JP4247811B2

JP4247811B2 - Image forming method using toner for developing electrostatic image

Info

Publication number: JP4247811B2
Application number: JP2001174846A
Authority: JP
Inventors: 麻衣子近藤; 康敬岩本; 文浩佐々木; 博人樋口; 冰朱; 泰古市
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: JP2002365832A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などの画像形成方法において静電潜像を現像するときに用いられる静電荷像現像用トナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙などにトナー粉像を転写したのち、加熱、加圧あるいは溶剤蒸気などにより定着し、コピー画像を得るものである。
【０００３】
トナー像を転写紙上に加熱定着する方法としては、そのエネルギー効率の良さから、加熱ローラ定着が広く一般に用いられている。近年、省エネルギー化がますます進み、定着を行わない待機時には熱源を切るような場合がある。このような装置では、熱源を入れたら直ちに熱ローラが加熱され、極短時間で所望の温度に達する必要がある。そのため、このような装置に用いられる定着装置は熱エネルギー効率を高めるため、トナー像支持面と接触する側の定着ローラの厚みを薄肉化するといった試みがなされている。これにより、極短時間で所望の温度まで達することが可能となった。
【０００４】
しかし、定着ローラの厚みを薄肉化することによってローラ自身の機械的強度は弱くなり、ローラ間に大きな荷重が加えられなくなった。このような定着装置を支障なく実際に作動させるためには、トナーは従来のトナーとは比較にならない程の低温定着化を実現するものでなければならない。そして近年、低温定着化に対する必要性はますます進み、しかも前記のような薄肉ローラー、低荷重の定着装置を実際に使用しようとした場合、従来の技術では十分な低温定着性、定着温度範囲の確保と熱保存の両立は難しくなる。
【０００５】
上記のような低温定着に使用されるトナーは、一般に低軟化点の樹脂やワックスを用いることにより低温定着性を改良することが試みられている。なかでも定着時のトナーの離型性にはトナー表面のワックス量が大きく影響している。トナー表面に露出しているワックスの量が多いと定着時の加熱によってワックスによる離型性が増加し、耐オフセット性という点で効果はある。しかし、同時にワックスがキャリアにスペントしたり、感光体や現像スリーブに移行してフィルミングを生じたりして良好な画質を得るのを妨げるという問題があった。
さらにこのような低温定着トナーは、熱的に弱いため使用している機械の熱や保存時の熱により固まる、いわゆるブロッキングを起こしたりすることが知られている。
【０００６】
また最近は、コピー機にもプリンタ機能が付加されたものが多く、コピーやプリント１枚のみの出力が多くなり、コピー、プリント枚数に対し現像での現像剤の攪拌時間が多くなってきている。特に機械の使い方で原稿１枚に対しコピー１枚という（通称１ｔｏ１コピー、低Ｄｕｔｙモード）モードの場合、連続コピー時のコピー１枚当たりの現像回転時間に対し、２〜８倍の回転時間を要する。このようなモードの場合は、現像剤の撹拌時に現像剤と現像剤規制部材との間で発生する熱ストレスも大きくなり、ブロッキングの他にトナーがキャリアにスペントし、剤寿命を短くしてしまったり、感光体へのフィルミング等の悪影響を受けやすくなっている。
そして、近年低温定着化に対する必要性はますます進み、しかも前記のような低面圧の定着装置を用い、現像剤撹拌時間の長い使用環境の場合、従来の技術では十分な低温定着性、定着温度範囲の確保と高い耐熱性の両立は難しくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低面圧の定着ローラによる定着装置を有する現像剤の攪拌時間が長く現像剤への熱ストレスが多い使用環境においても、低温定着性を確保しながら耐熱性が高く、良好な画像を安定して得ることができる静電荷像現像用トナー及びこのトナーを用いる画像形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では少なくとも結着樹脂、ワックス、着色剤を含有したトナーとキャリアからなる２成分現像剤を有し、定着時の面圧（ローラ荷重／接触面積）が１．５×１０⁵Ｐａ以下のオイルレス定着を用いた電子写真画像形成装置で、システム速度が１５０〜７６０ｍｍ／ｓｅｃのスピードで、原稿１枚あたりコピー１枚の現像剤攪拌時間が４秒以上であり、原稿１枚あたりコピー１枚の現像剤攪拌時間が連続コピーでの１枚あたり現像剤攪拌時間の２〜８倍である現像装置において、板状に加圧成形した際の表面摩擦係数が０．２以上であるトナーを用いることによって前記課題が解消される。
【０００９】
本発明者らは鋭意検討の結果、トナー粒子表面に存在するワックスの量とトナー表面摩擦係数との間に相関が見られることを見いだした。トナー粒子表面に存在するワックス量が多いほどトナー表面の摩擦係数は低くなる。本発明においては、トナー粒子表面の摩擦係数を測定する手段として、トナーを板状に加圧成形し、その表面を測定する。このことは同時に、加圧することにより実機内の負荷を代用しており、上記使用環境における安定性についても知ることができる。トナー表面摩擦係数の値は０、２以上であり、０．２０以上０．４０以下の値となるのがより好ましい。
【００１０】
トナー表面摩擦係数の値が０．２０未満の場合は、トナー表面に露出しているワックスの量が多いためこれがキャリアや感光体へ移行し、キャリアスペントや感光体フィルミングが発生しやすい。また、０．４０を越える値になると離型剤本来の役割である離型性がやや不十分となるため、ホットオフセットが発生しやすくなる。
なお、本発明における表面摩擦係数は、測定装置として協和界面科学社製の自動摩擦・摩耗解析装置ＤＦＰＭ−ＳＳ型を用い、接触子としてステンレスボールを用いた場合の静止摩擦係数の値である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明では、トナーに分散するワックスとして、カルナウバワックス、またはライスワックス、またはエステルワックスを用いることが有効である。これらのワックスは他のワックスに比べ、低温定着性に優れている。
カルナウバワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であり、さらに揮発成分が少ないため感光体へのフィルミングや帯電付与部材へのスペントが少ないため特に好ましい。
ライスワックスは米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。
これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量は０．５〜１０重量部が好ましい。
【００１２】
また、特にワックスの含有量は、トナー樹脂成分に対して１〜１０重量部の範囲が一般的であるが、本発明においては５重量部以下、より好ましくは１〜５重量部が良い。１重量部未満の場合は離型剤としての効果が十分でないため、５重量部を超えた場合はトナー表面へのワックスの露出量が多くなるため、キャリアへのスペントや、感光体へのフィルミングが発生しやすくなる。
【００１３】
また、特に該トナーがクロロホルム不溶分を５〜４０％含有することにより、熱ストレスが多い使用環境において低温定着性を損なうこと無くホットオフセット性に余裕度が高いトナーを得ることができることが判明した。
ここで、クロロホルム不溶分が５％より少ない場合には、ホットオフセット性に問題が生じ、クロロホルム不溶分が４０％より多い場合は、耐熱性やホットオフセット性はより改良されるが、低温定着性が悪化するという不具合が見られた。
【００１４】
また、特に該トナーは平均体積粒径が５〜１０μｍで、５μｍ以下のトナーの含有率が６０〜８０個数％であることによって、熱ストレスが多い使用環境においても良好な定着性を有し、良好な画像を保つことができることが判明した。
５μｍ以下のトナーの含有率が６０個数％以下である時は、細線再現性等の画質安定性が悪化することがある。また、５μｍ以下のトナーの含有率が８０個数％以上である時は、トナーの均質化が損なわれ、帯電安定性が悪化し画像濃度が低下することがある。
【００１５】
本発明のトナーは樹脂成分として、５０重量％以上のポリエステル樹脂を含有することが好ましい。ポリエステル樹脂一般的に他の樹脂に比べ、耐熱保存性を維持したまま低温定着が可能であるため本発明には適した結着樹脂である。
【００１６】
本発明のトナーがキャリアとともに二成分現像剤を構成する場合には、特にキャリアとして表面をシリコーン樹脂被覆したキャリアを用いることが好ましい。従来より、キャリア表面へのトナースペントを防止するため、各種樹脂を被覆したキャリアが提案されているが、ワックスのスペントに対し、シリコンコートキャリアが極めて効果が有ることが判明した。
【００１７】
また、本発明に用いられる定着装置の例は図１に示されるものである。図中、１は定着ローラ、２は加圧ローラをそれぞれ表している。定着ローラ１はアルミニウム、鉄、ステンレス又は真鍮のような、高熱伝導体から構成された金属シリンダー３の表面にＲＴＶ、シリコンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層４が被覆されている。定着ローラ１の内部には、加熱ランプ５が配置されている。加圧ローラ２の金属シリンダー６は定着ローラ１と同じ材質が用いられる場合が多く、その表面にはＰＦＡ、ＰＴＦＡなどのオフセット防止層７が被覆されている。また、必ずしも必要ではないが、加圧ローラ２の内部には加熱ランプ８が配置されている。
定着ローラと加圧ローラは図示してはいないが、両端のバネにより圧接され回転する。この定着ローラ１と加圧ローラ２の間にトナー像Ｔの付着支持体Ｓ（紙などの転写紙）を通過させ定着を行う。
【００１８】
本発明に用いられる定着装置は、定着ローラの金属シリンダーの厚みを１．０ｍｍ以下とすることにより、定着ローラの温度立ち上がり特性を改善したものであり、極めて短時間で所望の温度まで立ち上げることができる。
好ましい金属シリンダーの厚みは、用いる材料の強度、熱伝導率により異なるが０．２〜０．７ｍｍが好ましい。
【００１９】
また、定着ローラと加圧ローラ間に加える荷重（面圧）は１．５×１０⁵Ｐａ以下であることが好ましい。面圧はローラ両端に加えられる荷重をローラ接触面積で割った値である。
ローラ接触面積は、定着可能温度まで加熱したローラ間にＯＨＰ用紙のような、加熱により表面性の大きく変化するシートを通過させ、途中で停止し数１０秒間保持した後排出し、表面性の変化した箇所の面積を求める。
ローラー面圧は高い方がトナー像の定着には有利であるが、前記定着ローラの金属シリンダーの厚みを１．０ｍｍ以下とした定着装置では、ローラの歪みを、招くため大荷重は加えられず、その荷重は１．５×１０⁵Ｐａ以下であり、好ましくは０．５〜１．０×１０⁵Ｐａである。
【００２０】
次に本発明のトナーに用いられる材料について詳細に説明する。
本発明で用いられるポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、１．４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ここで、ポリエステル樹脂のガラス転移温度Ｔｇは熱保存性の関係から５５℃以上がよく、より好ましくは６０℃以上が良い。
【００２１】
本発明において、トナー中の樹脂成分として、ポリエステル樹脂以外の樹脂を、トナーの性能を損なわない範囲で併用することもできる。
この場合の使用可能な樹脂としては、例えば次のようなものが挙げられるが、これらに限定はされない。
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン／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／ブタジエン共重合体、スチレン／塩化ビニル共重合体、スチレン／酢酸ビニル共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体、スチレン／アクリル酸エステル共重合体（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／アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン／メタクリル酸エステル共重合体（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／メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン／α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル／アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単独重合体又は共重合体）、塩化ビニル樹脂、スチレン／酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン／エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂等。
これらの樹脂は単独使用に限らず、二種以上併用することもできる。また、これらの製造法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合のいずれも利用できる。
【００２２】
本発明のトナーは、必要に応じて着色剤、帯電制御剤、他の離型剤、流動性改良剤などを配合することも可能である。
【００２３】
着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。
これらの着色剤の使用量はトナー樹脂成分に対して、通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％である。
【００２４】
帯電制御剤としては、ニグロシン染料、金属錯塩型染料、第四級アンモニウム塩等の従来公知のいかなる極性制御剤も、ジルコニウム系化合物と混合して使用できる。これらの極性制御剤の使用量は、トナー樹脂成分に対し、０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
ここで、本発明のジルコニウム化合物の一般的製法は、水又は／及び有機溶剤を用い、金属付与剤を用いて反応させ生成物を濾取して洗浄することによって得ることができる。本発明の化合物の製造に用いることができる金属付与剤は、４価の陽イオン体の場合はＺｒＣｌ₄、ＺｒＦ₄、ＺｒＢｒ₄，ＺｒＩ₄等のハロゲン化ジルコニウム化合物、Ｚｒ（ＯＲ）₄（Ｒはアルキル基、アルケニル基等を示す）、又はＺｒ（ＳＯ₄）₂等の無機ジルコニウム化合物等が挙げられる。オキソ化合物の２価の陽イオン体の場合はＺｒＯＣｌ₂、ＺｒＯ（ＮＯ₃）₂、ＺｒＯ（ＣｌＯ₄）₂、Ｈ₂ＺｒＯ（ＳＯ₄）₂、ＺｒＯ（ＳＯ₄）・Ｎａ₂ＳＯ₄、ＺｒＯ（ＨＰＯ₄）₂等の無機酸ジルコニウム化合物、ＺｒＯ（ＣＯ₃）、（ＮＨ₄）₂ＺｒＯ（ＣＯ₃）₂、（ＮＨ₄）₂ＺｒＯ（Ｃ₂Ｈ₃Ｏ₂）₂、ＺｒＯ（Ｃ₂Ｈ₃₅Ｏ₂）₂、ＺｒＯ（Ｃ₁₈Ｈ₃₅Ｏ₂）₂等の有機酸ジルコニム化合物等が挙げられる。
【００２５】
また、本発明においてトナーに使用される離型剤として公知のものが全て使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックス及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。
これらの離型剤の使用量は、トナー樹脂成分に対し、１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部である。
【００２６】
流動性改良剤としては、酸化ケイ素、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等、従来公知のいかなる流動性改良剤をも単独あるいは混合して使用できる。これらの流動性改良剤の使用量は、トナー重量に対し、０．１〜５重量部、好ましくは０．５〜２重量部である。
【００２７】
本発明のトナーを二成分現像剤として使用する場合に用いられるキャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられる。
【００２８】
本発明におけるキャリアにコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。
また、本発明におけるキャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
【００２９】
（物性値の測定方法）
（１）トナー表面摩擦係数：
トナー３ｇを錠剤成型ダイスに投入し、荷重６ｔにて１分間加圧して、直径４０ｍｍの板状トナーペレットを作成する。
このペレットを自動摩擦・摩耗解析装置（協和界面科学社製ＤＦＰＭ−ＳＳ型）にて、接触子にステンレスボールを用いた点接触方式、荷重５０ｇ、ストローク１０ｍｍの条件で静止摩擦係数を測定し、これをトナー表面摩擦係数とする。
【００３０】
（２）クロロホルム不溶分：
クロロホルム不溶分の測定は、トナー約１．０ｇを秤量し、これにクロロホルム約５０ｇを加えて十分に溶解させた溶液をまず遠心分離で分けこれをＪＩＳ規格（Ｐ３８０１）５種定量ろ紙を用いて常温でろ過する。乾燥後ろ紙残渣を秤量し、用いた樹脂とろ紙残渣の比（重量％）で表す。なお、トナーとしたときの結着樹脂中のクロロホルム不要分を測定する場合には、トナー約１．０ｇを秤量して結着樹脂と同様の方法で行うが、ろ紙残渣の中には顔料などの固形物が存在するので、熱分析によって別途求める。
【００３１】
（３）体積平均粒径：
米国コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンターＴＡIIに個数分布，体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）接続して用いた。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した。測定方法としては、前記電解液５０〜１００ｍｌ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、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行ない。別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、個数を基準として２〜４０μｍの粒子の３００００個の粒度分布を測定し、２〜４０μｍの粒子の体積分布と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の体積平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする）を求める。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を下記の実施例によってさら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。また、実施例では二成分ブラックトナーを例示しているが、フルカラートナーに使用することも可能である。詳細な結果については表１に示す。
【００３３】
（実施例１）
ポリエステル樹脂Ａ（クロロホルム不溶分３％）２０重量部
スチレンアクリル樹脂８０重量部
ポリエチレンワックス７重量部
カーボンブラック（＃４４：三菱化成社製）１０重量部
サリチル酸誘導体の金属塩１重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物をジェットミル又は機械式粉砕機，風力分級機で粉砕分級しトナー母体を得た。得られたトナー母体に疎水性シリカ０．５ｗｔ％を添加混合し、最終的なトナーとした。このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下の含有量は８５％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は０％であった。
【００３４】
こうして得られたトナー３ｇを錠剤成型ダイスに投入し、荷重６ｔにて１分間加圧して、直径４０ｍｍの板状トナーペレットを作成した。
このペレットを前述の自動摩擦・摩耗解析装置（協和界面科学社製ＤＦＰＭ−ＳＳ型）にて、接触子にステンレスボールを用いた点接触方式、荷重５０ｇ、ストローク１０ｍｍの条件で静止摩擦係数を測定したところ、トナー表面摩擦係数の値は０．２３であった。
【００３５】
キャリアとしては樹脂コートを施さない、フェライトキャリアを用い前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００３６】
［評価項目］
（定着性評価）
定着ローラーとしてテフロンローラーを使用した（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。マクベス濃度計による画像濃度が１．２となるようなコピー画像を得、定着温度を変化させたコピー画像を砂消しゴムを装着したクロックメーターにより１０回擦り、その前後の画像濃度を測定し、下記式にて定着率を求めた。
（砂消しゴム１０回後の画像濃度）／（前の画像濃度）×１００
＝定着率（％）定着率７０％以上を達成する温度を、低温定着性の尺度となる定着下限温度とする。従来の低温定着トナーの定着下限温度は１４０〜１５０℃程度である。尚低温定着の評価条件は、紙送りの線速度を１２０〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ、面圧１．２Ｋｇｆ／ｃｍ²、ニップ幅３ｍｍ、ホットオフセットの評価条件は紙送りの線速度を５０ｍｍ／ｓｅｃ、面圧２．０Ｋｇｆ／ｃｍ²、ニップ幅４．５ｍｍと設定した。
コールドオフセット発生温度及びホットオフセット発生温度を以下のように求めた。

の５段階で行った。

の５段階で行った。
【００３７】
（耐熱保存性評価）
トナー試料２０ｇを２０ｍｌのガラス瓶に入れ、５０回程度ガラス瓶をタッピングし試料を密に固めた後、５０℃の恒温槽に２４時間放置し、その後針入度試験器を用いて針入度を以下のように求めた。
（良） ◎：貫通、
○：〜２５ｍｍ、
□２５〜２０ｍｍ、
△：２０〜１５ｍｍ、
×：１５ｍｍ以下（悪）
【００３８】
リコー製複写機ｉｍａｇｉｏ２７３０にセットして、通紙試験を行いフィルミング、画像安定性、及びスペント化率を評価する。
【００３９】
（フィルミング）
連続１０万枚（印字率６％）コピーを行い１０万枚後感光体上にフィルミングが発生しているかどうかを確認した。同時にハーフトーン画像を出力し、白帯の発生の有無についても評価した。尚、感光体上フィルミングの評価は目視にて程度を５段階にランク分けし、程度の良い方をランク５、悪い方をランク１とした。またハーフトーン白帯については未発生を○、発生しているが許容レベルのものを△、ＮＧレベルで発生しているものを×として評価した。
【００４０】
（画像安定性）
連続１０万枚（印字率６％）コピーを行い１０万枚後の画像濃度、細線再現性、地汚れを調べ、それらを総合的に判断した。
◎：特に優れる、
○：優れる、
△：少し劣る、
×：極めて劣るものとした。
【００４１】
（スペント化率）
３０万枚複写試験後の現像剤からブローオフ法によりトナーを除去し、残ったキャリア重量Ｗ１をトルエン中に入れ融着物を溶解、洗浄、乾燥し、その時の融解物の重量Ｗ２からスペント化率を求め、評価した。
スペント化率（ｗｔ％）＝〔（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１〕×１００
（良） ◎：０〜０．０２ｗｔ％、
○：０．０２〜０．０５ｗｔ％、
△：０．０５〜０．０８ｗｔ％、
×：０．０８ｗｔ％＜（悪）
【００４２】
（比較例１）
実施例１のワックスを、低分子量ポリプロピレン（ビスコール６６０Ｐ：三洋化成社製）１５重量部に変更した以外は実施例１と同様なトナーを得、評価を行った。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は、８５％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は０％であった。また、このときのトナー表面摩擦係数の値は０．１８であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４３】
（比較例２）
実施例１において、ロールミルによるトナー混練時の溶融温度を１８０℃に変えた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は８７％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は０％であった。またこのときのトナー表面摩擦係数は０．１６であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４４】
（実施例２）
実施例１のワックスを、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス７重量部に変更した以外は実施例１と同様なトナーを得た。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は８５％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は０％であった。また、このときのトナー表面摩擦係数の値は０．２８であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４５】
（実施例３）
実施例２のワックス処方量を、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス４．５重量部に変更した以外は実施例１と同様な方法で作成し、トナーとした。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は８０％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は０％であった。また、このときの摩擦係数の値は０．３であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４６】
（実施例４）
ポリエステル樹脂Ｂ２０重量部
（クロロホルム不溶分２５％）
スチレンアクリル樹脂８０重量部
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス４．５重量部
カーボンブラック１０重量部
（＃４４：三菱化成社製）
サリチル酸誘導体の金属塩１重量部
上記組成の混合物を実施例１と同様な方法で作成し、トナーとした。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は８０％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は２１％であった。また、このときのトナー表面摩擦係数の値は０．３であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４７】
（実施例５）
実施例４と同様の原材料処方量で混練し、その後粉砕工程及び分級工程を調整してトナー母体を得た。得られたトナー母体に疎水性シリカ０．５ｗｔ％添加混合し、最終的なトナーとした。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は６５％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は２２％であった。また、このときのトナー表面摩擦係数の値は０．３２であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４８】
（実施例６）
ポリエステル樹脂Ｂ１００重量部
（クロロホルム不溶分２５％）
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス４．５重量部カーボンブラック１０重量部
（＃４４：三菱化成社製）
サリチル酸誘導体の金属塩１重量部
上記組成の混合物を実施例１と同様な方法で作成し、トナーとした。
このときのトナー平均体積粒径は６．５μｍで、５μｍ以下含有量は６３％であった。また、トナーのクロロホルム不溶分は２１％であった。また、このときのトナー表面摩擦係数の値は０．３２であった。
キャリアとしては樹脂コートを施さないフェライトキャリアを用い、前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００４９】
（実施例７）
トナーは実施例６と同様なものを用い、キャリアは平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い前記トナーとトナー濃度４．０重量％で混合し、二成分現像剤として使用した。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【発明の効果】
上記の通り、本発明により、低面圧による定着で現像の攪拌時間が長く現像剤への熱ストレスが多い使用環境においても、低温定着性を確保しながら耐熱性が高く、良好な画像を安定して得ることができる画像形成用トナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる定着装置の概略を示した図である。
【符号の説明】
１定着ローラ
２加圧ローラ
３、６金属シリンダー
４、７オフセット防止層
５、８加熱ランプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner used for developing an electrostatic latent image in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and an electrostatic printing method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an electrophotographic method, a photoconductive substance is generally used, an electric latent image is formed on a photoreceptor by various means, and then the latent image is developed using toner, and if necessary, After the toner powder image is transferred to paper or the like, it is fixed by heating, pressing or solvent vapor to obtain a copy image.
[0003]
As a method for heat-fixing a toner image on a transfer paper, heat roller fixing is widely used because of its energy efficiency. In recent years, energy saving has been further advanced, and there are cases where the heat source is turned off during standby when fixing is not performed. In such an apparatus, the heat roller is heated as soon as the heat source is turned on, and it is necessary to reach a desired temperature in a very short time. Therefore, attempts have been made to reduce the thickness of the fixing roller on the side in contact with the toner image support surface in order to increase the thermal energy efficiency of the fixing device used in such an apparatus. This makes it possible to reach the desired temperature in a very short time.
[0004]
However, by reducing the thickness of the fixing roller, the mechanical strength of the roller itself is reduced, and a large load cannot be applied between the rollers. In order to actually operate such a fixing device without hindrance, the toner must realize a low-temperature fixing that cannot be compared with a conventional toner. In recent years, the need for low-temperature fixing has further increased, and when a thin roller and a low-load fixing device as described above are actually used, the conventional technology has sufficient low-temperature fixing properties and a fixing temperature range. It becomes difficult to achieve both securing and heat storage.
[0005]
In general, attempts have been made to improve the low-temperature fixability of the toner used for the low-temperature fixing as described above by using a resin or wax having a low softening point. In particular, the amount of wax on the toner surface greatly affects the releasability of the toner during fixing. When the amount of the wax exposed on the toner surface is large, the releasability by the wax is increased by heating at the time of fixing, which is effective in terms of offset resistance. However, at the same time, there was a problem that the wax was spent on the carrier or moved to the photoreceptor or the developing sleeve to cause filming to prevent obtaining good image quality.
Further, it is known that such a low-temperature fixing toner is so weak that it is hardened by the heat of the machine used or the heat during storage, so-called blocking.
[0006]
Recently, many copiers have a printer function added, and the output of only one copy or print has increased, and the developer agitation time has increased with respect to the number of copies and prints. . In particular, in the case of the mode of using one machine for one copy of a document (commonly called 1 to 1 copy, low duty mode), the rotation time is 2 to 8 times the development rotation time per copy during continuous copying. Cost. In such a mode, the thermal stress generated between the developer and the developer regulating member when the developer is agitated also increases, and in addition to blocking, the toner spends on the carrier, shortening the life of the agent. It tends to be adversely affected by filming and filming on the photoreceptor.
In recent years, the need for low-temperature fixing has further increased, and in the case of a usage environment in which a low contact pressure fixing device as described above is used and the developer stirring time is long, the conventional technology has sufficient low-temperature fixing properties and fixing. It is difficult to ensure both the temperature range and high heat resistance.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The problem of the present invention is that the developer having a fixing device with a low surface pressure fixing roller has a high heat resistance while maintaining a low temperature fixability even in an environment where the developer agitation time is long and the developer is subjected to a lot of thermal stress. It is an object of the present invention to provide an electrostatic image developing toner capable of stably obtaining a stable image and an image forming method using the toner.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a two-component developer comprising at least a binder resin, a wax, a toner containing a colorant, and a carrier is included, and a surface pressure (roller load / contact area) at the time of fixing is 1.5 × 10. ^Five An electrophotographic image forming apparatus using oilless fixing of Pa or less, with a system speed of 150 to 760 mm / sec, a developer agitation time for one copy per document is 4 seconds or more, and one document In a developing device in which the developer agitation time per copy is 2 to 8 times the developer agitation time per continuous copy, the surface friction coefficient when pressed into a plate shape is 0.2 or more By using a certain toner, the above problem is solved.
[0009]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that there is a correlation between the amount of wax present on the toner particle surface and the toner surface friction coefficient. The greater the amount of wax present on the toner particle surface, the lower the coefficient of friction on the toner surface. In the present invention, as a means for measuring the friction coefficient of the toner particle surface, the toner is pressed into a plate shape and the surface thereof is measured. At the same time, the load in the actual machine is substituted by pressurization, and the stability in the use environment can be known. The value of the toner surface friction coefficient is 0 or 2 or more, and more preferably 0.20 or more and 0.40 or less.
[0010]
When the value of the toner surface friction coefficient is less than 0.20, the amount of the wax exposed on the toner surface is large, so that this shifts to the carrier and the photoconductor, and carrier spent and photoconductor filming are likely to occur. On the other hand, when the value exceeds 0.40, the mold release property, which is the original role of the mold release agent, is slightly insufficient, so that hot offset is likely to occur.
In addition, the surface friction coefficient in this invention is a value of the static friction coefficient at the time of using the automatic friction and wear analyzer DFPM-SS type | model made by Kyowa Interface Science as a measuring apparatus, and using a stainless ball as a contactor.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in further detail below.
In the present invention, it is effective to use carnauba wax, rice wax, or ester wax as the wax dispersed in the toner. These waxes are excellent in low-temperature fixability compared to other waxes.
Carnauba wax is a natural wax obtained from the leaves of carnauba palm, but especially low-acid-value types from which free fatty acids have been eliminated can be uniformly dispersed in the binder resin, and furthermore, since there are few volatile components, the photoconductor This is particularly preferable because the filming to the film and the spent on the charge imparting member are small.
Rice wax is a natural wax obtained by refining crude wax produced in a dewaxing or wintering process when refining rice bran oil extracted from rice bran. Synthetic ester wax is synthesized by ester reaction from monofunctional linear fatty acid and monofunctional linear alcohol.
These wax components are used alone or in combination. The added amount of the wax component is preferably 0.5 to 10 parts by weight.
[0012]
In particular, the content of the wax is generally in the range of 1 to 10 parts by weight with respect to the toner resin component. In the present invention, it is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 1 to 5 parts by weight. When the amount is less than 1 part by weight, the effect as a release agent is not sufficient, and when the amount exceeds 5 parts by weight, the amount of wax exposed to the toner surface increases, so the spent on the carrier and the fill on the photoreceptor are increased. Ming easily occurs.
[0013]
In particular, it has been found that when the toner contains 5 to 40% of a chloroform-insoluble component, a toner having a high margin in hot offset property can be obtained without impairing the low-temperature fixability in a use environment where heat stress is large. .
Here, when the chloroform insoluble content is less than 5%, a problem occurs in the hot offset property. When the chloroform insoluble content is more than 40%, the heat resistance and the hot offset property are further improved, but the low temperature fixing property is improved. There was a problem of worsening.
[0014]
In particular, since the toner has an average volume particle size of 5 to 10 μm and the content of toner of 5 μm or less is 60 to 80% by number, the toner has good fixability even in a use environment with a lot of thermal stress. It has been found that a good image can be maintained.
When the content of toner of 5 μm or less is 60% by number or less, image quality stability such as fine line reproducibility may deteriorate. On the other hand, when the content of the toner of 5 μm or less is 80% by number or more, the homogenization of the toner is impaired, the charging stability may be deteriorated, and the image density may be lowered.
[0015]
The toner of the present invention preferably contains 50% by weight or more of a polyester resin as a resin component. Polyester resin Generally, it is a binder resin suitable for the present invention because it can be fixed at low temperature while maintaining heat resistant storage stability compared to other resins.
[0016]
When the toner of the present invention forms a two-component developer together with a carrier, it is particularly preferable to use a carrier whose surface is coated with a silicone resin. Conventionally, in order to prevent toner spent on the carrier surface, carriers coated with various resins have been proposed. However, it has been found that a silicon-coated carrier is extremely effective against wax spent.
[0017]
An example of the fixing device used in the present invention is shown in FIG. In the figure, 1 represents a fixing roller, and 2 represents a pressure roller. The fixing roller 1 is made of RTV, silicon rubber, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PFA) on the surface of a metal cylinder 3 made of a high thermal conductor such as aluminum, iron, stainless steel or brass. An anti-offset layer 4 such as PTFE is coated. A heating lamp 5 is disposed inside the fixing roller 1. The metal cylinder 6 of the pressure roller 2 is often made of the same material as that of the fixing roller 1, and the surface thereof is covered with an offset prevention layer 7 such as PFA or PTFA. Although not necessarily required, a heating lamp 8 is disposed inside the pressure roller 2.
Although the fixing roller and the pressure roller are not shown, they are pressed against and rotated by springs at both ends. A fixing support S (transfer paper such as paper) of the toner image T is passed between the fixing roller 1 and the pressure roller 2 for fixing.
[0018]
The fixing device used in the present invention improves the temperature rise characteristic of the fixing roller by setting the thickness of the metal cylinder of the fixing roller to 1.0 mm or less, and can rise to a desired temperature in a very short time. Can do.
The preferred thickness of the metal cylinder varies depending on the strength and thermal conductivity of the material used, but is preferably 0.2 to 0.7 mm.
[0019]
The load (surface pressure) applied between the fixing roller and the pressure roller is 1.5 × 10 ^Five It is preferable that it is Pa or less. The surface pressure is a value obtained by dividing the load applied to both ends of the roller by the roller contact area.
The roller contact area is determined by passing a sheet whose surface property greatly changes due to heating, such as OHP paper, between the rollers heated to the fixing temperature, stopping on the way, holding it for several tens of seconds, and then discharging it. Find the area of the location.
A higher roller surface pressure is advantageous for fixing a toner image. However, in a fixing device in which the thickness of the metal cylinder of the fixing roller is 1.0 mm or less, a large load is not applied because the roller is distorted. The load is 1.5 × 10 ^Five Pa or less, preferably 0.5 to 1.0 × 10 ^Five Pa.
[0020]
Next, materials used for the toner of the present invention will be described in detail.
The polyester resin used in the present invention is obtained by condensation polymerization of alcohol and carboxylic acid. Examples of the alcohol used include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and propylene glycol, etherified bisphenols such as 1.4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane and bisphenol A, and other dihydric alcohols. Mention may be made of monomers and trihydric or higher polyhydric alcohol monomers. Examples of carboxylic acids include divalent organic acid monomers such as maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and malonic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1 , 2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxy Mention may be made of trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomers such as propane and 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid. Here, the glass transition temperature Tg of the polyester resin is preferably 55 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, from the viewpoint of heat storage stability.
[0021]
In the present invention, as the resin component in the toner, a resin other than the polyester resin can be used in combination as long as the performance of the toner is not impaired.
Examples of usable resins in this case include the following, but are not limited thereto.
Polystyrene, chloropolystyrene, poly α-methylstyrene, styrene / chlorostyrene copolymer, styrene / propylene copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / vinyl chloride copolymer, styrene / vinyl acetate copolymer, styrene / Maleic acid copolymer, styrene / acrylic acid ester copolymer (styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, styrene / octyl acrylate copolymer) Polymer, styrene / phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene / methacrylic acid ester copolymer (styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene) / Phenyl methacrylate copolymer, etc.) Styrene resins (homopolymers or copolymers containing styrene or styrene-substituted products) such as styrene / α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene / acrylonitrile / acrylate ester copolymer, vinyl chloride resin, styrene / Vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic resin, phenol resin, epoxy resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene / ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral resin Petroleum resin, hydrogenated petroleum resin, etc.
These resins are not limited to single use but can be used in combination of two or more. Also, these production methods are not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
[0022]
The toner of the present invention can be blended with a colorant, a charge control agent, another releasing agent, a fluidity improving agent, and the like as required.
[0023]
Examples of the colorant include carbon black, lamp black, iron black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6C lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane. Any conventionally known dyes and pigments such as dyes such as dyes can be used alone or as a mixture, and can be used as a black toner or a full color toner.
The amount of these colorants to be used is usually 1 to 30% by weight, preferably 3 to 20% by weight, based on the toner resin component.
[0024]
As the charge control agent, any conventionally known polarity control agent such as a nigrosine dye, a metal complex dye, or a quaternary ammonium salt can be used by mixing with a zirconium compound. The amount of these polarity control agents used is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on the toner resin component.
Here, the general manufacturing method of the zirconium compound of this invention can be obtained by using water or / and an organic solvent, making it react with a metal provision agent, and filtering and wash | cleaning a product. The metal imparting agent that can be used for the production of the compound of the present invention is ZrCl in the case of a tetravalent cation. _Four , ZrF _Four , ZrBr _Four , ZrI _Four Zirconium halide compounds such as Zr (OR) _Four (R represents an alkyl group, an alkenyl group, etc.) or Zr (SO _Four ) ₂ And inorganic zirconium compounds. In the case of a divalent cation of an oxo compound, ZrOCl ₂ , ZrO (NO _Three ) ₂ , ZrO (ClO _Four ) ₂ , H ₂ ZrO (SO _Four ) ₂ , ZrO (SO _Four ) ・ Na ₂ SO _Four , ZrO (HPO _Four ) ₂ Inorganic acid zirconium compounds such as ZrO (CO _Three ), (NH _Four ) ₂ ZrO (CO _Three ) ₂ , (NH _Four ) ₂ ZrO (C ₂ H _Three O ₂ ) ₂ , ZrO (C ₂ H ₃₅ O ₂ ) ₂ , ZrO (C ₁₈ H ₃₅ O ₂ ) ₂ And organic acid zirconium compounds.
[0025]
In addition, all known release agents for use in the toner in the present invention can be used, and in particular, de-free fatty acid type carnauba wax, montan wax and oxidized rice wax can be used alone or in combination. The carnauba wax is preferably a microcrystalline one, having an acid value of 5 or less and a particle size of 1 μm or less when dispersed in a toner binder. The montan wax generally refers to a montan wax refined from minerals, and like a carnauba wax, it is microcrystalline and preferably has an acid value of 5 to 14. The oxidized rice wax is obtained by air-oxidizing rice bran wax, and the acid value is preferably 10-30. As other mold release agents, any conventionally known mold release agents such as solid silicone varnish, higher fatty acid higher alcohol, montan ester wax, and low molecular weight polypropylene wax can be mixed and used.
The amount of these release agents used is 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, based on the toner resin component.
[0026]
As the fluidity improver, any conventionally known fluidity improver such as silicon oxide, titanium oxide, silicon carbide, aluminum oxide, and barium titanate can be used alone or in combination. The amount of these fluidity improvers used is 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on the toner weight.
[0027]
As the carrier used when the toner of the present invention is used as a two-component developer, any known carrier can be used, for example, magnetic powder such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, glass beads, etc. And those whose surfaces are treated with a resin or the like.
[0028]
Examples of the resin powder that can be coated on the carrier in the present invention include a styrene-acrylic copolymer, a silicone resin, a maleic acid resin, a fluorine resin, and a polyester resin epoxy resin. In the case of a styrene-acrylic copolymer, those having a styrene content of 30 to 90% by weight are preferred. In this case, when the styrene content is less than 30% by weight, the development characteristics are low, and when it exceeds 90% by weight, the coating film becomes hard and easily peeled, and the life of the carrier is shortened.
Moreover, the resin coating of the carrier in the present invention may contain an adhesion-imparting agent, a curing agent, a lubricant, a conductive material, a charge control agent and the like in addition to the resin.
[0029]
(Measurement method of physical properties)
(1) Toner surface friction coefficient:
3 g of toner is put into a tablet molding die and pressed for 1 minute under a load of 6 t to produce a plate-like toner pellet having a diameter of 40 mm.
The pellets were measured with an automatic friction / wear analysis device (DFPM-SS model manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) using a point contact method using a stainless ball as a contact, a load of 50 g, and a stroke of 10 mm. This is the toner surface friction coefficient.
[0030]
(2) Chloroform insoluble matter:
For the measurement of insoluble matter in chloroform, about 1.0 g of toner was weighed, and about 50 g of chloroform was added and dissolved sufficiently. First, the solution was separated by centrifugation, and this was separated using JIS standard (P3801) 5-type quantitative filter paper. Filter at room temperature. The dry back paper residue is weighed and expressed as the ratio of resin used to filter paper residue (% by weight). When measuring the unnecessary amount of chloroform in the binder resin when the toner is used, about 1.0 g of the toner is weighed out in the same manner as the binder resin. Therefore, it is obtained separately by thermal analysis.
[0031]
(3) Volume average particle diameter:
A Coulter Counter TAII manufactured by Coulter Electronics, USA was used by connecting an interface (manufactured by Nikka) and a PC9801 personal computer (manufactured by NEC) to output the number distribution and volume distribution. The electrolyte was adjusted to a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 50 to 100 ml of the electrolytic solution, and 1 to 10 mg of a sample is added. This is subjected to a dispersion process for 1 minute with an ultrasonic disperser. Into another beaker, 100 to 200 ml of an aqueous electrolytic solution is added, and the sample dispersion is added to a predetermined concentration, and a 100 μm aperture is used as an aperture by the Coulter Counter TA-II type. Measure the particle size distribution of 30,000 particles of ˜40 μm, calculate the volume distribution and number distribution of the particles of 2-40 μm, and calculate the weight average volume average particle diameter (D4: median value of each channel) from the volume distribution Channel representative value).
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Further, although the two-component black toner is exemplified in the embodiment, it can be used for a full-color toner. Detailed results are shown in Table 1.
[0033]
Example 1
20 parts by weight of polyester resin A (chloroform insoluble content: 3%)
80 parts by weight of styrene acrylic resin
7 parts by weight of polyethylene wax
Carbon black (# 44: manufactured by Mitsubishi Kasei) 10 parts by weight
1 part by weight of metal salt of salicylic acid derivative
The mixture of the above composition is sufficiently stirred and mixed in a Henschel mixer, heated and melted at a temperature of 140 ° C. for about 30 minutes with a roll mill, and cooled to room temperature. The toner base was obtained by pulverization and classification with a machine. To the obtained toner base, 0.5 wt% of hydrophobic silica was added and mixed to obtain a final toner. At this time, the toner average volume particle size was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 85%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 0%.
[0034]
3 g of the toner thus obtained was put into a tablet molding die and pressed for 1 minute under a load of 6 t to prepare a plate-like toner pellet having a diameter of 40 mm.
The pellets were measured with the above-mentioned automatic friction and wear analyzer (DFPM-SS type, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) using a point contact method using a stainless ball as a contact, load 50 g, and stroke 10 mm. As a result, the value of the toner surface friction coefficient was 0.23.
[0035]
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner and the toner were mixed at a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0036]
[Evaluation item]
(Fixability evaluation)
Using a device in which the fixing unit of RICOH Co., Ltd. MF-200, which uses a Teflon roller as a fixing roller, was modified, Ricoh type 6200 paper was set on this and a copying test was performed. A copy image having an image density of 1.2 with a Macbeth densitometer was obtained, and the copy image with the fixing temperature changed was rubbed 10 times with a clock meter equipped with a sand eraser, and the image density before and after that was measured. The fixing rate was determined by the formula.
(Image density after 10 times of sand eraser) / (Previous image density) × 100
= Fixing rate (%) A temperature at which a fixing rate of 70% or more is achieved is set as a lower limit fixing temperature as a measure of low-temperature fixing property. The minimum fixing temperature of the conventional low-temperature fixing toner is about 140 to 150 ° C. The evaluation conditions for low-temperature fixing are as follows: the linear speed of paper feed is 120 to 150 mm / sec, and the surface pressure is 1.2 kgf / cm. ² The evaluation conditions of nip width 3 mm, hot offset are: paper feed linear velocity 50 mm / sec, surface pressure 2.0 kgf / cm ² The nip width was set to 4.5 mm.
The cold offset occurrence temperature and the hot offset occurrence temperature were determined as follows.

The five steps were performed.

The five steps were performed.
[0037]
(Heat resistant storage stability evaluation)
20g of toner sample is put in a 20ml glass bottle, and the glass bottle is tapped about 50 times to harden the sample tightly, and then left in a constant temperature bath at 50 ° C for 24 hours. I asked for it.
(Good) ◎: Through,
○: ~ 25mm
□ 25-20mm,
Δ: 20 to 15 mm,
×: 15 mm or less (bad)
[0038]
The paper is set in a Ricoh copier imagio 2730 and a paper passing test is performed to evaluate filming, image stability, and spent ratio.
[0039]
(Filming)
Continuous 100,000 sheets (printing rate 6%) were copied, and after 100,000 sheets, it was confirmed whether filming had occurred on the photoreceptor. At the same time, a halftone image was output and the presence or absence of white bands was also evaluated. In the evaluation of filming on the photosensitive member, the degree was visually classified into five levels, and the better one was ranked 5 and the worse one was ranked 1. Further, half-tone white belts were evaluated as ◯ when they were not generated, Δ when they were generated but allowed level, and × when they were generated at NG level.
[0040]
(Image stability)
Continuous 100,000 sheets (printing rate 6%) were copied and the image density, fine line reproducibility, and background stain after 100,000 sheets were examined, and these were comprehensively judged.
◎: Especially excellent,
○: Excellent
Δ: slightly inferior,
X: Extremely inferior.
[0041]
(Spent rate)
The toner after the 300,000 copy test is removed from the developer by the blow-off method, the remaining carrier weight W1 is put in toluene, the melted product is dissolved, washed and dried, and the spent rate is determined from the melt weight W2 at that time. Sought and evaluated.
Spent ratio (wt%) = [(W1-W2) / W1] × 100
(Good) A: 0 to 0.02 wt%,
○: 0.02 to 0.05 wt%,
(Triangle | delta): 0.05-0.08 wt%,
×: 0.08 wt% <(bad)
[0042]
(Comparative Example 1)
A toner similar to that of Example 1 was obtained and evaluated, except that the wax of Example 1 was changed to 15 parts by weight of low molecular weight polypropylene (Biscol 660P: manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.).
At this time, the toner average volume particle size was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 85%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 0%. The toner surface friction coefficient at this time was 0.18.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0043]
(Comparative Example 2)
In Example 1, evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the melting temperature at the time of toner kneading by a roll mill was changed to 180 ° C.
At this time, the toner average volume particle size was 6.5 μm and the content of 5 μm or less was 87%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 0%. The toner surface friction coefficient at this time was 0.16.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0044]
(Example 2)
A toner similar to that of Example 1 was obtained, except that the wax of Example 1 was changed to 7 parts by weight of the free fatty acid type carnauba wax.
At this time, the toner average volume particle size was 6.5 μm and the content of 5 μm or less was 85%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 0%. Further, the value of the toner surface friction coefficient at this time was 0.28.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0045]
(Example 3)
A toner was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of the wax in Example 2 was changed to 4.5 parts by weight of the free fatty acid type carnauba wax.
At this time, the toner average volume particle diameter was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 80%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 0%. Moreover, the value of the friction coefficient at this time was 0.3.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0046]
(Example 4)
20 parts by weight of polyester resin B
(Chloroform insoluble matter 25%)
80 parts by weight of styrene acrylic resin
De-free fatty acid type carnauba wax 4.5 parts by weight
10 parts by weight of carbon black
(# 44: manufactured by Mitsubishi Kasei)
1 part by weight of metal salt of salicylic acid derivative
A mixture having the above composition was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a toner.
At this time, the toner average volume particle diameter was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 80%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 21%. Further, the value of the toner surface friction coefficient at this time was 0.3.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0047]
(Example 5)
The mixture was kneaded in the same amount of raw material as in Example 4, and then the pulverization step and classification step were adjusted to obtain a toner base. The obtained toner base was mixed with 0.5 wt% of hydrophobic silica to obtain a final toner.
At this time, the toner average volume particle diameter was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 65%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 22%. Further, the value of the toner surface friction coefficient at this time was 0.32.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0048]
(Example 6)
100 parts by weight of polyester resin B
(Chloroform insoluble matter 25%)
De-free fatty acid type carnauba wax 4.5 parts by weight Carbon black 10 parts by weight
(# 44: manufactured by Mitsubishi Kasei)
1 part by weight of metal salt of salicylic acid derivative
A mixture having the above composition was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a toner.
At this time, the toner average volume particle size was 6.5 μm, and the content of 5 μm or less was 63%. Further, the chloroform insoluble content of the toner was 21%. Further, the value of the toner surface friction coefficient at this time was 0.32.
As the carrier, a ferrite carrier without a resin coat was used, and the toner was mixed with a toner concentration of 4.0% by weight and used as a two-component developer.
[0049]
(Example 7)
The toner is the same as in Example 6, and the carrier is a magnetite particle having an average particle diameter of 50 μm coated with a silicone resin (film thickness 0.5 μm). The toner is mixed at a toner concentration of 4.0% by weight. , And used as a two-component developer.
[0050]
[Table 1]

[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, high heat resistance and high image stability are ensured while ensuring low-temperature fixability even in a use environment where the development agitation time is long and the thermal stress on the developer is large due to fixing with low surface pressure. Thus, an image forming toner can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a fixing device used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fixing roller
2 Pressure roller
3, 6 Metal cylinder
4, 7 Offset prevention layer
5, 8 Heating lamp

Claims

A developing device that uses a two-component developer comprising at least a binder resin, wax, and a toner containing a colorant and a carrier is provided , and the surface pressure (roller load / contact area) during fixing is 1.5 × 10 ⁵ Pa or less. An image forming method by an electrophotographic image forming apparatus using oil-less fixing, wherein the system speed is 150 to 760 mm / sec, and the developer is used to copy only one original in the developing apparatus. The agitation time is 4 seconds or more, the developer agitation time when only one original is copied is 2 to 8 times the developer agitation time per continuous copy , and the toner is An image forming method, wherein the toner has a surface friction coefficient of 0.2 or more when pressed into a plate shape.

The image forming method according to claim 1, wherein the wax dispersed in the toner is carnauba wax, rice wax and / or ester wax .

The image forming method according to claim 1, wherein the content of the wax dispersed in the toner is 5% by weight or less based on the binder resin in the toner .

The image forming method according to claim 1, wherein the toner contains 2 to 45% of a chloroform-insoluble matter .

5. The image forming method according to claim 1, wherein the toner has an average volume particle size of 5 to 10 μm and a content of toner of 5 μm or less is 60 to 80% by number.

6. The image forming method according to claim 1, wherein the toner contains a polyester resin of 50% by weight or more as a resin component.

The image forming method according to claim 1, wherein a carrier whose surface is coated with a silicone resin is used .