JP2006047514A - Fixing device, image forming apparatus, and toner used in these - Google Patents
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Abstract
【課題】 定着装置からのトナ−の溶け出しを防止して画像の汚れの発生を防止する定着装置、これを用いる画像形成装置及びこれに用いられるトナーを提供する。
【解決手段】 熱及び/又は圧力で記録媒体上に定着させる定着装置25において、定着ロ−ラ251と加圧ロ−ラ252と、これらのいずれかのロ−ラをクリ−ニングするクリ−ニングロ−ラ257とを有し、かつ、このクリーニングローラ257に結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質がコーティングされている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device which prevents the toner from melting out from the fixing device and prevents the occurrence of image smear, an image forming apparatus using the fixing device, and a toner used therefor.
In a fixing device 25 for fixing on a recording medium with heat and / or pressure, a fixing roller 251 and a pressure roller 252 and a cleaner for cleaning one of these rollers. The cleaning roller 257 is coated with a reactive substance that increases the viscoelasticity of the binder resin.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を定着するための現像剤に使用されるトナ−を使用する定着装置、画像形成装置に関するものである。さらに詳しくは、直接又は間接電子写真現像方式を用いた複写機、ファクシミリ、レ−ザプリンタ−等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる電子写真用トナ−、電子写真用定着装置、電子写真用画像形成装置に関するものであり、さらに、直接又は間接電子写真多色現像方式を用いたフルカラ−複写機、フルカラ−ファクシミリ、フルカラ−レ−ザプリンタに用いられる電子写真用乾式トナ−、電子写真用定着装置、電子写真用画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus using a toner used as a developer for fixing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like. More specifically, an electrophotographic toner, an electrophotographic fixing device, and an electrophotographic apparatus that are used for image formation by an electrostatic copying process such as a copying machine, a facsimile, a laser printer, or the like using a direct or indirect electrophotographic developing system. In addition, the present invention relates to a full color copying machine, a full color facsimile, a full color laser printer, a dry toner for electrophotography, and an electrophotography using a direct or indirect electrophotographic multicolor developing system. The present invention relates to an image fixing apparatus and an electrophotographic image forming apparatus.
電子写真方式における画像形成では、加熱ロ−ラによる圧着加熱方式は、トナ−に対し離型性を有する熱ロ−ラ−の表面と記録媒体のトナ−像面を加圧下で接触しながら記録媒体を通過せしめることによりトナ−像の定着を行うものである。この方式は、熱ロ−ラの表面と記録媒体上のトナ−像とが加圧下で接触するため、トナ−像を記録媒体上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができる。
しかし、加熱ロ−ラ表面とトナ−像とが溶融状態、加圧下で接触するために、トナ−像の一部が定着ロ−ラ表面に付着・転移し、次の記録媒体にこれが再転移し、記録媒体を汚す、いわゆるオフセット現象が生ずる。このオフセット現象は、定着速度、定着温度の影響を強く受ける。
一般に、定着速度が遅い場合は、加熱ロ−ラの表面温度は比較的高く設定される。これは、トナ−を定着させるために加熱ロ−ラからトナ−に与える熱量を、定着速度に依らずほぼ一定にするためである。
この電子写真方式の画像形成、特にカラー画像形成では、記録媒体上のトナ−は複数のトナ−が重なり合ったトナ−層を形成しているために、特に定着速度が速く、加熱ロ−ラの表面温度が高い場合には、加熱ロ−ラに接触するトナ−層と記録媒体に接触している最下層のトナ−層との温度差が大きくなる。この場合、最上層のトナ−に対して高い温度の加熱ロ−ラが接触するために、ホットオフセット現象を起こしやすい。逆に、このホットオフセット現象を防止するために、加熱ロ−ラの温度を低く設定すると、最下層のトナ−が十分に溶融しないために、記録媒体にトナ−が定着しないまま加熱ロ−ラに付着するコ−ルドオフセットという現象が生ずる。
In image formation in the electrophotographic system, the pressure heating method using a heating roller is a method in which the surface of a thermal roller having releasability with respect to the toner and the toner image surface of the recording medium are in contact with each other under pressure. The toner image is fixed by passing the medium. In this method, since the surface of the thermal roller and the toner image on the recording medium come into contact with each other under pressure, the thermal efficiency at the time of fusing the toner image on the recording medium is extremely good, and the fixing is performed quickly. It can be performed.
However, since the surface of the heated roller and the toner image are in contact with each other under a molten state and pressure, a part of the toner image adheres to and is transferred to the surface of the fixing roller, which is transferred again to the next recording medium. As a result, a so-called offset phenomenon occurs that contaminates the recording medium. This offset phenomenon is strongly influenced by the fixing speed and fixing temperature.
Generally, when the fixing speed is slow, the surface temperature of the heating roller is set to be relatively high. This is to make the amount of heat applied from the heating roller to the toner to fix the toner almost constant regardless of the fixing speed.
In this electrophotographic image formation, particularly color image formation, the toner on the recording medium forms a toner layer in which a plurality of toners overlap each other. When the surface temperature is high, the temperature difference between the toner layer in contact with the heating roller and the lowermost toner layer in contact with the recording medium increases. In this case, a high temperature heating roller comes into contact with the uppermost toner, so that a hot offset phenomenon is likely to occur. On the contrary, if the temperature of the heating roller is set low in order to prevent this hot offset phenomenon, the lowermost toner is not sufficiently melted, so that the heating roller is not fixed on the recording medium. A phenomenon called cold offset adhering to the surface occurs.
これらの不具合を解消するために、定着速度が速い場合は、定着時の圧力を上げ、記録媒体へトナ−のアンカ−効果を利用することが行われている。この場合、加熱ロ−ラの温度をある程度下げることができ、最上層のトナ−のホットオフセットを防止することができる。しかし、トナ−に係るせんだん力が非常に大きくなるために、記録媒体が定着ロ−ラに巻き付くことで、記録媒体の巻き付きジャムが発生したり、定着ロ−ラから記録媒体を分離するための分離爪の分離跡が定着画像上に出現することがある。さらに、圧力が高いために、定着時に細線のある画像が押しつぶされたり、トナ−が飛び散ったりして定着画像の画像品位を低下させるという問題がある。
また、トナ−に関しても、定着速度が速い場合には、定着速度が遅い場合に比較して、定着温度付近における溶融粘度の低いトナ−が用いられる。しかし、加熱ロ−ラの表面温度を下げ、定着圧力を下げることにより、ホットオフセットと巻き付きジャムを防止しつつトナ−像を定着させているが、このような溶融粘度の低いトナ−を定着速度の低い定着装置、画像形成装置に用いると、ホットオフセットが発生しやすくなるという問題がある。
ところが、近年、定着速度が早い場合から遅い場合まで適用できる定着温度領域の広く、かつ、耐オフセット性に優れたトナ−が要望されている。
In order to solve these problems, when the fixing speed is fast, the pressure at the time of fixing is increased and the anchor effect of the toner is used on the recording medium. In this case, the temperature of the heating roller can be lowered to some extent, and hot offset of the uppermost toner can be prevented. However, since the force acting on the toner becomes very large, the recording medium is wound around the fixing roller, so that the recording medium is jammed or the recording medium is separated from the fixing roller. For this reason, a separation mark of the separation nail may appear on the fixed image. Further, since the pressure is high, there is a problem that an image with a thin line is crushed at the time of fixing or a toner is scattered to reduce the image quality of the fixed image.
As for the toner, when the fixing speed is high, a toner having a lower melt viscosity near the fixing temperature is used than when the fixing speed is low. However, by lowering the surface temperature of the heating roller and lowering the fixing pressure, the toner image is fixed while preventing hot offset and wrapping jam, but such a toner having a low melt viscosity is fixed at a fixing speed. When used in a fixing device or an image forming apparatus having a low temperature, there is a problem that hot offset tends to occur.
However, in recent years, there has been a demand for a toner having a wide fixing temperature range that is applicable from a case where the fixing speed is high to a case where the fixing speed is low and that is excellent in offset resistance.
一方、近年、細線の再現性が優れた高品位の画像が要望されている。この要望に対して、トナ−の小粒径化が進められ、画像の解像度及び鮮鋭度を上げているが、その一方で、小粒径トナ−で形成したハ−フト−ン部の定着性が低下しており、特に、定着速度の速い場合に顕著である。これは、ハ−フト−ン部のトナ−の付着量が少なく、記録媒体の凹部に転写されたトナ−は、加熱ロ−ラから与えられる熱量が少なく、さらに、定着圧力も記録媒体の凸部によって凹部の圧力が抑制されるために低くなっている。また、ハ−フト−ン部で記録媒体の凸部に転写されたトナ−は、トナ−層が薄いために、トナ−1個当たりにかかるせんだん力は、トナ−層厚の高いベタ黒部に比べて大きくなり、オフセットが発生しやすくなり、低画質の定着画像になりやすい。 On the other hand, in recent years, a high-quality image with excellent reproducibility of fine lines has been demanded. In response to this demand, the toner particle size has been reduced, and the resolution and sharpness of the image have been increased. On the other hand, the fixability of the halftone portion formed with the small particle size toner has been improved. In particular, when the fixing speed is high. This is because the toner deposited on the concave portion of the recording medium has a small amount of heat applied from the heating roller, and the fixing pressure has a convex amount on the recording medium. Since the pressure of the concave portion is suppressed by the portion, it is low. Further, since the toner transferred to the convex portion of the recording medium at the halftone portion has a thin toner layer, the force applied to each toner is a solid black portion having a high toner layer thickness. , The offset is likely to occur, and the fixed image tends to be low in quality.
トナ−の定着性、耐オフセット性を両立させるために、トナ−として今日まで結着樹脂、を中心に検討されてきた。特許文献1では、トナ−用樹脂、のゲルパ−ミュ−ションクロマトグラフィ−(GPC)により測定されたクロマトグラフで、分子量103〜7×104の領域、105〜2×106の領域にそれぞれ少なくとも1つ以上の極大値を持つような樹脂、の分子量分布が開示されている。
また、特許文献2及び3では、ビニ−ル系共重合体の分子量を規定しながら、ポリエチレン等の離型剤を入れ込んで定着性、耐オフセット性の両立を図ることが開示されている。また、特許文献4では、低粘度樹脂、と高粘度樹脂、の組み合わせで低温定着とホットオフセットを改善した技術が開示されている。
その他に、特許文献5ないし8では、結着樹脂、の分子量分布を広げ、相反する保存性と定着性とホットオフセットのバランスを図る技術が開示されている。
In order to achieve both toner fixing properties and offset resistance, the toner has been studied mainly as a binder until now. In Patent Document 1, it is a chromatograph measured by gel permeation chromatography (GPC) of a resin for toner, in 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 molecular weight distribution of a resin having at least one local maximum value is disclosed.
Patent Documents 2 and 3 disclose that a fixing agent and offset resistance are both achieved by introducing a release agent such as polyethylene while regulating the molecular weight of the vinyl copolymer. Patent Document 4 discloses a technique in which low-temperature fixing and hot offset are improved by a combination of a low-viscosity resin and a high-viscosity resin.
In addition, Patent Documents 5 to 8 disclose a technique for widening the molecular weight distribution of the binder resin and balancing the storage stability, the fixing property, and the hot offset.
一方、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−ラ等の加熱ロ−ラに加圧ロ−ラ等の加圧ロ−ラを押し当て、それらの間に画像転写後の記載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−画像を定着する定着装置を備えるものが主である。
この種の定着装置では、記録媒体上のトナ−が加熱ロ−ラに付着する、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−が加圧ロ−ラにも付着し、それら加熱ロ−ラおよび加圧ロ−ラから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。このようなオフセットを防止すべく、従来の定着装置では、例えば加熱ロ−ラの表面にフッ素コ−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。
そこで、従来の定着装置では、加熱ロ−ラや加圧ロ−ラに接触してクリ−ニングロ−ラ等のクリ−ニング部材を設け、加熱ロ−ラや加圧ロ−ラに付着したトナ−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ロ−ラや加圧ロ−ラに対して無垢の金属材料でつくったクリ−ニング部材を押し当てることにより、表面離型性の差からトナ−を除去するものがあった。
On the other hand, conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a pressure roller such as a pressure roller is pressed against a heating roller such as a heating roller having a heat source therein, and an image is interposed between them. The apparatus mainly includes a fixing device that fixes the toner image on the recording medium while conveying the recording medium through the recording medium after the transfer.
In this type of fixing device, a so-called offset phenomenon may occur in which the toner on the recording medium adheres to the heating roller. It is known that when such an offset occurs, the offset toner adheres to the pressure roller and the transfer medium is reversely transferred from the heating roller and the pressure roller to the recording medium, thereby fouling the recording medium. Yes. In order to prevent such an offset, in the conventional fixing device, for example, a fluorine coat is applied to the surface of the heating roller. 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.
Therefore, in the conventional fixing device, a cleaning member such as a cleaning roller is provided in contact with the heating roller or the pressure roller, and the toner attached to the heating roller or the pressure roller is provided. Some remove-. In other words, the toner is removed from the difference in surface releasability by pressing a cleaning member made of a solid metal material against a heated roller or pressure roller with improved surface releasability. There was something to do.
ところで、近年、画像形成装置では、エネルギ−の無駄な消費を防止すべく、待機時には熱源への通電を停止し、画像形成の開始に合わせてはじめて熱源へと通電して加熱ロ−ラ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、加熱ロ−ラは、温度応答性を向上する必要があり、例えば加熱ロ−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。
このような画像形成装置にあっては、加熱ロ−ラ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、加熱ロ−ラに接触する部材への熱移動、加熱ロ−ラまわりの風の流れなどの影響を受けやすく、加熱ロ−ラ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、加熱ロ−ラの全領域にわたり温度分布を均一にすることは、スペ−ス的およびコスト的に不可能であった。
加熱ロ−ラ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ともに、オフセットが発生しやすく、また熱劣化により加熱ロ−ラの寿命が短くなりやすいなどの問題を生ずる。特に、特許文献9及び特許文献11では、重合法により製造した重合トナ−を用いる場合には、クリ−ニング部材に付着堆積したトナ−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。これは、粉砕法により製造した粉砕トナ−を用いる場合には、貯蔵弾性率が高い溶けにくいトナ−がクリ−ニング部材に付着するが、重合法により製造した重合トナ−を用いる場合には、貯蔵弾性率が低い普通のトナ−がクリ−ニング部材に付着するからである。
By the way, in recent years, in an image forming apparatus, in order to prevent wasteful consumption of energy, energization to the heat source is stopped during standby, and the heating roller is fixed by energizing the heat source only at the start of image formation. The temperature has risen to the temperature. For this reason, it is necessary for the heating roller to improve temperature responsiveness. For example, in the case of a heating roller, the wall thickness is set to 1 mm or less, and the temperature rise time to the fixing temperature is shortened to about 10 seconds. Yes.
In such an image forming apparatus, since the heat capacity of the heating roller is small, heat transfer to the recording medium at the time of fixing, heat transfer to a member in contact with the heating roller, and around the heating roller There is a problem that the temperature distribution of the heating roller tends to be non-uniform in the width direction due to the influence of the wind flow. In addition, it has been impossible in terms of space and cost to make the temperature distribution uniform over the entire region of the heating roller.
If the temperature distribution of the heating roller is not uniform in the width direction, the fixing performance becomes unstable, and offsets are likely to occur, and the life of the heating roller is likely to be shortened due to thermal deterioration. . In particular, Patent Document 9 and Patent Document 11 have a problem that when a polymer toner manufactured by a polymerization method is used, the toner mass adhered and deposited on the cleaning member is remelted and reversely transferred to the recording medium. there were. This is because when a pulverized toner manufactured by a pulverization method is used, a toner having a high storage elastic modulus and hardly melts adheres to the cleaning member, but when a polymerized toner manufactured by a polymerization method is used, This is because an ordinary toner having a low storage modulus adheres to the cleaning member.
この問題は、通紙可能な最大サイズに比較して、小サイズの記録媒体を通紙する場合に特に顕著に生じた。なぜなら、小サイズの場合は、通紙領域が狭く加熱ロ−ラに接する面積が小さいから、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支持することから、非通紙領域の温度まで不必要に上昇し、その非通紙領域に対応するクリ−ニング部材上のトナ−が溶融して逆転写するからである。
したがって、例えば、特許文献12では、このような逆転写の問題を解決すべく、従来の定着装置の中には、加熱ロ−ラの温度分布を幅方向で均一とするため、風を当てて加熱ロ−ラの非通紙領域の温度の上がり過ぎを防止するものが開示されている。
また、例えば、特許文献13に記載されるように、クリ−ニングロ−ラに沿って通風孔を設けてクリ−ニングロ−ラの回転とともに定着装置内の空気を循環し、クリ−ニングロ−ラの温度上昇を防ぐものがある。
This problem is particularly noticeable when a small-sized recording medium is passed compared to the maximum size that can be passed. This is because, in the case of a small size, since the paper passing area is narrow and the area in contact with the heating roller is small, the temperature is lowered only in the narrow area, and the temperature detection means corresponding to that part supports the lighting of the heat source. This is because the temperature rises unnecessarily to the temperature of the non-sheet passing area, and the toner on the cleaning member corresponding to the non-sheet passing area melts and reversely transfers.
Therefore, for example, in Patent Document 12, in order to solve such a problem of reverse transfer, in a conventional fixing device, in order to make the temperature distribution of the heating roller uniform in the width direction, wind is applied. A device that prevents the temperature of the non-sheet passing region of the heating roller from excessively rising is disclosed.
Further, for example, as described in Patent Document 13, a ventilation hole is provided along the cleaning roller to circulate the air in the fixing device along with the rotation of the cleaning roller. Some prevent temperature rise.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、定着装置からのトナ−の溶け出しを防止して画像の汚れの発生を防止する定着装置、これを用いる画像形成装置及びこれに用いられるトナーを提供することである。
さらに、本発明は、定着効率を下げることなく、クリ−ニング部材に付着したトナ−が逆転写することがない定着装置、画像形成装置及びこれに用いられるトナーを提供することを課題とする。
さらに、本発明は、高濃度、かつ、高精細の画像が得られる定着装置、画像形成装置及びこれに用いられるトナーを提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a problem thereof is a fixing device that prevents the toner from being melted out of the fixing device to prevent image smearing, and image formation using the same. An apparatus and a toner used in the apparatus are provided.
Another object of the present invention is to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a toner used therefor, in which the toner attached to the cleaning member is not reversely transferred without lowering the fixing efficiency.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a toner used therefor, which can obtain a high-density and high-definition image.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
1.本発明の定着装置は、少なくとも結着樹脂、と着色剤とを有するトナ−を、熱及び/又は圧力で記録媒体上に定着させる定着装置において、前記定着装置は、定着手段と加圧手段と、少なくともこれら一方をクリ−ニングするクリ−ニング部材とを有し、このクリ−ニング部材は、少なくともトナーの結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質とコーティング用樹脂とで形成される、反応性物質とコーティング用樹脂との比率が異なる複数の層を有するコーティング層が配置されていることを特徴とする。
2.また、本発明の定着装置は、少なくとも結着樹脂、と着色剤とを有するトナ−を、熱及び/又は圧力で記録媒体上に定着させる定着装置において、複数のロ−ラに張架された定着手段と加圧手段と、少なくともこれら一方をクリ−ニングするクリ−ニング部材とを有し、このクリ−ニング部材は、少なくともトナーの結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質とコーティング用樹脂とで形成される、反応性物質とコーティング用樹脂との比率が異なる複数の層を有するコーティング層が配置されていることを特徴とする。
3.また、本発明の定着装置は、さらに、前記コーティング層は、クリーニング部材を形成する芯金に接触している部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dcore(反応性物質/コーティング用樹脂)とクリーニング部材の表面部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dsurface(反応性物質/コーティング用樹脂)と が、比率Dcore>比率Dsurface の関係を満足することを特徴とする。
4.また、本発明の定着装置は、さらに、前記コーティング層は、少なくとも、クリーニング部材を形成する芯金から、第1コーティング層、第2コーティング層を形成し、第1コーティング層が、第2コーティング層より反応性物質の単位体積当たり含有率が高いことを特徴とする。
5.また、本発明の定着装置は、さらに、前記第1コーティング層は、反応性物質とコーティング用樹脂とが、反応性物質:コーティング用樹脂=30〜70:70〜30(wt%)の範囲にあることを特徴とする。
6.また、本発明の定着装置は、さらに、前記第1コーティング層の反応性物質の単位体積当たり含有率(α)と第2コーティング層より反応性物質の単位体積当たり含有率(β)との比(α/β)が、1ないし200の範囲にあることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
1. The fixing device of the present invention is a fixing device for fixing a toner having at least a binder resin and a colorant on a recording medium with heat and / or pressure, wherein the fixing device includes a fixing unit and a pressure unit. A cleaning member that cleans at least one of them, and this cleaning member is formed of at least a reactive substance that increases the viscoelasticity of the binder resin of the toner and a coating resin. A coating layer having a plurality of layers having different ratios of the reactive substance and the coating resin is arranged.
2. The fixing device of the present invention is a fixing device that fixes a toner having at least a binder resin and a colorant on a recording medium with heat and / or pressure, and is stretched around a plurality of rollers. A fixing unit, a pressing unit, and a cleaning member that cleans at least one of the fixing unit, the cleaning member, and at least a reactive substance that increases the viscoelasticity of the binder resin of the toner; A coating layer having a plurality of layers having different ratios of a reactive substance and a coating resin formed with a resin is arranged.
3. Further, in the fixing device of the present invention, the coating layer further comprises a ratio Dcore (reactive substance / coating resin) of the reactive substance and the coating resin in the part in contact with the core metal forming the cleaning member. The ratio Dsurface (reactive substance / coating resin) of the reactive substance and the coating resin on the surface portion of the cleaning member satisfies the relationship of ratio Dcore> ratio Dsurface.
4). Further, in the fixing device of the present invention, the coating layer is formed of at least a first coating layer and a second coating layer from a core metal forming a cleaning member, and the first coating layer is a second coating layer. It is characterized by a higher content per unit volume of the reactive substance.
5. Further, in the fixing device of the present invention, the first coating layer has a reactive substance and a coating resin in a range of reactive substance: coating resin = 30 to 70:70 to 30 (wt%). It is characterized by being.
6). The fixing device of the present invention further includes a ratio between the content per unit volume (α) of the reactive substance in the first coating layer and the content per unit volume (β) of the reactive substance from the second coating layer. (Α / β) is in the range of 1 to 200.
7.また、本発明の定着装置は、さらに、前記反応性物質は、金属化合物であることを特徴とする。
8.また、本発明の定着装置は、さらに、前記金属化合物が、サリチル酸金属化合物であることを特徴とする。
9.また、本発明の定着装置は、さらに、前記コーティング用樹脂、は、反応性物質と反応する官能基を末端に有することを特徴とする。
10.また、本発明の定着装置は、さらに、前記官能基は、カルボン酸であることを特徴とする。
11.また、本発明の定着装置は、さらに、クリーニング部材をローラに押圧する押圧部材を備えることを特徴とする。
12.また、本発明の定着装置は、さらに、前記クリーニング部材は、直径5〜20mmのローラ形状を有することを特徴とする。
13.また、本発明の定着装置は、さらに、前記第1コーティング層は、0.05〜1.0gの範囲にあることを特徴とする。
14.また、本発明の定着装置は、さらに、前記第2コーティング層は、10g以内にあることを特徴とする。
15.また、本発明の定着装置は、さらに、前記押圧部材が、バネ材であり、1〜3mmの範囲で可動することを特徴とする。
16.また、本発明の定着装置は、さらに、コーティング層の反応性物質の含有率が1wt%以上の範囲内で使用することを特徴とする。
7). The fixing device according to the present invention is further characterized in that the reactive substance is a metal compound.
8). The fixing device of the present invention is further characterized in that the metal compound is a salicylic acid metal compound.
9. The fixing device of the present invention is further characterized in that the coating resin has a functional group that reacts with a reactive substance at the terminal.
10. The fixing device of the present invention is further characterized in that the functional group is a carboxylic acid.
11. The fixing device of the present invention further includes a pressing member that presses the cleaning member against the roller.
12 The fixing device according to the present invention is further characterized in that the cleaning member has a roller shape having a diameter of 5 to 20 mm.
13. The fixing device of the present invention is further characterized in that the first coating layer is in the range of 0.05 to 1.0 g.
14 The fixing device of the present invention is further characterized in that the second coating layer is within 10 g.
15. Further, in the fixing device of the present invention, the pressing member is a spring material and is movable within a range of 1 to 3 mm.
16. Further, the fixing device of the present invention is further characterized in that the content of the reactive substance in the coating layer is used within a range of 1 wt% or more.
17.また、本発明の定着装置は、さらに、離型剤を含むトナーを用いることを特徴とする。
18.また、本発明の定着装置は、さらに、荷電制御剤を含むトナーを用いることを特徴とする。
19.また、本発明の定着装置は、さらに、平均円形度が0.94以上のトナーを用いることを特徴とする。
20.また、本発明の定着装置は、さらに、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
21.また、本発明の定着装置は、さらに、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
22.また、本発明の定着装置は、さらに、紡錘形状で、かつ、前記紡錘形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
23.また、本発明の定着装置は、さらに、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤とを有機溶媒中にそれぞれを溶解又は分散させたトナ−組成物を、水系媒体中に分散させて伸長及び/又は架橋反応させたトナーを用いることを特徴とする。
17. The fixing device of the present invention is further characterized by using a toner containing a release agent.
18. The fixing device of the present invention is further characterized by using a toner containing a charge control agent.
19. The fixing device of the present invention is further characterized by using a toner having an average circularity of 0.94 or more.
20. The fixing device of the present invention further has a volume average particle diameter of 3.0 to 8.0 μm and a ratio (Dv / Dn) of product average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) of 1. A toner in the range of 0.00 to 1.40 is used.
21. The fixing device of the present invention is further characterized by using a toner having a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
22. The fixing device of the present invention further has a spindle shape, and the spindle shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (provided that r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis. The ratio (r2 / r1) between r1 and the minor axis r2 is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) between the thickness r3 and the minor axis r2 is 0.7 to 1.0. A toner in the range is used.
23. The fixing device of the present invention further comprises a toner composition in which at least a polymer having a site capable of reacting with a compound having an active hydrogen group, a polyester, and a colorant are dissolved or dispersed in an organic solvent. The toner is characterized by using a toner which is dispersed in an aqueous medium and subjected to elongation and / or crosslinking reaction.
24.本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体の表面に静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写装置と、像担持体上の未転写の残留トナ−をクリ−ニングするクリ−ニング装置と、記録部材上の可視像を熱及び又は圧力で定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、上述1ないし23に記載の定着装置を用いることを特徴とする。
25.また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記画像形成装置は、像担持体と、少なくとも帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置から選択される一以上の装置とを一体に支持し、着脱可能なプロセスカ−トリッジを備えることを特徴とする。
24. An image forming apparatus of the present invention includes an image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, A developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier to a recording member, and an untransferred residual toner on the image carrier. In the image forming apparatus comprising the cleaning device for cleaning the image and the fixing device for fixing the visible image on the recording member with heat and / or pressure, the fixing device according to 1 to 23 is used. Features.
25. In the image forming apparatus of the present invention, the image forming apparatus further supports an image carrier and at least one device selected from at least a charging device, a developing device, and a cleaning device. A possible process cartridge is provided.
26.本発明のトナーは、少なくとも、結着樹脂、と着色剤を有するトナ−であって、定着装置による熱及び/又は圧力で記録媒体上に定着されるトナ−において、上述1ないし23のいずれかに記載の定着装置に用いられることを特徴とする。 26. The toner of the present invention is a toner having at least a binder resin and a colorant, wherein the toner is fixed on a recording medium with heat and / or pressure by a fixing device. It is used for the fixing device described in 1.
本発明は、上記解決するための手段によって、本発明の定着装置と画像形成装置では、定着装置でオフセットしたトナーをクリーニングローラで回収し、再溶融による溶け出しを防止することができる。
また、本発明のトナーでは、現像性・転写性に優れ、高品位の画像が得ることができる。
In the fixing device and the image forming apparatus of the present invention, the toner offset by the fixing device can be collected by the cleaning roller by the means for solving the above problem, and the melting due to remelting can be prevented.
Further, the toner of the present invention is excellent in developability and transferability, and a high-quality image can be obtained.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
図1は、本発明の定着装置の一実施形態として定着手段、加圧手段を備える構成を示す概略図である。
本発明の定着装置25は、図1に示すように、定着手段の一つである定着ローラ251は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周に、加圧手段の一つである加圧ローラ252とニップを形成するために、例えば発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴム等の耐熱弾性材料で環状に成型加工された弾性層を備える。弾性層の表層には、記録紙及びトナーの離型性を良くするために離型層を設ける。離型層には、耐熱性があり表面エネルギーの小さい材料が使用され、例えばシリコーン樹脂、、フッ素樹脂、、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)などの高分子樹脂、からなる耐熱性チューブとして使用される。定着ローラ251の芯金中には定着ローラ251の温度上昇を加速させるためのハロゲンヒータ等の熱源が配設される。
加圧ローラ252は、ステンレス、アルミニウム等の金属製の芯金の外周にフッ素系ゴム、シリコーンゴム等の耐熱弾性材料からなる弾性層を適度な厚みで備え、定着ローラ251と同様に、表層にフッ素系樹脂、等からなる離型層を備える。また、加圧ローラ252は、定着ローラ251に向けて図示しないバネ等の加圧部材により押圧されており、弾性層を弾性変形させることにより定着ローラ251との間で、一定時間トナーを加圧・加熱できるニップ部を形成する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration including a fixing unit and a pressing unit as an embodiment of the fixing device of the present invention.
In the fixing
The
定着ローラ251にトナーとの離型性を良くしてオフセットの発生を防止するために、離型性を向上させるシリコーンオイル等のオイルを塗布する塗布ローラ255、定着ローラ251に付着したトナー、紙粉をクリーニングするクリーニングローラ256を設ける。また、加圧ローラ252にも紙粉と記録しないときに接する定着ローラ251からトナーが付着することから、加圧ローラ252にクリーニングローラ257を設ける。さらに、定着ローラ251、加圧ローラ252等の定着装置25における部材のヒータを制御するために、各部材の温度を検知するためにサーミスタ等の温度センサ258を設ける。
In order to improve the releasability from the toner on the fixing
また、図2は、本発明の定着装置の一実施形態として定着ベルトを備える構成を示す概略図である。この定着ベルトを有する定着装置26は、定着手段に圧接する加圧手段である加圧ローラ262と、加熱ローラ263と定着ローラ261との間に掛け渡された回転する定着手段である定着ベルト264とからなっている。
定着ローラ261、加圧ローラ262は、図2に示す定着装置26の定着ローラ261、加圧ローラ262とほぼ同様にして、金属製の芯金の外周に、耐熱弾性材料からなる弾性層を備える。弾性層の厚みは適宜調整される。また、弾性層の表層には、記録紙及びトナーの離型性を良くするために、フッ素系樹脂、等からなる離型層を設ける。芯金内部には、それぞれハロゲンヒータが配置されている。また、加圧ローラ263は、定着ベルト264を挟んで定着ローラ261に向けて図示しないバネ等の加圧部材により押圧されており、弾性層を変形させることにより定着ローラ261との間で、一定時間トナーを加圧・加熱できるニップ部を形成する。
定着ベルト264は、基体には、耐熱性樹脂、や、金属から形成された無端状のベルト状基体が用いられる。耐熱性樹脂、の材質としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられ、金属ベルトの材質としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。樹脂、と重層を形成しても良く、特に、ポリイミド樹脂、にニッケルを電鋳したベルトが強度と弾性を有し、耐久性があるので好ましい。厚さは100μm以下の薄肉のものが望ましい。定着ベルト264は、記録紙、トナーと加圧接触するため、高離型性シリコーンゴム等からなる弾性層と摩擦係数が小さいフッ素系樹脂、で耐熱離型層を有する構成になっている。
加熱ローラ263は、掛け回されている定着ベルト264を張架して、さらに、加熱するための部材である。このため、加熱ローラ263の内部に、ハロゲンランプ、ニクロム線等の熱源が設けられている。また、加熱ローラ263は、アルミ、炭素鋼、ステンレス鋼等の中空金属円筒の薄肉ローラであるが、熱伝導性が良好な厚さ1〜4mmのアルミニウム製円筒を用いることで、軸方向での温度分布を小さくすることができる。さらに、加熱ローラ263の表面には、定着ベルト264との摩耗を防止するために、アルマイト処理の表面処理が施されている。
定着ベルト264を挟んで加熱ローラ263の外周面には、熱電対、サーミスタ等からなり、定着ベルト264外周面の温度を検知する温度センサ265が配置されている。温度センサからの検知信号に応じて図示しない温度制御装置により加熱ローラ263等の内部におけるヒータの動作を制御する。
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration including a fixing belt as an embodiment of the fixing device of the present invention. The fixing
The fixing
The fixing
The
A temperature sensor 265 for detecting the temperature of the outer peripheral surface of the fixing
図1に示すように、本発明の定着装置25では、記録紙上のトナ−は、定着装置25における定着ロ−ラ251と加圧ローラ252のニップ内で熱と圧力を受ける。このときに、熱によりトナーは溶融状態になり、粘度及び弾性が低下する。また、同時に、圧力を受けることで記録紙上に広がるとともに記録紙の繊維中に入り込む。次に、記録紙がニップ内から抜け出して両方のロ−ラ251、252がら離れてゆく。トナ−に含有されている粘度が小さい低分子量成分は溶融し、記録紙の繊維間に浸み込むやすい。また、同時に、弾性が低いことで分離しやすく定着ローラ251に付着しやすい。また、高分子量成分は、粘弾性ともに大きいが、溶融して、粘性が大きくなって定着ローラ251に対する付着力が弾性より大きくなると、記録紙から定着ローラ251へ移行する。この移行したトナ−は、定着ローラ251が回転して記録紙に再度接触すると、この残留したナ−が記録紙に付着して画像を汚すことがある。しかし、この画像を汚すことのないように定着ローラ251にはクリーニングローラ257等が設けられたり、または、定着ローラ251にはシリコ−ンオイルを塗布したり、トナ−中に離型剤を含有させることでトナ−が残留するのを防止する。しかし、一部が残留するのを完全に防止することは困難である。
また、トナーの一部は、定着ローラ251から温度の低い加圧ローラ252に移行するものがある。この加圧ローラ252に移行したトナ−は、加圧ローラ252が回転して記録紙に再度接触すると、この残留したナ−が記録紙の裏面に付着して画像を汚すことがある。これを防止するために、加圧ローラ252に加圧ローラ用クリーニングローラ(以下、単に「クリーニングローラ」と記す。)257が設けられる。このクリーニングローラ257には、定着ローラ251から移行したトナ−が回収される。しかし、このクリーニングローラ257に回収されたトナ−が、定着装置25の作動時に熱を受けて再溶融し、クリーニングローラ257からのトナーの溶け出して加圧ローラ252に移行し、ニップ部で記録紙の裏面を汚すことがある。とくに、トナーの結着樹脂、中の高分子量成分よりは低分子量成分が加熱により容易に粘弾性がかわるために、オフセットが生じやすく、また、再溶融して溶け出しやすい。
As shown in FIG. 1, in the fixing
Some of the toner may be transferred from the fixing
加圧ローラ252に付着したトナ−は、加圧ローラ252とクリーニングローラ257とのニップ部でクリーニングローラ257に回収される。このような流れで定着ローラ251に付着したトナ−は、クリーニングローラ257に回収されて、15万プリントでクリーニングローラ257に数g程度のトナ−が回収される。従来のトナ−では、Tgとして比較的高く約60℃付近の樹脂、を用いていたので、クリーニングローラ257に付着するトナ−の粘度は高かったために、プリント枚数に応じて定着装置25、そのクリーニングローラ257の温度が高くなっても、トナ−が溶け出しにくかった。しかし、比較的低い温度で溶ける低分子量樹脂、を用いると、定着設定温度より低い温度で溶ける。このために、クリーニングローラ257に付着したトナ−は、記録紙を通過させないで、温度制御された定着装置25を回転させると、クリーニングローラ257に回収したトナ−が溶け出して加圧ローラ252又は定着ローラ251に再付着する。この状態で、画像出力を行って記録紙を通過させると、溶け出したトナーが溶け出して記録紙を汚すということになる。
The toner attached to the
本発明の定着装置25では、このクリーニングローラ257が、トナーの結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質を含有するコーティング層を有する。図3は、クリーニングローラの層構成を示す断面図である。本発明の定着装置25では、コーティング層257bは反応性物質のみからなる場合と反応性物質と少なくとも結着樹脂とからなる場合がある。反応性物質のみからなる前者の場合は反応性物質だけでは機械的ストレスに対して、脆く使用初期の段階で芯金からの剥がれが生じる場合がある。そこで、反応性物質の層において、初期の剥がれを防止するために少なくとも結着樹脂とを含む状態で溶剤等に溶解して、コーティングすることでバインダー効果を持たせることができ、上記の課題を解決するために後者が好ましい。
本発明の定着装置では、このために、コーティング層257b’は、クリーニングローラ257を形成する芯金に接触している部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dcore(反応性物質/コーティング用樹脂)とクリーニングローラ257の表面部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dsurface(反応性物質/コーティング用樹脂)と が、比率Dcore>比率Dsurface の関係を満足する。これによって、回収したトナーが架橋等の反応で硬化しても、反応性物質が比率Dcoreの芯金257a表面から拡散して、新たな反応の機会を供給することができる。そのために、拡散させるのに比率Dcore>比率Dsurface の関係を満足することが必要である。
また、本発明の定着装置25では、コーティング層257b’が複数の層、ここでは、2層で説明するが、第一コーティング層257bは、クリーニングローラ257に回収されたトナーが第2コーティング層257cとして、蓄積され、反応性物質の単位体積当たり含有率が異なる複数の層または反応性物質が拡散され、反応性物質の濃度がなだらかに変化する層257b’が形成される。これは、クリーニングローラ257に回収されたトナーと反応性物質とが反応して、クリーニングローラ257からのトナーの溶け出しを防止するものであり、このときに、反応性物質によって回収された結着樹脂が架橋等の反応により弾性率が高くなり、クリーニングローラ257からの溶け出しを防止する。さらに、複数の層、ここでは、クリーニングローラ257の芯金257aに接する第1コーティング層257bは反応性物質の含有量が高く、回収されたトナーが蓄積されることで形成される第2コーティング層257cは次第に反応性物質の含有量が減少する。さらに、回収トナー量が増えて第2コーティング層257cが過剰になり反応性物質の濃度が低下すると反応の効果がなくなり、ついには溶け出しが発生する。
In the fixing
In the fixing device of the present invention, for this purpose, the
Further, in the fixing
また、この複数の層を有するクリーニングローラ257では、第1コーティング層257bの反応性物質の単位体積当たり含有率(α)と第2コーティング層257cより反応性物質の単位体積当たり含有率(β)との比(α/β)が、1ないし200の範囲にする。比(α/β)が1未満では、第2コーティング層257cの反応性物質の拡散速度が第1コーティング層257bより小さくなるために、回収されたトナーと反応する機会が少なくなり、トナーの溶け出しを防止することが困難になる。比(α/β)が200を越えると、第2コーティング層257c表面に回収されたトナーへ供給される反応性物質が少なくなり、同様に、反応する機会が少なくなり、トナーの溶け出しを防止することが困難になる。
さらに、この第2コーティング層257c表面には、回収されたトナーが付着して、この第2コーティング層257cと一体化して次第に大きくなっていく。したがって、第2コーティング層257cは反応性物質の含有量が一定でなくともよく、比(α/β)の1ないし200の範囲内で傾斜していてもよい。とくに、トナーの結着樹脂と第2コーティング層257cの樹脂の境界は、長い間の使用によって、次第に不明確になり、一体化する。したがって、この第2コーティング層257cは大きくなっていく層であり、この付着したトナーの樹脂にも反応性物質は拡散してゆき、さらに、回収されたトナーに反応性物質が供給され弾性率が大きくなってゆき、トナーの溶け出しを防止する。しかし、比(α/β)が200を越えると、回収されたトナーへの反応性物質の供給する速度・量が少なくなり、溶け出しを防止することができなくなる。また、この第2コーティング層257cが大きくなっても、コーティング層全体で、反応性物質の含有率が2wt%以上で使用する。2wt%未満では回収されたトナーを架橋して弾性率を大きくすることができなくなり、トナーの溶け出しを防止することが困難になる。
In the
Further, the recovered toner adheres to the surface of the
このときに、第1コーティング層257bは、0.05〜1.0gの範囲にする。さらに、好ましくは、0.1〜0.3gの範囲にする。また、第1コーティング層257bが0.05g未満では反応性物質の量が少なくなり、第2コーティング層257cに供給する反応性物質の量が少なく、粘弾性を大きくすることができないし、使用期間が短くなる。第1コーティング層257bが1.0gを越えると、反応性物質の量が多くなるのでコーティング層を形成するための膜厚が大きくなって、クリーニングローラ257に回収できるトナーの総量が少なくなり、また、第1コーティング層257bが硬くなり、割れが生ずる。
また、第2コーティング層257cは、10g以内にする。第2コーティング層257cが10gを越えると、第2コーティング層257cの層厚が大きくなり、第1コーティング層257bからの反応性物質の拡散に時間が必要になり、トナーの溶け出しを防止することができない。
このように、省スペースも考慮して小型の画像形成装置においては、最適なコーティング量がある。
At this time, the
The
Thus, in consideration of space saving, a small image forming apparatus has an optimum coating amount.
粘弾性を大きくする反応性物質としては、結着樹脂、と架橋又は伸長反応で分子量を大きくする物質がある。結着樹脂、中の極性を有する官能基とと反応して架橋させることで粘弾性を大きくする物質が好ましい。ここで、架橋させる物質とは、溶媒中における単量体の架橋又は伸長に用いるアミン類、ケトン類等とは異なるものである。この粘弾性を大きくする物質には、金属化合物が挙げら、具体的には、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又は亜鉛、クロム、鉄、ジルコニウム等の金属錯体、その他に、シリコン、ジルコニウム、アルミニウムから選ばれるキレ−ト化合物又はこれらの金属アルコレート等を挙げることができる。これらをクリーニングローラ257にコーティングすることで、クリーニングローラ257に転移して回収されたトナーを架橋して粘弾性を大きくすることで、クリーニングローラ257からの再溶融を防止して、記録紙等を汚すのを防ぐことができる。
Examples of the reactive substance that increases viscoelasticity include a binder resin and a substance that increases the molecular weight by a crosslinking or elongation reaction. A binder resin and a substance that increases viscoelasticity by reacting with a functional group having polarity in the resin to crosslink are preferable. Here, the substance to be cross-linked is different from amines and ketones used for cross-linking or elongation of monomers in a solvent. Examples of the material that increases the viscoelasticity include metal compounds, specifically, metal salts of naphthenic acid or higher fatty acids, azo metal complexes, salicylic acid metal salts, or metal complexes of zinc, chromium, iron, zirconium, and the like. In addition, a chelate compound selected from silicon, zirconium, and aluminum, or a metal alcoholate thereof may be used. By coating these onto the cleaning
また、コーティング用樹脂、としては、としては特に限定を受けないが、例えばポリエステル樹脂、スチレン−アクリル酸アルキル系樹脂、スチレン−メタアクリル酸アルキル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。特に、樹脂の末端に反応性物質と反応する官能基に有することが好ましい。反応及び相互作用する官能基としては、カルボニル基、ウレタン基、ウレア基、スルホン酸基等のヘテロ原子を含む極性基を挙げることができる。とくに、この中で、ポリエステル樹脂を形成するカルボン酸であることが好ましい。カルボン酸は水素結合したすいため、反応性物質との相互作用が起こりやすく、また適度に弱い結合のため、他の官能基との交換も比較的自由であり、反応性物資の拡散性に優れる。
また、これに用いる溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ポリ(メタ)アクリレートの場合はメチルエチルケトン、アルコール類等が挙げられ、具体例としてメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジオキサン等が挙げられる。好ましくはアルコール類が挙げられる。
これらの反応性物質、コーティング用樹脂を溶媒中で混合して溶解させて、コーティング層を形成する。コーティング方法としては、ローラ、へら、ブラシで直接塗布する方法、または、エアースプレー等で吹き付けて塗布する方法があるが、特に、塗布方法には限定されない。
Further, the coating resin is not particularly limited, but examples thereof include polyester resins, styrene-alkyl acrylate resins, styrene-alkyl acrylate resins, styrene-butadiene resins, styrene-acrylonitrile resins, Examples include polyurethane resins, epoxy resins, silicone resins, polyvinyl chloride, polyamide resins, phenol resins, xylene resins and the like. In particular, it is preferable to have a functional group that reacts with a reactive substance at the terminal of the resin. Examples of the functional group that reacts and interacts include polar groups containing heteroatoms such as a carbonyl group, a urethane group, a urea group, and a sulfonic acid group. Of these, a carboxylic acid forming a polyester resin is particularly preferable. Carboxylic acid is hydrogen-bonded and is likely to interact with reactive substances, and because of moderately weak bonds, it is relatively free to exchange with other functional groups and excels in diffusibility of reactive materials. .
Examples of the solvent used for this include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, and in the case of poly (meth) acrylate, methyl ethyl ketone, alcohols and the like. Specific examples include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and t-butanol. , Alcohols such as methoxyethanol, ethoxyethanol and butoxyethanol, nitriles such as acetonitrile, and dioxane. Preferably, alcohols are used.
These reactive substances and coating resin are mixed and dissolved in a solvent to form a coating layer. Examples of the coating method include a method of directly applying with a roller, a spatula, and a brush, or a method of applying by spraying with air spray or the like, but is not particularly limited to the application method.
このときに、第1コーティング層257bは、反応性物質とコーティング用樹脂とが、反応性物質:コーティング用樹脂=30〜70:70〜30(wt%)の範囲にある。さらに、好ましくは、反応性物質:コーティング用樹脂=40〜60:60〜40(wt%)の範囲にある。
反応性物質が30wt%未満、コーティング用樹脂が70wt%を越えると、反応性物質の量が少なくクリーニングローラ257に回収されたトナーと反応する量が少なくなり、粘弾性を大きくすることが困難である。反応する量をコーティング層257b’の膜厚を厚くして補うこともできるが、その分クリーニングローラ257が回収できるトナーの量が少なくなるために画像形成装置の小型化には不利である。また、反応性物質が70wt%を越えると、コーティング用樹脂が30wt%未満では、反応する反応性物質の量が増え、コーティング用樹脂の割合が少なくなることから、コーティング層257b’の結着力が弱くなり、外力に対してもろくなり、割れが生じやすくなる。
At this time, in the
If the reactive substance is less than 30 wt% and the coating resin exceeds 70 wt%, the amount of the reactive substance is small and the amount reacting with the toner collected by the cleaning
また、本発明の定着装置25では、クリーニングローラ257は、SUS、黄銅などの銅、アルミニウム等の金属で構成され、直径が5〜20mmのローラ形状を用いる。また、そのクリーニングローラ257の表面が、十点平均粗さRz(以下、単に「粗さRz」と記す。)で3〜50μmの範囲にある。この表面の粗さRzは、ショットブラスト、サンドブラスト、液体ホーニング等のブラスト処理で形成することができ、とくに、加工が容易なサンドブラスト処理が好ましい。これは、ローラ形状にした方が周方向分を含めて広い面積で利用できることから、クリーニング部材の使用期間を延ばすことができる。また、直径としては、定着装置に装着可能な大きさにしなければならないために小型化の要請に対してできるだけ小さくする事が好ましい。このクリーニングローラ257が大きすぎると定着装置25の立ち上がりが遅くなり好ましくない。しかし、このクリーニングローラ257が大きいとその分表面積が大きくなり、クリーニングローラ257に回収できるトナー量が多くなる。また、さらに、クリーニングローラ257の単位回収量当たりのクリーニングローラ257に巻き付くトナーの厚みが薄くなり、プリント枚数によるトナー厚み量の変化が少なく、加圧ローラ252に対する機械的な圧力及び熱的な変化量が小さく、定着装置の安定性に優れている。逆に、クリーニングローラ257の直径が小さいと、プリント枚数による巻き付くトナーの厚み量が急激に変化するために、加圧ローラ252に対する機械的な圧力及び熱的な変化量が大きく、逆に溶け出すことがある。また、クリーニングローラ257の表面に所定の粗さRzにすることで、反応性物質の塗布性を均一にすることができる。粗さRzが小さいと塗布後に液だれが生じ、また、大きいと反応性物質の存在状態に粗密ができ、いずれも好ましくない。なお、ここで、クリーニングローラ257は、単数で説明したが、加圧ローラ252に複数設けてもよい。また、定着ローラ251に併せて又は単独でクリーニングローラ257を設けても良い。
In the fixing
また、本発明の定着装置は、クリーニング部材257を加圧ローラ252、定着ローラ251等に押圧する押圧部材を備える。クリーニングローラ257に接する押圧部はローラ形状でも、板状でもあってもよく、押圧部材はバネ材を用いる。これによって、クリーニングローラ257を加圧ローラ252等に押圧して接触領域を広くして、加圧ローラ252等に付着しているトナーをより効率的に回収することができる。
また、この押圧部材を可動にして、クリーニングローラ257に回収されるトナー量を多くなって、クリーニングローラ257の直径が大きくなっても、一定の圧力でクリーニングローラ257を加圧ローラ252等に押圧させることができる。
The fixing device of the present invention further includes a pressing member that presses the cleaning
Moreover, even if the pressing member is moved so that the amount of toner collected by the cleaning
本発明の定着装置に用いるトナーは、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等の製造方法があるが、これらの製造方法に限るものではない。粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、連続式の1軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機微粒子を外添して、混合しトナーとする。また、重合法の一例を示す。少なくとも、活性水素基を有する重合体、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させるトナーを用いることが好ましい。 The toner used in the fixing device of the present invention includes production methods such as a pulverization method and a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, etc.), but is not limited to these production methods. As an example of the pulverization method, first, the above-mentioned resin, pigment or dye as a colorant, charge control agent, release agent, other additives, etc. are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer, and then batch type. The constituent materials are well kneaded using a two-roll, Banbury mixer, continuous twin-screw extruder, continuous single-screw kneader, or the like, and cut after rolling and cooling. The toner kneaded product after cutting is crushed, coarsely pulverized using a hammer mill, etc., and further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier or Coanda effect using a swirling airflow Is classified to a predetermined particle size by a classifier using Thereafter, inorganic fine particles are externally added by a mixer and mixed to obtain a toner. Moreover, an example of the polymerization method is shown. It is preferable to use a toner in which a toner composition containing at least a polymer having an active hydrogen group, polyester, a colorant, and a release agent is crosslinked and / or extended in the presence of resin fine particles in an aqueous medium.
また、本発明の定着装置25に用いるトナーは、離型剤としてワックスを含有する。トナ−中でのワックス存在状態が定着時におけるトナ−の離型性に大きく影響することが明らかになり、ワックスがトナ−中で微分散し、かつ、トナ−の内部にあって表面近傍に多く存在することで、良好な定着離型性が得られる。特に、ワックスは長径で1μm以下に分散されている状態が好ましい。このように離型剤はトナーに含有させること離型剤はトナーに含有させることで、定着ローラ251にオフセットするトナーを減少させることができ、加圧ローラ252のクリーニングローラ257に回収されるトナーを少なくすることができる。
Further, the toner used in the fixing
ワックスとしては、公知のものが使用でき、ポリオレフィンワッックス(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(パラフィンワッックス、サゾ−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(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロ−ルプロパントリベヘネ−ト、ペンタエリスリト−ルテトラベヘネ−ト、ペンタエリスリト−ルジアセテ−トジベヘネ−ト、グリセリントリベヘネ−ト、1,18−オクタデカンジオ−ルジステアレ−トなど);ポリアルカノ−ルエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエ−トなど);ポリアルカン酸アミド(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(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(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。本発明のワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは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、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコ−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が好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cps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−中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。 Known waxes can be used, and include polyolefin waxes (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbons (paraffin wax, sazol wax, etc.); carbonyl group-containing waxes, and the like. Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Examples of the carbonyl group-containing wax include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenene. Polyalkanol ester (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amide (ethylenediamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamide (Trimellitic acid tristearyl amide, etc.); and dialkyl ketones (distearyl ketone, etc.). Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred. The melting point of the wax of the present invention is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more 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 160 ° C. tends to cause cold offset during fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a temperature 20 ° C. higher than the melting point. Waxes exceeding 1000 cps have poor effects for improving hot offset resistance and low-temperature fixability. The content of the wax in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight.
また、本発明の定着装置25に用いるトナーは、荷電制御剤を含有する。特に、帯電制御物質をトナーの表面に固着させることで、高い帯電量を付与することが可能となる。すなわち、トナーの表面に固着させることで、トナー表面での存在量や存在状態が安定し、帯電量を安定化することができる。特に、本発明の構成からなるトナーにおいては帯電量の安定性が高まる。
荷電制御剤としては、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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、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。
帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、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。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すぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、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。また、これらの帯電制御剤、離型剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い
The toner used in the fixing
Examples of charge control agents include nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), Examples thereof include 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.
The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents and release agents can be melt-kneaded together with the masterbatch and resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
また、本発明の定着装置25に用いられるトナーは、平均円形度が0.94以上である。トナ−の平均円形度は、0.94以上であることがドット再現性に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる。平均円形度が0.94未満でトナ−が球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。トナ−の円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロ−式粒子像分析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150mLを入れ、分散剤として界面活性剤0.1〜0.5mLを加え、さらに、測定試料0.1〜9.5g程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナ−の形状及び分布を測定する。
The toner used in the fixing
また、トナ−は、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある。このような粒径及び粒径分布を有するトナ−とすることにより、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、とりわけフルカラ−画像形成装置に用いた場合に画像の優れた光沢性が得られる。一般的には、トナ−の粒径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリ−ニング性に対しては不利である。また、上記の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナ−が融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ロ−ラへのトナ−のフィルミングや、トナ−を薄層化する為のブレ−ド等の部材へのトナ−の融着を発生させやすくなる。逆に、トナ−の体積平均粒径が上記の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナ−の収支が行われた場合にトナ−の粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、Dv/Dnが1.40を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。トナ−の平均粒径及び粒度分布は、コ−ルタ−カウンタ−TA−II、コ−ルタ−マルチサイザ−II(いずれもコ−ルタ−社製)を用いて測定することができる。本発明においてはコ−ルタ−カウンタ−TA−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインタ−フェイス(日科技研製)及びPC9801パ−ソナルコンピュ−タ−(NEC製)に接続し、測定した。
The toner has a volume average particle size of 3.0 to 8.0 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle size (Dv) to the number average particle size (Dn) of 1.00 to 1.n. It is in the range of 40. By using a toner having such a particle size and particle size distribution, it is excellent in all of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance, particularly when used in a full color image forming apparatus. High glossiness is obtained. In general, it is said that the smaller the particle size of the toner, the more advantageous it is to obtain a high-resolution and high-quality image, but conversely with respect to transferability and cleaning properties. Is disadvantageous. In addition, when the volume average particle size is smaller than the above range, in the two-component developer, the toner is fused to the surface of the magnetic carrier during long-term agitation in the developing device, and the charging ability of the magnetic carrier is reduced. When used as a developer, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur. On the contrary, when the volume average particle size of the toner is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the balance of the toner in the developer is performed. In many cases, the variation in the particle size of the toner becomes large.
On the other hand, if Dv / Dn exceeds 1.40, the charge amount distribution becomes wide and the resolving power decreases, which is not preferable. The average particle size and particle size distribution of the toner can be measured using a Coulter Counter TA-II and a Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). In the present invention, a counter-counter TA-II type is used, connected to an interface (manufactured by Nikka Giken) that outputs number distribution and volume distribution, and a PC 9801 personal computer (manufactured by NEC). did.
また、トナ−は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にある。
図4は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナ−の形状を模式的に表した図である。
形状係数SF−1は、トナ−形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナ−を2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・式(1)
トナ−の形状係数SF−1が100に近い値であれば、トナ−の形状は球形に近くなり、トナ−とトナ−、あるいはトナ−と感光体との接触が点接触になるため、トナ−同士の付着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナ−と感光体との付着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、形状係数SF−1の値が180より大きくなると、不定形になるため、現像性、転写性が低下するので好ましくない。
Further, the toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180, and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the shape of the toner for explaining the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2.
The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
If the shape factor SF-1 of the toner is close to 100, the shape of the toner is close to a sphere, and the contact between the toner and the toner or between the toner and the photosensitive member becomes a point contact. -Adhesion force between the toners becomes weak and fluidity increases. Also, the adhesion force between the toner and the photosensitive member decreases, and the transfer rate increases. On the other hand, if the value of the shape factor SF-1 is greater than 180, the shape factor SF-1 becomes indefinite, which is not preferable because developability and transferability deteriorate.
形状係数SF−2は、トナ−の形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナ−を2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)・・・式(2)
SF−2の値が100に近いほどトナ−表面の凹凸は少なく滑らかになる。クリ−ニング性の向上のためには、表面に適度に凹凸を有することがよいが、形状係数SF−2が180より大きくなると、凹凸が顕著になるため、画像上にトナ−が散るなどして画像品位を低下させるので好ましくない。
なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナ−の写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the uneven shape of the toner, and is represented by the following formula (2). This is a value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (2)
The closer the value of SF-2 is to 100, the smoother the unevenness of the toner surface. In order to improve the cleaning property, it is preferable that the surface has moderate unevenness. However, when the shape factor SF-2 is larger than 180, the unevenness becomes conspicuous so that the toner is scattered on the image. This is not preferable because the image quality is lowered.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.) and introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco). Analyzed and calculated.
また、本発明の定着装置25に用いるトナ−の形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図5は、本発明に係るトナ−の形状を模式的に示す図である。(a)において、略球形状のトナ−を長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナ−は、長軸と短軸との比(r2/r1)((b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)((c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナ−のような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナ−の流動性を向上させることができ、高転写率で、画像に忠実な転写であることから高品位な画像を得ることができる。また、磁性キャリアとの混合性がよいことで、帯電量分布を狭くすることができ、高精度の画像再現が可能である。なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
Further, the shape of the toner used in the fixing
また、本発明の定着装置25に用いられるトナーは、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤とを有機溶媒中に分散させたトナ−組成物を、水系媒体中に分散させて伸長及び/又は架橋反応させるものが好ましい。以下に、そのトナ−の構成材料及び製造方法について説明する。ここでは、湿式重合方法によるトナ−の構成材料と製造例とについて説明するが、本発明のトナ−は乾式溶融混錬方法であっても良い。
The toner used in the fixing
(変性ポリエステル)
ポリエステル樹脂中に酸、アルコ−ルのモノマ−ユニットに含まれる官能基とエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。
例えば、ポリエステル末端をエステル結合以外のもので反応させたもの。具体的には末端に酸基、水酸基と反応するイソシアネ−ト基などの官能基を導入し、活性水素化合物とさらに反応させ末端を変性したり伸長反応させたものも含まれる。さらに、活性水素基が複数存在する化合物であればポリエステル末端同士を結合させたものも含まれる(ウレア変性ポリエステル、ウレタン変性ポリエステルなど)。また、ポリエステル主鎖中に二重結合などの反応性基を導入し、そこからラジカル重合を起こして側鎖に炭素−炭素結合のグラフト成分を導入したり二重結合同士を橋かけしたものも含まれる(スチレン変性、アクリル変性ポリエステルなど)。
また、ポリエステルの主鎖中に構成の異なる樹脂成分を共重合させたり末端のカルボキシル基や水酸基と反応させたもの。例えば末端がカルボキシル基、水酸基、エポキシ基、メルカプト基によって変性されたシリコ−ン樹脂と共重合させたものも含まれる(シリコ−ン変性ポリエステルなど)以下具体的に説明する。
(Modified polyester)
There are bonding groups other than ester groups and functional groups contained in acid and alcohol monomer units in the polyester resin, and resin components with different configurations are bonded in the polyester resin through covalent bonds, ionic bonds, etc. Indicates a state.
For example, the polyester terminal is reacted with something other than an ester bond. Specifically, a functional group such as an isocyanate group that reacts with an acid group or a hydroxyl group is introduced into the terminal and further reacted with an active hydrogen compound to modify or extend the terminal. Further, compounds having a plurality of active hydrogen groups include those in which polyester ends are bonded to each other (urea-modified polyester, urethane-modified polyester, etc.). In addition, a reactive group such as a double bond is introduced into the polyester main chain, radical polymerization is caused therefrom, and a carbon-carbon bond graft component is introduced into the side chain or the double bonds are bridged. Included (styrene modified, acrylic modified polyester, etc.).
In addition, a resin component having a different structure is copolymerized in the polyester main chain or reacted with a terminal carboxyl group or hydroxyl group. For example, those having a terminal copolymerized with a silicone resin modified with a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, or a mercapto group are included (silicone-modified polyester and the like).
(変性ポリエステルの合成例)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノ−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200部およびフマ−ル酸70部、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、さらに10〜15mmHgの減圧で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、酢酸エチル中にてスチレン200部、過酸化ベンゾイル1部、ジメチルアニリン0.5部を加えと2時間反応を行い、酢酸エチルを蒸留除去し、重量平均分子量92000のポリスチレングラフト変性ポリエステル(1)を得た。
ウレア変性されたポリエステル(i)としては、例えばイソシアネ−ト基を有するポリエステルプレポリマ−(A)とアミン類(B)との反応物などが挙げられる。イソシアネ−ト基を有するポリエステルプレポリマ−(A)としては、ポリオ−ル(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネ−ト(3)と反応させた物などが挙げられる。上記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−ル性水酸基およびフェノ−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−ル性水酸基である。
(Synthesis example of modified polyester)
Into 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, 200 parts of isophthalic acid and 70 parts of fumaric acid, and 2 parts of dibutyltin oxide were added. The mixture was reacted at 230 ° C. for 8 hours and further reacted at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, 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., 200 parts of styrene, 1 part of benzoyl peroxide and 0.5 part of dimethylaniline were added in ethyl acetate and reacted for 2 hours. The ethyl acetate was distilled off, and the weight average molecular weight was 92,000. Polystyrene graft-modified polyester (1) was obtained.
Examples of the urea-modified polyester (i) include a reaction product of a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and an amine (B). As the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, a polycondensate of a polyol (1) and a polycarboxylic acid (2) and a polyester having an active hydrogen group are further added to the polyisocyanate (3). Examples include reacted products. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (an alcoholic hydroxyl group and a phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, and a mercapto group. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable. is there.
ポリオ−ル(1)としては、ジオ−ル(1−1)および3価以上のポリオ−ル(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。ジオ−ル(1−1)としては、アルキレングリコ−ル(エチレングリコ−ル、1,2−プロピレングリコ−ル、1,3−プロピレングリコ−ル、1,4−ブタンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ルなど);アルキレンエ−テルグリコ−ル(ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル、ポリテトラメチレンエ−テルグリコ−ルなど);脂環式ジオ−ル(1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、水素添加ビスフェノ−ルAなど);ビスフェノ−ル類(ビスフェノ−ルA、ビスフェノ−ルF、ビスフェノ−ルSなど);上記脂環式ジオ−ルのアルキレンオキサイド(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−ル類のアルキレンオキサイド(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−ルおよびビスフェノ−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−ル類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコ−ルとの併用である。3価以上のポリオ−ル(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコ−ル(グリセリン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−ルプロパン、ペンタエリスリト−ル、ソルビト−ルなど);3価以上のフェノ−ル類(トリスフェノ−ルPA、フェノ−ルノボラック、クレゾ−ルノボラックなど);上記3価以上のポリフェノ−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 (1) include diol (1-1) and trivalent or higher polyol (1-2). (1-1) alone or (1-1) and a small amount The mixture of (1-2) is preferable. Diol (1-1) includes alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6. -Hexanediol etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol etc.) Alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, etc.); Alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of alicyclic diol; Examples include adducts of alkylene oxides (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.). Of these, preferred are alkylene oxide adducts of alkylene glycols and bisphenols having 2 to 12 carbon atoms, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and those having 2 carbon atoms. It is combined use with ˜12 alkylene glycol. The trivalent or higher polyol (1-2) includes 3 to 8 or higher polyvalent aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol. Trihydric or higher phenols (trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(2−1)と少量の(2−2)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(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(マレイン酸、フマ−ル酸など);芳香族ジカルボン酸(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および炭素数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(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(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(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(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−ル(1)と反応させてもよい。
ポリオ−ル(1)とポリカルボン酸(2)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。
ポリイソシアネ−ト(3)としては、脂肪族ポリイソシアネ−ト(テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエ−トなど);脂環式ポリイソシアネ−ト(イソホロンジイソシアネ−ト、シクロヘキシルメタンジイソシアネ−トなど);芳香族ジイソシアネ−ト(トリレンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−トなど);芳香脂肪族ジイソシアネ−ト(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−トなど);イソシアヌレ−ト類;前記ポリイソシアネ−トをフェノ−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;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2). (2-1) alone and (2-1) with a small amount of ( The mixture of 2-2) is preferred. Dicarboxylic acids (2-1) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, Terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, etc.). Of 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 (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like). The polycarboxylic acid (2) may be reacted with the polyol (1) using an acid anhydride or a lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) described above.
The ratio of the polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
Examples of the polyisocyanate (3) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates -Toro (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.); Aromatic diisocyanate (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); Aro-aliphatic diisocyanate (α , Α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; those polyisocyanates blocked with phenol derivatives, oximes, caprolactams, etc .; and two or more of these Combined use is mentioned.
ポリイソシアネ−ト(3)の比率は、イソシアネ−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、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、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。末端にイソシアネ−ト基を有するプレポリマ−(A)中のポリイソシアネ−ト(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%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。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。 The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group, preferably Is 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the polyisocyanate (3) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 2%. 20% by weight. If it is less than 0.5% by weight, 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% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネ−ト基を有するプレポリマ−(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネ−ト基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
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−ル(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、および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。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(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(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(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。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−ル(B3)としては、エタノ−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。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(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。これらアミン類(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。
The number of isocyanate groups contained per molecule in the prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to average. 2.5 pieces. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
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 are blocked. (B6) and the like. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, Isophorone diamine etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine etc.) and the like. 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. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
さらに、必要により伸長停止剤を用いて変性ポリエステル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(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(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン類(B)の比率は、イソシアネ−ト基を有するプレポリマ−(A)中のイソシアネ−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1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、変性されたポリエステル(i)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、さらに好ましくは、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。
Furthermore, if necessary, the molecular weight of the modified polyester can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
The ratio of amines (B) is equivalent ratio [NCO] / equivalent ratio of isocyanate group [NCO] in prepolymer (A) having isocyanate group to amino group [NHx] in amines (B). [NHx] is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester (i) becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. In the present invention, the modified polyester (i) 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.
本発明の変性ポリエステルのメインピ−ク分子量は、通常1000〜10000、好ましくは2000〜8000である。分子量1000未満成分の量が増えると耐熱保存性が悪化傾向となり、分子量10000以上成分が増えると単純には低温定着性が低下傾向になるがバランスコントロ−ルで低下を極力押さえることも可能である。また、分子量30000以上のような高分子の成分の含有量は1%〜10%で、トナ−材料により異なるが好ましくは3〜6%である。1%未満では充分な耐ホットオフセット性が得られず、10%以上では光沢性、透明性が悪化するケ−スも発生する。
また、THF不溶分を1〜25%含むポリエステル樹脂を使用することでホットオフセット向上につながる。また、一成分現像装置内部で長期間の攪拌により、現像ロ−ラとトナ−供給ロ−ラ、層厚規制ブレ−ドや摩擦帯電ブレ−ドなどとによる接触ストレスによりさらにトナ−が粉砕され、極微粒子が発生したり、流動化剤がトナ−表面に埋め込まれるために画像品質が低下といった問題に対して効果をもたらす。また、THF不溶分はカラ−トナ−においてはホットオフセットには効果があるものの光沢性やOHPの透明性については確実にマイナスであるが離型幅を広げるなどには1〜10%内で効果を発揮するケ−スもある。
The main peak molecular weight of the modified polyester of the present invention is usually 1000 to 10000, preferably 2000 to 8000. When the amount of the component having a molecular weight of less than 1000 is increased, the heat resistant storage stability tends to be deteriorated. When the component having a molecular weight of 10,000 or more is increased, the low-temperature fixability is simply decreased, but it is possible to suppress the decrease as much as possible by a balance control. . Further, the content of a polymer component having a molecular weight of 30000 or more is 1% to 10%, and preferably 3 to 6% although it varies depending on the toner material. If it is less than 1%, sufficient hot offset resistance cannot be obtained, and if it is 10% or more, the gloss and transparency are deteriorated.
Moreover, it leads to hot offset improvement by using the polyester resin which contains 1-25% of THF insolubles. In addition, the toner is further pulverized by contact stress caused by a developing roller, a toner supply roller, a layer thickness regulating blade, a frictional charging blade, and the like due to long-term stirring inside the one-component developing device. This is effective for problems such as generation of ultrafine particles and deterioration of image quality due to the fluidizing agent embedded in the toner surface. Although THF-insoluble matter is effective for hot offset in color toner, it is negative for gloss and transparency of OHP, but it is effective within 1 to 10% for widening the mold release width. There is also a case that demonstrates.
(未変性ポリエステル)
本発明においては、前記変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、変性されていないポリエステル(ii)をトナ−バインダ−成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性およびフルカラ−装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオ−ル(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、例えばウレア結合やウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)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、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)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。
(ii)のピ−ク分子量は、通常1000〜20000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は好ましくは10〜30である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらに定着性が良好になる傾向がある。但し、酸価が30を超えると特に高温高湿環境下で使用の場合には、トナ−の帯電量が低下し、画像上での地汚れなどの問題が発生する場合がある。
(Unmodified polyester)
In the present invention, not only the modified polyester (i) can be used alone, but also the unmodified polyester (ii) can be contained as a toner-binder component together with the (i). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and glossiness when used in a full color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include the same polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) as in the polyester component (i), and the preferred one is the same as (i). Further, (ii) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with, for example, a urea bond or a urethane bond. It is preferable that (i) and (ii) are at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component (i) and (ii) preferably have similar compositions. When (ii) is contained, the weight ratio of (i) and (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. When the weight ratio of (i) 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.
The peak molecular weight of (ii) is usually 1000-20000, preferably 1500-10000, more preferably 2000-8000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (ii) is preferably 10-30. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and the fixability tends to be further improved. However, when the acid value exceeds 30, particularly when used in a high temperature and high humidity environment, the toner charge amount may decrease, and problems such as background smearing on the image may occur.
本発明において、(ii)のガラス転移点(Tg)は35〜55℃、好ましくは40〜55℃である。35未満ではトナ−の耐熱保存性が悪化し、55℃を超えると低温定着性が不十分となる。変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明の乾式トナ−においては、公知のポリエステル系トナ−と比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。トナ−バインダ−の貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cm2となる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。トナ−バインダ−の粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。 In the present invention, the glass transition point (Tg) of (ii) is 35 to 55 ° C, preferably 40 to 55 ° C. If it is less than 35, the heat resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 55 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Due to the coexistence of the modified polyester resin, the dry toner of the present invention tends to have good heat-resistant storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester toners. As the storage elastic modulus of the toner binder, the temperature (TG ′) at which 10000 dyne / cm 2 is obtained at a measurement frequency of 20 Hz is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If it is less than 100 ° C., the resistance to hot offset deteriorates. As the viscosity of the toner binder, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or less, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, TG ′ is preferably higher than Tη from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance. In other words, the difference between TG ′ and Tη (TG′−Tη) is preferably 0 ° C. or more. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more. The upper limit of the difference is not particularly limited. Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 0 to 100 ° C. More preferably, it is 10-90 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC.
ここで、離型剤、荷電制御剤を用いるがこれらに関しては上述したし、公知のものを適宜選択して使用することができる。 Here, a release agent and a charge control agent are used, but these have been described above, and known ones can be appropriately selected and used.
(外添剤)
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。この無機微粒子の一次粒子径は、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。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、ベンガラ、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。
この他、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、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やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。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好ましい表面処理剤として挙げられる。
また、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など脂肪酸金属塩、例えば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かできる。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から1μmのものが好ましい。
(External additive)
As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used. The primary particle diameter of the 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. 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, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
Such external additives can be surface treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having a fluoroalkyl group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. .
Further, as a cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the photosensitive member or the primary transfer medium, for example, fatty acid metal salts such as zinc stearate and calcium stearate, such as polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene fine particles, etc. Examples thereof include fine polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
(着色剤)
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カ−ボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフト−ルイエロ−S、ハンザイエロ−(10G、5G、G)、カドミュウムイエロ−、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロ−、オイルイエロ−、ハンザイエロ−(GR、A、RN、R)、ピグメントイエロ−L、ベンジジンイエロ−(G、GR)、パ−マネントイエロ−(NCG)、バルカンファストイエロ−(5G、R)、タ−トラジンレ−キ、キノリンイエロ−レ−キ、アンスラザンイエロ−BGL、イソインドリノンイエロ−、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマ−キュリレッド、アンチモン朱、パ−マネントレッド4R、パラレッド、ファイセ−レッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソ−ルファストスカ−レットG、ブリリアントファストスカ−レット、ブリリアントカ−ンミンBS、パ−マネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカ−レットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカ−レットG、リソ−ルルビンGX、パ−マネントレッドF5R、ブリリアントカ−ミン6B、ポグメントスカ−レット3B、ボルド−5B、トルイジンマル−ン、パ−マネントボルド−F2K、ヘリオボルド−BL、ボルド−10B、ボンマル−ンライト、ボンマル−ンメジアム、エオシンレ−キ、ロ−ダミンレ−キB、ロ−ダミンレ−キY、アリザリンレ−キ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマル−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−ムバ−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−、セルリアンブル−、アルカリブル−レ−キ、ピ−コックブル−レ−キ、ビクトリアブル−レ−キ、無金属フタロシアニンブル−、フタロシアニンブル−、ファストスカイブル−、インダンスレンブル−(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブル−、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレ−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−ン、ジンクグリ−ン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリ−ン、ピグメントグリ−ンB、ナフト−ルグリ−ンB、グリ−ンゴ−ルド、アシッドグリ−ンレ−キ、マラカイトグリ−ンレ−キ、フタロシアニングリ−ン、アントラキノングリ−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−に対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant of the present invention, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphtho-louero-S, Hansaero (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), permanentoiero -(NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Lead Red, Lead Zhu, Kad Miu Mured, Cadmium mar-Curi red, Antimony vermilion, Permanent red 4R, Para red, Faucet red, Parachlorol Nitroaniline 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, Bold-5B, Toluidine Marun, Permanent Bold-F2K, Heliobold-BL, Bold- 10B, Bonmarine Light, Bonmarum Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone , Polyazo red, chrome bar million, benzidine orange, perinone orange, oil orange, cobalt blue, cerulean blue, alkaline bull lake, peak cock bull lake, victoria bull lake , Metal-free phthalocyanine bull, phthalocyanine bull, fast sky bull, indense rumble (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone bull, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, Manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment green B, naphtho green B, green gold, acid green -Key, Malachite Green Lake Phthalocyanine green, anthraquinone 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−バッチとして用いることもできる。マスタ−バッチの製造またはマスタ−バッチとともに混練されるバインダ−樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、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−ト、ポリブチルメタクリレ−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−ル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラ−ル、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉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。
本マスタ−バッチはマスタ−バッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスタ−バッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。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−ストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、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着色剤のウエットケ−キをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロ−ルミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
The colorant used in the present invention can also be used as a master batch combined with a resin. The binder resin to be kneaded with the master batch production or the master batch includes styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and its substitutes in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins. Polymer: Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate Copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene -Α-chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid Styrenic copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, Examples include polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, and paraffin wax. Can be used alone or in combination The
In this master batch, a master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for a master batch and a colorant under a high shear force. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. In addition, the so-called flushing method is a method in which an aqueous paste containing water of a colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and moisture and organic solvent components are removed. -Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
本発明の乾式トナ−は以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
(水系媒体中でのトナ−の製造法)
本発明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。混和可能な溶剤としては、アルコ−ル(メタノ−ル、イソプロパノ−ル、エチレングリコ−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(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
水系媒体中でプレポリマ−(A)、及び未変性ポリエステル(ii)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にプレポリマ−(A)、及び未変性ポリエステル(ii)からなるトナ−原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマ−(A)、及び未変性ポリエステル(ii)と他のトナ−組成物である(以下トナ−原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスタ−バッチ、離型剤、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、あらかじめトナ−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ほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナ−原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
The dry toner of the present invention can be produced by the following method, but is not limited thereto.
(Manufacturing method of toner in aqueous medium)
The aqueous medium used in the present invention may be water alone, or a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of miscible solvents include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (e.g., methyl cellosolve), and lower ketones (e.g., acetone, methyl ethyl ketone). Is mentioned.
As a method for stably forming a dispersion comprising the prepolymer (A) and the unmodified polyester (ii) in the aqueous medium, the prepolymer (A) and the unmodified polyester (ii) are formed in the aqueous medium. Examples thereof include a method of adding a toner raw material composition and dispersing it by shearing force. Prepolymer (A), unmodified polyester (ii) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials) colorants, colorant master batches, mold release agents, charge control agents, etc. Although mixing may be performed when forming the dispersion in the medium, it is more preferable to mix the toner raw material in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner raw materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium. It may be added later. For example, after forming particles containing no colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
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設備が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにするために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、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、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、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。高温なほうが、変性ポリエステル(i)やプレポリマ−(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
プレポリマ−(A)、及び未変性ポリエステル(ii)を含むトナ−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−組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナ−粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、樹脂微粒子と共に分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャ−プになるとともに分散が安定である点で好ましい。
プレポリマ−(A)からウレア変性ポリエステルを合成する工程は水系媒体中でトナ−組成物を分散する前にアミン類(B)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類(B)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナ−表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C. Higher temperatures are preferred in that the dispersion of the modified polyester (i) or the prepolymer (A) has a low viscosity and is easily dispersed.
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts of the toner composition containing the prepolymer (A) and the unmodified polyester (ii) is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the toner composition is not well dispersed, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used with resin fine particles as needed. The use of a dispersant is preferred in that the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
The step of synthesizing the urea-modified polyester from the prepolymer (A) may be carried out by adding amines (B) before dispersing the toner composition in the aqueous medium, or after dispersing in the aqueous medium. A reaction may be caused from the particle interface by adding the compound (B). In this case, urea-modified polyester is preferentially produced on the surface of the manufactured toner, and a concentration gradient can be provided inside the particles.
トナ−組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性荊、アルキルアミン塩、アミノアルコ−ル脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコ−ル誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。 As an dispersant for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water, anionic surface active soot such as alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, and phosphate ester, alkyl Amine salt types such as amine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, chlorides Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as benzethonium, nonionic surfactants such as fatty acid amide derivatives and polyhydric alcohol derivatives such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine And N-alkyl N, amphoteric surfactants such as N- dimethyl ammonium betaine and the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及ぴその金属塩、パ−フルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3一[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)一N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及ぴ金属塩、パ−フルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パ−フルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及ぴその金属塩、パ−フルオロオクタンスルホン酸ジエタノ−ルアミド、N−プロピル−N一(2ヒドロキシエチル)パ−フルオロオクタンスルホンアミド、パ−フルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パ−フルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパ−フルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サ−フロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラ−ドFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS一101、DS−l02、(タイキン工莱社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F一113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF一102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(ト−ケムプロダクツ社製)、フタ−ジェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred examples of the anionic surfactant having a fluoroalkyl group include a fluoroalkylcarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms and a metal salt thereof, disodium perfluorooctanesulfonylglutamate, 31- [omega-fluoroalkyl (C6 -C11) oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) mono-N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) ) Carboxylic acid and metal salt, perfluoroalkylcarboxylic acid (C7 to C13) and its metal salt, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acid and its metal salt, perfluorooctanesulfonic acid diethylanolamide N-propyl-N- (2hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, mono-fluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphoric acid Examples include esters.
As product names, Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS 1-101, DS-102 (manufactured by Taikin Kogyo Co., Ltd.), Mega-Fac F-l10, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink and Company) Xtop EF-1 102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), Phgent F-100, F150 (manufactured by Neos), etc. Can be mentioned.
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パ−フルオロアルキル(C6一C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサ−フロンS−l21(旭硝子社製)、フロラ−ドFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−l32(ト−ケムプロダクツ社製)、フタ−ジェントF一300(ネオス社製)などが挙げられる。 Further, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which right the fluoroalkyl group , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, as trade names, Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Florad FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M Company), Unidyne DS-202 (Manufactured by Daikin Industries Co., Ltd.), MegaFuck F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), X-Top EF-132 (manufactured by Tochem Products), Phgentent F1300 (manufactured by Neos) Is mentioned.
また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いる事が出来る。
また高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させることが特に好ましい。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマ−ル酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β一ヒドロキシエチル、メタクリル酸β一ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β一ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ一ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2一ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコ−ルモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコ−ルモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロ−ルアクリルアミド、N−メチロ−ルメタクリルアミドなど、ビニルアルコ−ルまたはビニルアルコ−ルとのエ一テル類、例えばビニルメチルエ−テル、ビニルエチルエ−テル、ビニルプロピルエ−テルなど、またはビニルアルコ−ルとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロ−ル化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾ−ル、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマ−または共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエ−テル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエ−テル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルセルロ−スなどのセルロ−ス類などが使用できる。
なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナ−粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長及び/又は架橋反応後、洗浄除去するほうがトナ−の帯電面から好ましい。
Further, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can be used as an inorganic compound dispersant that is hardly soluble in water.
Further, it is particularly preferable to stabilize the dispersed droplets with a polymeric protective colloid. For example, (meth) acrylic acid containing acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, or a hydroxyl group Monomers such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, acrylic acid 3-chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-monohydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N -Ethers of vinyl alcohol or vinyl alcohol, such as methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or vinyl alcohol Esters of compounds containing a carboxyl group, such as pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, etc. , Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom such as pinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethylene imine, or a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyethylene Oxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, poly Polyoxyethylenes such as oxyethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like can be used.
In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and then washing with water. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
When a dispersant is used, the dispersant can remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed away after the elongation and / or crosslinking reaction.
さらに、トナ−組成物の粘度を低くするために、プレポリマ−(A)、及び未変性ポリエステル(ii)が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャ−プになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、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および塩化メチレン、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。プレポリマ−(A)100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、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。
伸長及び/又は架橋反応時間は、プレポリマ−(A)の有するイソシアネ−ト基構造とアミン類(B)の組み合わせによる反応性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5〜50℃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。具体的にはジブチルチンラウレ−ト、ジオクチルチンラウレ−トなどが挙げられる。
Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which the prepolymer (A) and the unmodified polyester (ii) are soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution is sharpened. The solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent 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 solvent with respect to 100 parts of prepolymer (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the elongation and / or crosslinking reaction.
The elongation and / or crosslinking reaction time is selected depending on the reactivity depending on the combination of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24. It's time. The reaction temperature is usually 0 to 150 ° C, preferably 5 to 50 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
得られた乳化分散体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、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。あるいはまた、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−微粒子を形成し、合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−、ベルトドライア−、ロ−タリ−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。
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。
分級操作は液中でサイクロン、デカンタ−、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。
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うのが好ましい。
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method can be employed in which the temperature of the entire system is gradually raised and the organic solvent in the droplets is completely evaporated and removed. Alternatively, the emulsified dispersion can be 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 can be removed by evaporation. is there. 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 streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used are generally used. Sufficient target quality can be obtained by short-time treatment such as spray dryer, belt dryer, rotary kiln and the like.
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.
In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by a cyclone, a decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder as a powder after drying, but it is preferably performed in a liquid in terms of efficiency.
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.
得られた乾燥後のトナ−の粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、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。
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−マチック社製)を改造して、粉砕エア−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)、自動乳鉢などがあげられる。
Mix the resulting toner powder after drying with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or give mechanical impact force to the mixed powder. By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent the dissociation of foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
Specific means include a method of applying an impact force to the mixture by blades rotating at high speed, a method of injecting and accelerating the mixture in a high-speed air stream, and causing particles or composite particles to collide with an appropriate collision plate, etc. is there. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Numatic Co., Ltd.), remodeling equipment with reduced pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), A kryptron system (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), an automatic mortar, etc.
トナーは、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合、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。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。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
The toner can be mixed with a magnetic carrier and used as a two-component developer. In this case, the carrier to toner content ratio in the developer is preferably 1 to 10 parts by weight of toner with respect to 100 parts by weight of carrier. 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, polyester resins such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resins, polyethylene resins, polyvinyl fluoride resins, polyvinylidene fluoride resins, polytrifluoroethylene resins, polyhexafluoro Propylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride and non- Monomers including a fluoro terpolymers such, 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.
The toner of the present invention can also be used as a one-component magnetic toner that does not use a carrier or a non-magnetic toner.
また、現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造された現像剤にさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。外添剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中又は漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。使用できる混合設備の例としては、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。 In addition, when preparing the developer, in order to improve the fluidity, storage stability, developability, and transferability of the developer, the hydrophobic silica fine particles listed above are further listed in the developer produced as described above. Inorganic fine particles such as powder may be added and mixed. For mixing external additives, a general powder mixer is used, but it is preferable to equip a jacket or the like to adjust the internal temperature. In order to change the load history applied to the external additive, the external additive may be added in the middle or gradually. Of course, you may change the rotation speed of a mixer, rolling speed, time, temperature, etc. A strong load may be given first, then a relatively weak load, and vice versa. Examples of the mixing equipment that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Ladige mixer, a Nauter mixer, a Henschel mixer, and the like.
本発明のトナーを現像剤として用いる画像形成装置について説明する。
図6は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態の構成を示す概略図である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写装置本体100には、潜像担持体としての感光体40の周囲に帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する各手段を備えた画像形成手段18を、4つ並列にしたタンデム型画像形成装置20が備えられている。タンデム型画像形成装置20の上部には、画像情報に基づいて感光体40をレーザー光により露光し潜像を形成する露光装置21が設けられている。また、タンデム型画像形成装置20の各感光体40と対向する位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト10が設けられている。中間転写ベルト10を介して感光体40と相対する位置には、感光体40上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト10に転写する一次転写手段62が配置されている。
また、中間転写ベルト10の下方には、中間転写ベルト10上に重ね合わされたトナー像を、給紙テーブル200より搬送されてくる記録紙に一括転写する二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22は、2つのローラ23間に、無端ベルトである二次転写ベルト24を掛け渡して構成され、中間転写ベルト10を介して支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上のトナー像を記録紙に転写する。二次転写装置22の脇には、記録紙上の画像を定着する定着装置25が設けられている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト254に加圧ローラ252を押し当てて構成する。
上述した二次転写装置22は、画像転写後の記録紙をこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、二次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、二次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、記録紙の両面に画像を記録すべく記録紙を反転する反転装置28を備える。
An image forming apparatus using the toner of the present invention as a developer will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 100 is a copying apparatus main body, 200 is a paper feed table on which the copying apparatus is placed, 300 is a scanner mounted on the copying apparatus main body 100, and 400 is an automatic document feeder (ADF) mounted thereon.
The copying apparatus main body 100 has a tandem type in which four image forming units 18 each having various units for performing an electrophotographic process such as charging, developing, and cleaning are arranged in parallel around a photosensitive member 40 as a latent image carrier. An image forming apparatus 20 is provided. Above the tandem type image forming apparatus 20, there is provided an exposure apparatus 21 that exposes the photoreceptor 40 with laser light based on image information to form a latent image. Further, an intermediate transfer belt 10 made of an endless belt member is provided at a position facing each photoreceptor 40 of the tandem type image forming apparatus 20. A primary transfer unit 62 for transferring the toner images of the respective colors formed on the photoconductor 40 to the intermediate transfer belt 10 is disposed at a position facing the photoconductor 40 via the intermediate transfer belt 10.
A secondary transfer device 22 that collectively transfers the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 10 onto the recording paper conveyed from the paper feed table 200 is disposed below the intermediate transfer belt 10. The secondary transfer device 22 is configured by spanning a secondary transfer belt 24 that is an endless belt between two rollers 23, and is disposed by pressing against the support roller 16 via the intermediate transfer belt 10. The toner image on 10 is transferred to a recording sheet. A fixing
The secondary transfer device 22 described above also has a sheet transport function for transporting the recording paper after image transfer to the fixing
In the illustrated example, a reversing device 28 for reversing the recording paper so as to record images on both sides of the recording paper is provided below the secondary transfer device 22 and the fixing
画像形成手段18の現像装置4には、上記のトナーを含んだ現像剤を用いる。現像装置4は、現像剤担持体が現像剤を担持、搬送して、感光体40との対向位置において交互電界を印加して感光体40上の潜像を現像する。交互電界を印加することで現像剤を活性化させ、トナーの帯電量分布をより狭くすることができ、現像性を向上させることができる。 The developing device 4 of the image forming unit 18 uses a developer containing the above toner. In the developing device 4, the developer carrying member carries and conveys the developer, and an alternating electric field is applied at a position facing the photoconductor 40 to develop the latent image on the photoconductor 40. By applying the alternating electric field, the developer is activated, the charge amount distribution of the toner can be narrowed, and the developability can be improved.
また、感光体40と現像装置、共に一体に支持され、画像形成装置本体に対し着脱自在に形成されるプロセスカートリッジとすることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電手段、クリーニング手段を含んで構成してもよい。 In addition, the photosensitive member 40 and the developing device are integrally supported, and the process cartridge can be formed to be detachable from the main body of the image forming apparatus. In addition, the process cartridge may include a charging unit and a cleaning unit.
上記の画像形成装置の動作は以下の通りである。
初めに、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする、または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第一走行体33および第二走行体34を走行する。そして、第一走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体34に向け、第二走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
The operation of the image forming apparatus is as follows.
First, a document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 400, or the automatic document feeder 400 is opened and a document is set on the contact glass 32 of the scanner 300, and the automatic document feeder 400 is closed. Hold it down.
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the automatic document feeder 400, the document is transported and moved onto the contact glass 32, and then the document is set on the other contact glass 32. At that time, the scanner 300 is immediately driven to travel the first traveling body 33 and the second traveling body 34. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source and further reflects the reflected light from the document surface toward the second traveling body 34 and reflects by the mirror of the second traveling body 34 and passes through the imaging lens 35. The document is placed in the reading sensor 36 and the original content is read.
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。 When a start switch (not shown) is pressed, one of the support rollers 14, 15, 16 is rotated by a drive motor (not shown), the other two support rollers are driven to rotate, and the intermediate transfer belt 10 is rotated and conveyed. To do. At the same time, the individual image forming means 18 rotates the photoconductors 40 to form black, yellow, magenta, and cyan monochrome images on the photoconductors 40, respectively. Then, along with the conveyance of the intermediate transfer belt 10, the monochrome images are sequentially transferred to form a composite color image on the intermediate transfer belt 10.
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と二次転写装置22との間にシートを送り込み、二次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 200 is selectively rotated, and the sheet is fed out from one of the paper feed cassettes 44 provided in multiple stages in the paper bank 43, and the separation roller 45. Then, the sheets are separated one by one into the paper feed path 46, transported by the transport roller 47, guided to the paper feed path 48 in the copying machine main body 100, and abutted against the registration roller 49 and stopped.
Alternatively, the sheet feed roller 50 is rotated to feed out the sheets on the manual feed tray 51, separated one by one by the separation roller 52, put into the manual feed path 53, and abutted against the registration roller 49 and stopped.
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer belt 10, the sheet is fed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer device 22, and transferred by the secondary transfer device 22. A color image is recorded on the sheet.
画像転写後のシートは、二次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写ベルトクリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
The image-transferred sheet is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing
On the other hand, the intermediate transfer belt 10 after image transfer is removed by the intermediate transfer belt cleaning device 17 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer belt 10 after image transfer, and is prepared for re-image formation by the tandem image forming apparatus 20.
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、以下において特に表記するもの以外、「部」及び「%」は重量基準で示すものとする。 EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following description, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.
製造例1
[変性ポリエステル系樹脂(A−1)の合成]
冷却管、撹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358部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物381部、イソフタル酸200部、テレフタル酸127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時間反応させ、更に10〜15mmHgの減圧で脱水しながら5時間反応させて水酸基価25、酸価0.9のポリエステルプレポリマーを得た。更に80℃まで冷却し、酢酸エチル364部とイソホロンジイソシアネート98部を加えて110℃で2時間反応を行いMw12,000、NCO含量1.29%の変性ポリエステル系樹脂(A−1)の酢酸エチル溶液(固形分濃度75%)を得た。
Production Example 1
[Synthesis of Modified Polyester Resin (A-1)]
In a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, 358 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 381 parts of bisphenol A propylene oxide 2-mole adduct, 200 parts of isophthalic acid, 127 parts of terephthalic acid and dibutyl 2 parts of tin oxide was added, reacted at 230 ° C. at normal pressure for 8 hours, and further reacted for 5 hours while dehydrating at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg to obtain a polyester prepolymer having a hydroxyl value of 25 and an acid value of 0.9. Further cooled to 80 ° C., 364 parts of ethyl acetate and 98 parts of isophorone diisocyanate were added and reacted at 110 ° C. for 2 hours. Mw 12,000, ethyl acetate of modified polyester resin (A-1) having an NCO content of 1.29% A solution (solid concentration 75%) was obtained.
製造例2
[アミンのブロック化物(B)の合成]
撹拌棒及び温度計のつ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時間反応を行いアミンのブロック化物(B)を得た。
Production Example 2
[Synthesis of Blocked Amine (B)]
30 parts of isophoronediamine and 70 parts of methyl ethyl ketone were charged into a reaction vessel equipped with a stir bar and a thermometer, and reacted at 50 ° C. for 5 hours to obtain a blocked amine product (B).
製造例3
[低分子量ポリエステルの合成]
冷却管、攪拌機及び窒素導入官についた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、さらに、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部入れ、180℃、常圧下で1.8時間反応し、[低分子量ポリエステル1]をえた。[低分子量ポリエステル1]は、Mn2,500、Mw6,700、ピーク分子量は5,000、Tg43℃、酸価25であった。
Production Example 3
[Synthesis of low molecular weight polyester]
229 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 529 parts of bisphenol A propylene oxide 3-mole adduct, 208 parts of terephthalic acid, 46 parts of adipic acid and dibutyltin oxide 2 parts were added, reacted at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and further reacted for 5 hours under reduced pressure of 10 to 15 mmHg. Then, 44 parts of trimellitic anhydride was added to the reaction vessel, and 1. It reacted for 8 hours and obtained [low molecular weight polyester 1]. [Low molecular weight polyester 1] had Mn 2,500, Mw 6,700, a peak molecular weight of 5,000, a Tg of 43 ° C., and an acid value of 25.
製造例4
[カーボンブラックマスターバッチ樹脂の合成]
水1,200部、カーボンブラック(Printex35 デクサ製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、製造例3で得た低分子量ポリエステル樹脂1,200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、カーボンブラックマスターバッチ樹脂を得た。
Production Example 4
[Synthesis of carbon black masterbatch resin]
1,200 parts of water, 540 parts of carbon black (manufactured by Printex35 Dexa) [DBP oil absorption = 42 ml / 100 mg, pH = 9.5], 1,200 parts of low molecular weight polyester resin obtained in Production Example 3 were added, and pressure was applied. The mixture was mixed with a kneader, and the mixture was kneaded at 150 ° C. for 30 minutes using two rolls, then cooled by rolling and pulverized with a pulverizer to obtain a carbon black masterbatch resin.
[トナー母体粒子(1)の合成]
ビーカー内にカーボンブラックマスターバッチ樹脂100部と、ビーズミルで平均粒経が0.5μmになるまで湿式分散したカルナバワックスの酢酸エチル溶液(ワックス濃度10%)50部、および酢酸エチル70部を加え均一に分散するまで攪拌した。さらに、変性ポリエステル系樹脂(A−1)の酢酸エチル溶液20部、アミンのブロック化物(B)1.2部を混合して、固形分濃度50%の樹脂と着色剤の調整液(1)を得た。このビーカーに水560部、ポリメタクリル酸メチル微粒子分散水溶液(花王社製:PB−200H)を固形分換算で3.6部、及びドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩3部を添加した後、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、回転数12,000rpmで25℃で1分間混合し、乳化分散液(X)を得た。
この乳化分散液(X)100部をヘリカルリボン型3段攪拌翼付きのステンレス製コルベンに移し、回転数60rpmで攪拌しながら、減圧下(10kPa)で25℃、6時間の条件で乳化液中の濃度が8%となるまで酢酸エチルを脱溶剤して乳化分散液(Y−1)を得た。
この乳化分散液(Y−1)に、カルボキシメチルセルロース(セロゲンHH、第一工業製薬社製)1.9部を添加し増粘したのち(増粘を開始する時間は乳化分散液調整後10時間)、回転数300rpmで攪拌してシェアを与えながら、減圧下(10kPa)で乳化液中の酢酸エチル濃度が3%となるまで酢酸エチルを脱溶剤し、さらに回転数を60rpmに落として、引き続き酢酸エチル濃度が1%となるまで脱溶剤した。増粘後の乳化液の粘度は6,000mPa・sであった。
この乳化液100部を遠心分離し、回収したケーキに更に水60部を加えて遠心分離して固液分離する工程を5回繰り返した後、35℃で48時間乾燥してトナー母体粒子(1)を得た。
[Synthesis of toner base particles (1)]
Uniformly add 100 parts of carbon black masterbatch resin in a beaker, 50 parts of ethyl acetate solution of carnauba wax (wax concentration 10%) wet-dispersed in a bead mill until the average particle size becomes 0.5 μm, and 70 parts of ethyl acetate. Until dispersed. Further, 20 parts of an ethyl acetate solution of the modified polyester resin (A-1) and 1.2 parts of an amine blocked product (B) are mixed to prepare a resin / colorant adjustment liquid (1) having a solid content concentration of 50%. Got. To this beaker, 560 parts of water, polymethyl methacrylate fine particle dispersion aqueous solution (manufactured by Kao Corporation: PB-200H), 3.6 parts in terms of solid content, and 3 parts of sodium dodecylnaphthalene sulfonate were added, and then a TK homomixer. (Manufactured by Special Machine) was mixed at 25 ° C. for 1 minute at a rotational speed of 12,000 rpm to obtain an emulsified dispersion (X).
100 parts of this emulsified dispersion (X) was transferred to a stainless steel Kolben equipped with a helical ribbon type three-stage stirring blade, and stirred in the emulsion under reduced pressure (10 kPa) at 25 ° C. for 6 hours while stirring at 60 rpm. Ethyl acetate was removed from the solvent until the concentration of became 8% to obtain an emulsified dispersion (Y-1).
To this emulsified dispersion (Y-1), 1.9 parts of carboxymethylcellulose (Serogen HH, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added to increase the viscosity (the time for starting the thickening was 10 hours after adjusting the emulsified dispersion. ), While stirring at a rotational speed of 300 rpm to give a share, the solvent was removed under reduced pressure (10 kPa) until the ethyl acetate concentration in the emulsion reached 3%, and the rotational speed was further reduced to 60 rpm. Solvent removal was performed until the ethyl acetate concentration reached 1%. The viscosity of the emulsion after thickening was 6,000 mPa · s.
Centrifugation of 100 parts of this emulsified liquid, 60 parts of water was further added to the recovered cake, and the process of centrifugal separation and solid-liquid separation was repeated 5 times, followed by drying at 35 ° C. for 48 hours to form toner base particles (1 )
次に、得られた着色粉体のトナー母体粒子100部に対し、帯電制御剤(オリエント化学社製 ボントロン X−11)0.4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分間休止を5サイクル行い、合計の処理時間を10分間とした。
さらに、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分間休止を5サイクル行い、ブラックトナーを得た。
Next, with respect to 100 parts of toner base particles of the obtained colored powder, 0.4 part of a charge control agent (Bontron X-11 manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) was charged into a Q-type mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.), and turbine type The peripheral speed of the blades was set to 50 m / sec, 5 minutes of operation for 2 minutes and 1 minute of rest were performed, and the total treatment time was 10 minutes.
Further, 0.5 part of hydrophobic silica (H2000, manufactured by Clariant Japan) was added, mixed for 30 seconds at a peripheral speed of 15 m / sec, and subjected to 5 minutes of rest for 1 minute to obtain a black toner.
[キャリア製造例]
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン) 100部
トルエン 100部
γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5部
カーボンブラック 10部
上記混合物をホモミキサーで20分間分散し、コート層形成液を調整した。このコート層形成液を流動床型コーティング装置を用いて、粒径50μmの球状マグネタイト1,000部の表面にコーティングして磁性キャリアAを得た。
[Example of carrier production]
Silicone resin (organostraight silicone) 100 parts Toluene 100 parts γ- (2-Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 5 parts Carbon black 10 parts The above mixture was dispersed with a homomixer for 20 minutes to prepare a coating layer forming solution. This coating layer forming liquid was coated on the surface of 1,000 parts of spherical magnetite having a particle diameter of 50 μm using a fluid bed type coating apparatus to obtain a magnetic carrier A.
上記トナー4部と、磁性キャリア96部とをボールミルで混合し、二成分現像剤1を作製した。 4 parts of the toner and 96 parts of magnetic carrier were mixed by a ball mill to prepare a two-component developer 1.
<実施例1>
定着ローラとして(株)リコー製複写機imagio NEO451を用いて、これにリコー製のマイリサイクル100W紙をセットし複写テストを行った。クリーニングローラは、アルミニウム製で直径10mm、粗さRzは10μmである。このクリーニングローラ表面には、粘弾性を大きくする反応物質として、反応性物質(オリエント社製 ボントロン X−11)をトルエンに溶解した後、長手方向に約300mmのクリーニングローラ1本当たり、乾燥重量分として0.07gとなるように、ブラシで塗布し、乾燥したものである。
<実施例2>
実施例1において、反応性物質(オリエント社製 ボントロン X−11)とコーティング用樹脂として、製造例3の[低分子量ポリエステル1]をトルエンに溶解した後、長手方向に約300mmのクリーニングローラ1本当たり、反応性物質の乾燥重量分として0.07g、コーティング用樹脂の乾燥重量分として0.02gとなるように、ブラシで塗布し、乾燥したものである。
<実施例3>
実施例1において、反応性物質(オリエント社製 ボントロン X−11)とコーティング用樹脂として、製造例3の[低分子量ポリエステル1]をトルエンに溶解した後、長手方向に約300mmのクリーニングローラ1本当たり、反応性物質の乾燥重量分として0.07g、コーティング用樹脂の乾燥重量分として0.07gとなるように、ブラシで塗布し、乾燥したものである。
(ホットオフセット評価)
この画像形成装置で、定着画像へクリーニングローラからの溶融トナーの逆転移による溶け出しホットオフセットの有無を目視評価した。専用チャート(6%面積率)のA4を両面印刷して連続ランニングした。溶け出しホットオフセットが観察されなかったものを「○」、確認されたものを「△」、紙が巻き付きジャムしたものを「×」として評価した。
(初期剥がれ評価)
この画像形成装置で、クリーニングローラ芯金から、反応性物質が初期に剥がれるかの有無を目視評価した。目視により剥がれが発生しても、定着画像に汚れが発生しないうちはランニングを継続した。
<Example 1>
Using a Ricoh Co., Ltd. imageio NEO451 as a fixing roller, Ricoh's My Recycle 100W paper was set on this and a copy test was performed. The cleaning roller is made of aluminum and has a diameter of 10 mm and a roughness Rz of 10 μm. On the surface of this cleaning roller, a reactive substance (Bontron X-11 manufactured by Orient) as a reactive substance that increases viscoelasticity is dissolved in toluene, and then a dry weight amount per cleaning roller of about 300 mm in the longitudinal direction. As a result, it was applied with a brush so as to be 0.07 g and dried.
<Example 2>
In Example 1, as a reactive substance (Bontron X-11 manufactured by Orient) and a resin for coating, [low molecular weight polyester 1] of Production Example 3 was dissolved in toluene, and then one cleaning roller having a length of about 300 mm in the longitudinal direction. It is applied by a brush and dried so that the dry weight of the reactive substance is 0.07 g and the dry weight of the coating resin is 0.02 g.
<Example 3>
In Example 1, as a reactive substance (Bontron X-11 manufactured by Orient) and a resin for coating, [low molecular weight polyester 1] of Production Example 3 was dissolved in toluene, and then one cleaning roller having a length of about 300 mm in the longitudinal direction. It is applied and dried with a brush so that the dry weight of the reactive substance is 0.07 g and the dry weight of the coating resin is 0.07 g.
(Hot offset evaluation)
With this image forming apparatus, the presence or absence of hot offset due to reverse transfer of the molten toner from the cleaning roller to the fixed image was visually evaluated. A4 of the special chart (6% area ratio) was printed on both sides and continuously running. The case where melted-off hot offset was not observed was evaluated as “◯”, the case where it was confirmed was evaluated as “Δ”, and the case where paper was jammed was evaluated as “×”.
(Initial peeling evaluation)
In this image forming apparatus, whether or not the reactive substance is peeled off from the cleaning roller mandrel at first is visually evaluated. Even if peeling occurred visually, the running was continued as long as the fixed image was not smudged.
<比較例1>
クリーニングローラに粘弾性を大きくする反応性物質を塗布しなかった以外は、実施例1と同様にした。
実施例1、実施例2、実施例3、比較例1の結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the reactive material that increases the viscoelasticity was not applied to the cleaning roller.
The results of Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example 1 are shown in Table 1.
また、実施例1及び2では、剥がれが生じたが定着画像に汚れは生じなかった。実施例3では、剥がれが生じなかった。比較例1では、反応性物質塗布しなかったので評価しなかった。
Further, in Examples 1 and 2, peeling occurred, but the fixed image was not stained. In Example 3, no peeling occurred. Comparative Example 1 was not evaluated because no reactive substance was applied.
4 現像装置
10 中間転写ベルト(中間転写体)
18 画像形成手段
21 露光装置
25 定着装置
251 定着ローラ
252 加圧ローラ
255 塗布ローラ
256 定着ローラクリーニングローラ
257 加圧ローラクリーニングローラ
257a 芯金
257b 第1コーティング層
257c 第2コーティング層
257b’ コーティング層
258 温度センサ
259 供給ローラ
260 成形体
26 (定着ベルトを有する)定着装置
261 定着ローラ
262 加圧ローラ
263 加熱ローラ
264 定着ベルト
265 塗布ローラ
266 定着ローラクリーニングローラ
267 加圧ローラクリーニングローラ
268 温度センサ
269 供給ローラ
270 成形体
40 感光体(潜像担持体)
22 二次転写装置
62 一次転写手段
100 複写装置本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
4 Developing device 10 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
18 Image forming means 21
22 Secondary transfer device 62 Primary transfer means 100 Copier main body 200 Paper feed table 300 Scanner 400 Automatic document feeder
Claims (26)
前記定着装置は、定着手段と加圧手段と、少なくともこれら一方をクリ−ニングするクリ−ニング部材とを有し、
このクリ−ニング部材は、少なくともトナーの結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質とコーティング用樹脂とで形成される、反応性物質とコーティング用樹脂との比率が異なる複数の層を有するコーティング層が配置されている
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner having at least a binder resin and a colorant on a recording medium with heat and / or pressure,
The fixing device includes a fixing unit, a pressure unit, and a cleaning member that cleans at least one of them.
The cleaning member is a coating having a plurality of layers having different ratios of the reactive substance and the coating resin, which are formed of at least a reactive substance that increases the viscoelasticity of the binder resin of the toner and the coating resin. A fixing device in which layers are arranged.
前記定着装置は、複数のロ−ラに張架された定着手段と加圧手段と、少なくともこれら一方をクリ−ニングするクリ−ニング部材とを有し、
このクリ−ニング部材は、少なくともトナーの結着樹脂の粘弾性を大きくする反応性物質とコーティング用樹脂とで形成される、反応性物質とコーティング用樹脂との比率が異なる複数の層を有するコーティング層が配置されている
ことを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner having at least a binder resin and a colorant on a recording medium with heat and / or pressure,
The fixing device includes a fixing unit and a pressing unit that are stretched around a plurality of rollers, and a cleaning member that cleans at least one of the fixing unit and the pressing unit.
The cleaning member is a coating having a plurality of layers having different ratios of the reactive substance and the coating resin, which are formed of at least a reactive substance that increases the viscoelasticity of the binder resin of the toner and the coating resin. A fixing device in which layers are arranged.
前記コーティング層は、クリーニング部材を形成する芯金に接触している部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dcore(反応性物質/コーティング用樹脂)と
クリーニング部材の表面部分の反応性物質とコーティング用樹脂との比率Dsurface(反応性物質/コーティング用樹脂)と が、比率Dcore>比率Dsurface の関係を満足する
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2,
The coating layer has a ratio Dcore (reactive substance / coating resin) of a reactive substance in contact with the core metal forming the cleaning member and a coating resin, and a reactive substance on the surface part of the cleaning member, The fixing device characterized in that the ratio Dsurface (reactive substance / coating resin) to the coating resin satisfies the relationship of ratio Dcore> ratio Dsurface.
前記コーティング層は、少なくとも、クリーニング部材を形成する芯金から、第1コーティング層、第2コーティング層を形成し、
第1コーティング層が、第2コーティング層より反応性物質の単位体積当たり含有率が高い
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 3,
The coating layer forms at least a first coating layer and a second coating layer from a cored bar forming a cleaning member,
The fixing device, wherein the first coating layer has a higher content per unit volume of the reactive substance than the second coating layer.
前記第1コーティング層は、反応性物質とコーティング用樹脂とが、反応性物質:コーティング用樹脂=30〜70:70〜30(wt%)の範囲にある
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 4.
In the first coating layer, the reactive substance and the coating resin are in the range of reactive substance: coating resin = 30 to 70:70 to 30 (wt%).
前記第1コーティング層の反応性物質の単位体積当たり含有率(α)と第2コーティング層より反応性物質の単位体積当たり含有率(β)との比(α/β)が、1ないし200の範囲にある
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 5,
The ratio (α / β) of the reactive material content per unit volume (α) of the first coating layer to the reactive material content per unit volume (β) of the second coating layer is 1 to 200. A fixing device characterized by being in range.
前記反応性物質は、金属化合物である
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device, wherein the reactive substance is a metal compound.
前記金属化合物が、サリチル酸金属化合物である
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 7,
The fixing device, wherein the metal compound is a salicylic acid metal compound.
前記コーティング用樹脂、は、反応性物質と反応する官能基を末端に有する
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing resin, wherein the coating resin has a functional group that reacts with a reactive substance at a terminal.
前記官能基は、カルボン酸である
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 9.
The fixing device, wherein the functional group is a carboxylic acid.
前記定着装置は、クリーニング部材を押圧する押圧部材を備える
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device includes a pressing member that presses a cleaning member.
前記クリーニング部材は、直径5〜20mmのローラ形状を有する
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 11,
The fixing device, wherein the cleaning member has a roller shape having a diameter of 5 to 20 mm.
前記第1コーティング層は、0.05〜1.0gの範囲にある
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device is characterized in that the first coating layer is in a range of 0.05 to 1.0 g.
前記第2コーティング層は、10g以内にある
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 13,
The fixing device is characterized in that the second coating layer is within 10 g.
前記押圧部材が、バネ材であり、1〜3mmの範囲で可動する
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 11.
The fixing device is characterized in that the pressing member is a spring material and is movable within a range of 1 to 3 mm.
前記定着装置は、コーティング層の反応性物質の含有率が1wt%以上の範囲内で使用する
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 15,
The fixing device is used within a range where the content of the reactive substance in the coating layer is 1 wt% or more.
前記定着装置は、離型剤を含むトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 16,
The fixing device uses a toner containing a release agent.
前記定着装置は、荷電制御剤を含むトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 17,
The fixing device uses a toner containing a charge control agent.
前記定着装置は、平均円形度が0.94以上のトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 18,
The fixing device uses a toner having an average circularity of 0.94 or more.
前記定着装置は、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、
体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device has a volume average particle size of 3.0 to 8.0 μm,
A fixing device using a toner having a ratio (Dv / Dn) of a volume average particle diameter (Dv) to a number average particle diameter (Dn) in a range of 1.00 to 1.40.
前記定着装置は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 20,
The fixing device uses a toner having a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
前記定着装置は、紡錘形状で、かつ、前記紡錘形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 21,
The fixing device has a spindle shape, and the spindle shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (provided that r1 ≧ r2 ≧ r3), and a major axis r1 and a minor axis r2. A toner having a ratio (r2 / r1) of 0.5 to 1.0 and a ratio of the thickness r3 to the minor axis r2 (r3 / r2) of 0.7 to 1.0 is used. A fixing device.
前記定着装置は、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤とを有機溶媒中にそれぞれを溶解又は分散させたトナ−組成物を、水系媒体中に分散させて伸長及び/又は架橋反応させたトナーを用いる
ことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 22,
The fixing device includes, in an aqueous medium, a toner composition in which at least a polymer having a site capable of reacting with a compound having an active hydrogen group, polyester, and a colorant are dissolved or dispersed in an organic solvent. A fixing device using a toner that is dispersed and stretched and / or crosslinked.
前記画像形成装置は、請求項1ないし23に記載の定着装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a latent image, a charging device that uniformly charges the surface of the image carrier, an exposure device that writes an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier, and a surface formed on the surface of the image carrier. A developing device that visualizes the electrostatic latent image, a transfer device that transfers the visible image on the surface of the image carrier to a recording member, and a cleaner that cleans untransferred residual toner on the image carrier. In an image forming apparatus comprising a refining device and a fixing device that fixes a visible image on a recording member with heat and / or pressure,
An image forming apparatus using the fixing device according to claim 1.
前記画像形成装置は、像担持体と、少なくとも帯電装置、現像装置、クリ−ニング装置から選択される一以上の装置とを一体に支持し、着脱可能なプロセスカ−トリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 23.
The image forming apparatus includes an image carrier and at least one or more devices selected from a charging device, a developing device, and a cleaning device, and includes a detachable process cartridge. Image forming apparatus.
前記トナーは、請求項1ないし22のいずれかに記載の定着装置に用いられる
ことを特徴とするトナー。 At least a toner having a binder resin and a colorant, the toner being fixed on a recording medium with heat and / or pressure by a fixing device,
The toner is used for a fixing device according to any one of claims 1 to 22.
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