax Co., Ltd.) 185.5 g was added, and the temperature was raised while stirring under a nitrogen stream. When the internal temperature was 85 ° C., a 5N sodium hydroxide aqueous solution was added, and the temperature was raised to 75 ° C. as it was. In this state, heating and stirring were continued for 1 hour, followed by cooling to room temperature, to obtain [Wax Particle Aqueous Dispersion (1)].
<着色剤分散液(I)の調製>
カーボンブラック(商品名:モーガルL、キャボット社製)100g、ドデシル硫酸ナトリウム25gを蒸留水540mlに添加し、十分攪拌を行なった後、加圧型分散機(MINI−LAB:ラーニー社製)を用い、分散を行ない[着色剤分散液(I)]を得た。
<Preparation of Colorant Dispersion (I)>
After adding 100 g of carbon black (trade name: Mogal L, manufactured by Cabot Corporation) and 25 g of sodium dodecyl sulfate to 540 ml of distilled water and sufficiently stirring, a pressure type disperser (MINI-LAB: manufactured by Lani Corporation) was used. Dispersion was performed to obtain [Colorant Dispersion Liquid (I)].
<製造例15:高分子量及び低分子量の各バインダー微粒子分散液の合成>
攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した1Lの4頭コルベンに蒸留水480ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.6g、スチレン106.4g、n−ブチルアクリレート43.2g、メタクリル酸10.4gを添加し攪拌を行ないながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで過硫酸カリウム2.1gを120mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行なって重合を完結させた後、室温まで冷却し、[高分子量バインダー微粒子分散液(1)]を得た。
また、攪拌装置、冷却管、温度センサー及び窒素導入管を装着した5Lの4頭コルベンに蒸留水2400ml、ドデシル硫酸ナトリウム2.8g、スチレン620g、n−ブチルアクリレート128g、メタクリル酸52g及びtert−ドデシルメルカプタン27.4gを添加し、攪拌を行ないながら窒素気流下70℃まで昇温した。ここで、過硫酸カリウム11.2gを600mlの蒸留水に溶解した開始剤水溶液を添加し、窒素気流下70℃、3時間攪拌を行なって重合を完結させた後、室温まで冷却し、[低分子量バインダー微粒子分散液(2)]を得た。
<Production Example 15: Synthesis of high molecular weight and low molecular weight binder fine particle dispersion>
A 1 L 4-head Kolben equipped with a stirrer, cooling tube, temperature sensor and nitrogen inlet tube is 480 ml of distilled water, 0.6 g of sodium dodecyl sulfate, 106.4 g of styrene, 43.2 g of n-butyl acrylate, 10.4 g of methacrylic acid. The mixture was heated to 70 ° C. under a nitrogen stream while stirring. Here, an initiator aqueous solution prepared by dissolving 2.1 g of potassium persulfate in 120 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to complete the polymerization. A binder fine particle dispersion (1)] was obtained.
In addition, 5L 4-headed Kolben equipped with a stirrer, cooling pipe, temperature sensor and nitrogen inlet pipe, 2400 ml of distilled water, 2.8 g of sodium dodecyl sulfate, 620 g of styrene, 128 g of n-butyl acrylate, 52 g of methacrylic acid and tert-dodecyl 27.4 g of mercaptan was added, and the temperature was raised to 70 ° C. under a nitrogen stream while stirring. Here, an initiator aqueous solution in which 11.2 g of potassium persulfate was dissolved in 600 ml of distilled water was added, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 3 hours under a nitrogen stream to complete the polymerization, and then cooled to room temperature. Molecular weight binder fine particle dispersion (2)] was obtained.
<製造例16:トナー(比較2)の合成>
攪拌装置、冷却管、温度センサーを備えた1Lセパラブルフラスコに、[高分子量バインダー微粒子分散液(1)]47.6g、[低分子量バインダー微粒子分散液(2)]190.5g、[ワックス粒子水性分散液(1)]を7.7g、[着色剤分散液(I)]を26.7g及び蒸留水252.5mlを加え混合攪拌した後、5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH=9.5に調節を行なった。更に攪拌下、塩化ナトリウム50gを蒸留水600mlに溶解した塩化ナトリウム水溶液、イソプロパノール77ml及びフルオラードFC−170C(住友3M社製:フッ素系ノニオン界面活性剤)10mgを、10mlの蒸留水に溶解した界面活性剤水溶液を順次添加し、内温を85℃まで上昇させて6時間反応を行なった後、室温まで冷却した。この反応液を、5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いてpH=13に調整した後、濾過を行なった。更に蒸留水に再懸濁を行ない濾過、再懸濁を繰り返し、洗浄を行なった後乾燥し、[トナー(比較2)]を得た。得られた[トナー(比較2)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較2)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
<Production Example 16: Synthesis of Toner (Comparative 2)>
In a 1 L separable flask equipped with a stirrer, a condenser, and a temperature sensor, 47.6 g of [high molecular weight binder fine particle dispersion (1)], [low molecular weight binder fine particle dispersion (2)] 190.5 g, [wax particles 7.7 g of aqueous dispersion (1)], 26.7 g of [colorant dispersion (I)] and 252.5 ml of distilled water were added, mixed and stirred, and then pH = 9 using 5N aqueous sodium hydroxide solution. The adjustment was made to .5. Further, under stirring, a sodium chloride aqueous solution in which 50 g of sodium chloride was dissolved in 600 ml of distilled water, 77 ml of isopropanol and 10 mg of Fluorado FC-170C (manufactured by Sumitomo 3M: Fluoro-based nonionic surfactant) dissolved in 10 ml of distilled water. Aqueous agent aqueous solution was sequentially added, the internal temperature was raised to 85 ° C., the reaction was performed for 6 hours, and then cooled to room temperature. This reaction solution was adjusted to pH = 13 with 5N-aqueous sodium hydroxide solution and then filtered. Further, resuspension was performed in distilled water, filtration and resuspension were repeated, washed, and dried to obtain [Toner (Comparative 2)]. The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 2)] are shown in Table 1 below. Further, the obtained [Toner (Comparative 2)] was used to evaluate the low-temperature fixing property, hot offset property, heat-resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2 below.
〈比較例3〉
実施例1において用いた[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例17により製造した[顔料・WAX分散液(比較3)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(比較3)]を得た。
<Comparative Example 3>
[Toner] in the same manner as in Example 1 except that [Pigment / WAX dispersion (1)] used in Example 1 was replaced with [Pigment / WAX dispersion (Comparative 3)] prepared in Preparation Example 17 below. (Comparison 3)] was obtained.
<製造例17:顔料・WAX分散液(比較3)の製造>
前記実施例1の<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>において用いたカルナウバワックス(WAX)55部を28部に代えたほかは製造例7と同様にして[顔料・WAX分散液(比較3)]を製造した。
<Production Example 17: Production of pigment / WAX dispersion (Comparative 3)>
In the same manner as in Production Example 7 except that 55 parts of carnauba wax (WAX) used in <Production Example 7: Production of Pigment / WAX Dispersion (1)> in Example 1 was changed to [Pigment / WAX dispersion (Comparative 3)] was produced.
得られた[トナー(比較3)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較3)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。 The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 3)] are shown in Table 1 below. Further, the obtained [Toner (Comparative 3)] was used to evaluate the low-temperature fixing property, hot offset property, heat-resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2 below.
〈比較例4〉
実施例1において用いた[顔料・WAX分散液(1)]を下記製造例18により製造した[顔料・WAX分散液(比較4)]に代えたほかは実施例1と同様にして、[トナー(比較4)]を得た。
<Comparative example 4>
[Toner] in the same manner as in Example 1 except that [Pigment / WAX dispersion (1)] used in Example 1 was replaced with [Pigment / WAX dispersion (Comparative 4)] prepared in Preparation Example 18 below. (Comparison 4)] was obtained.
<製造例18:顔料・WAX分散液(比較4)の製造>
前記実施例1の<製造例7:顔料・WAX分散液(1)の製造>において用いたカルナウバワックス(WAX)55部をポリピレンワックス55部に代えたほかは製造例7と同様にして[顔料・WAX分散液(比較4)]を得た。
<Production Example 18: Production of pigment / WAX dispersion (Comparative 4)>
The same procedure as in Production Example 7 except that 55 parts of carnauba wax (WAX) used in <Production Example 7: Production of Pigment / WAX Dispersion (1)> in Example 1 was replaced with 55 parts of polypropylene wax. [Pigment / WAX dispersion (Comparative 4)] was obtained.
得られた[トナー(比較4)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較4)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。 The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 4)] are shown in Table 1 below. Further, the obtained [Toner (Comparison 4)] was used to evaluate the low-temperature fixing property, hot offset property, heat-resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2 below.
〈比較例5〉
(トナーの製造例)
ビーカー内に[イソシアネート基含有プレポリマー(1)]15.4部、[未変性ポリエステル(b)]64部、酢酸エチル78.6部を入れ、攪拌し溶解した。次いで、ペンタエリスリトールテトラベヘネート20部、カーボン(REAGAL400R:キャボット製)10部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。最後に、実施例1で用いた[ケチミン化合物(1)]2.7部を加えて溶解させた。これを[トナー材料溶液(1)]とする。
<Comparative Example 5>
(Example of toner production)
In a beaker, 15.4 parts of [isocyanate group-containing prepolymer (1)], 64 parts of [unmodified polyester (b)] and 78.6 parts of ethyl acetate were stirred and dissolved. Next, 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate and 10 parts of carbon (REAMAL400R: manufactured by Cabot) were added, and the mixture was stirred at 12,000 rpm with a TK homomixer at 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed. Finally, 2.7 parts of [ketimine compound (1)] used in Example 1 were added and dissolved. This is designated as [toner material solution (1)].
ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(製スーパタイト10:日本化学工業(株))294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌しながら、上記[トナー材料溶液(1)]を投入して10分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒及び温度計付のコルベンに移し、55℃まで昇温して、ウレア化反応をさせながら溶剤を25〜50mmHgの条件下で除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級した。次に、トナー粒子100部にコロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、[トナー(比較5)]を得た。得られた[トナー(比較5)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較5)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。
In a beaker, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of
〈比較例6〉
実施例1において用いた[未変性ポリエステル(a)]を下記により製造した[未変性ポリエステル(d)]に代えたほかは実施例1と同様にしてトナー化し、重量平均粒径4.5μmの[トナー(比較6)]を得た。得られた[トナー(比較6)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較6)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した評価を表2に示す。
<Comparative Example 6>
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that [Non-modified polyester (a)] used in Example 1 was replaced with [Non-modified polyester (d)] produced as follows. [Toner (Comparison 6)] was obtained. The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 6)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (Comparative 6)] was used to evaluate the low-temperature fixing property, hot offset property, heat-resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2.
<比較未変性トナーバインダー(4)の製造>
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物325部及びテレフタル酸155部を、ジブチルチンオキサイド2部を触媒に用いて重縮合し、[未変性ポリエステル(d)]を得た。この[未変性ポリエステル(d)]のTgは61℃であった。なお、未変性ポリエステル(d)は、トナー組成分における第一の結着樹脂に該当するものである。
<Production of comparative unmodified toner binder (4)>
Bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct 325 parts and terephthalic acid 155 parts were polycondensed using 2 parts of dibutyltin oxide as a catalyst to obtain [unmodified polyester (d)]. The Tg of this [unmodified polyester (d)] was 61 ° C. The unmodified polyester (d) corresponds to the first binder resin in the toner composition.
得られた[トナー(比較6)]の諸元及び性状等を下記表1に示す。また、得られた[トナー(比較6)]を用いて低温定着性、ホットオフセット性、耐熱保存性、解像力、画像濃度、粉体流動性、トナーの溶け出しによるトナー汚れの発生に関して評価した結果を下記表2に示す。 The specifications and properties of the obtained [Toner (Comparative 6)] are shown in Table 1 below. In addition, the obtained [Toner (Comparison 6)] was used to evaluate the low-temperature fixing property, hot offset property, heat-resistant storage property, resolving power, image density, powder fluidity, and occurrence of toner contamination due to toner dissolution. Is shown in Table 2 below.
上記評価の結果、実施例1〜5の本発明に係るトナーを用いた画像形成によれば、定着クリーニングローラーからの溶けだしによる汚れも見られず、また低温定着性、耐ホットオフセット性、耐熱保存性、流動性が良好であり、得られた画像の解像度や画像濃度も優れていることが分った。 As a result of the above evaluation, according to the image formation using the toner according to the present invention in Examples 1 to 5, no fouling due to melting from the fixing cleaning roller was observed, and low temperature fixability, hot offset resistance, heat resistant storage It was found that the property and fluidity were good, and the resolution and image density of the obtained image were also excellent.
1 ヒータ
2 加熱部材(加熱ローラー)
3 加圧部材(加圧ローラー)
4 クリーニング部材(クリーニングローラー)
5 溶け出したトナー
1
3 Pressure member (Pressure roller)
4 Cleaning member (cleaning roller)
5 Dissolved toner
Claims (19)
前記トナーの組成分として少なくとも、着色剤、離型剤、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂を含有し、該第一の結着樹脂はガラス転移点が30〜46℃のTHF可溶成分からなり、該第二の結着樹脂はTHF不溶成分からなりその全組成分中の含有量が5〜25wt%であり、該離型剤は樹脂中で互いに独立して分散しその全組成分中の含有量が2〜10wt%であることを特徴とする画像形成用トナー。 An image forming toner used for image formation in which toner attached to a heating member and / or a pressure member in an image fixing process is transferred to a cleaning member to be removed,
The toner contains at least a colorant, a release agent, a first binder resin and a second binder resin, and the first binder resin has a glass transition temperature of 30 to 46 ° C. The second binder resin comprises a THF-insoluble component, and its content in the total composition is 5 to 25 wt%. The release agents are dispersed independently from each other in the resin. A toner for image formation, wherein the content in the total composition is 2 to 10 wt%.
1.00≦Dv/Dn≦1.20 …(1) The weight average particle diameter (Dv) in the particle size distribution of the toner measured by the Coulter method is 3.0 to 6.0 μm, and the ratio (Dv / Dn) to the number average particle diameter (Dn) is represented by the following formula ( The image forming toner according to claim 1, wherein 1) is satisfied.
1.00 ≦ Dv / Dn ≦ 1.20 (1)
前記現像工程に用いられるトナーが、請求項1〜10の何れかに記載の画像形成用トナーであることを特徴とする画像形成方法。 It consists of a charging process for a photoreceptor, a latent image forming process, a developing process using toner, a transfer process, a cleaning process, and a fixing process. The fixing process is carried while passing a recording medium between a heating member and a pressure member. In the image forming method comprising the step of fixing the transferred toner image and the step of transferring the toner adhering to the heating member and / or the pressure member to the cleaning member and removing the toner,
The image forming method according to claim 1, wherein the toner used in the developing step is the image forming toner according to claim 1.
19. An image forming apparatus equipped with a process cartridge, wherein the process cartridge is the process cartridge according to claim 18.
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