JP2973364B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JP2973364B2
JP2973364B2 JP1310216A JP31021689A JP2973364B2 JP 2973364 B2 JP2973364 B2 JP 2973364B2 JP 1310216 A JP1310216 A JP 1310216A JP 31021689 A JP31021689 A JP 31021689A JP 2973364 B2 JP2973364 B2 JP 2973364B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複写機、レーザプリンタ等の電子写真、静
電記録、静電印刷などにおける静電荷像の現像に用いら
れるトナーに関する。
従来の技術 電子写真法は、従来から汎く知らており、例えば、以
下のようなステップを経て可視像が形成される。
光導電性絶縁体層上をコロナ放電等により均一に帯
電せしめ、画像露光あるいはレーザー光の走査露光によ
り選択的に光を照射し、照射部の帯電を消散せしめて英
電潜像を形成する。
この潜像をトナーと呼ばれる現像剤により可視化し
て可視像を形成する(現像工程)。
可視像を直接あるいは他の紙などの基体に転写した
(転写工程)後、定着する(定着工程)。
いずれの場合においても、現像剤は、現像工程、転写
工程、定着工程の成否に大きな影響を与え、ひいては、
画像特性、装置のランニングコストなどを決定づけるこ
とから、きびしい特性が要求されている。
トナーの定着法としては、トナーのバインダー樹脂を
ヒートローラで加熱・軟化させて紙等に定着する加熱定
着法や、圧力ローラによりトナーを塑性変形させて定着
する圧力定着法が知れているが、これら定着ローラにト
ナーの一部が付着し、この付着トナーが次に送られてく
る紙を汚す、いわゆるオフセットの発生が問題となる。
そこで、従来から、オフセットを防止するために、ト
ナー中に、ポリプロピレンワックス等の低分子量ワック
ス類を添加することが行なわれている。低分子量ワック
ス類は、離型剤として働き、また、トナーの熱応答性が
向上することから、トナーの非オフセット性を改善する
ことができる。
しかしながら、トナーに低分子量ワックスを添加する
と、現像工程において、トナー中の低分子量ワックスが
感光体ドラム上に被膜を形成したり、2成分系現像剤に
あってはキャリアを被覆するという、いわゆるフィルミ
ングの発生が問題となる。
この対策として、感光体ドラムのクリーニング構造を
強化することが考えられるが、これは装置の大型化を招
いてしまう。
また、ワックスの添加量を極力抑えることにより、フ
ィルミング等の弊害を最小限に防止することも試みられ
ている。しかしこの場合は、オフセットを十分に防止す
るために、シリコーンオイルをヒートローラに塗布する
等の対策が必要となり、根本的な解決にはならない。
発明が解決しようとする課題 本発明は、低分子量ワックス類を配合したトナーにお
いて、フィルミングの発生を防止することを目的とす
る。
発明の構成 本発明の静電荷像現像用トナーは、ポリエステルバイ
ンダー樹脂および酸化型ポリオレフィンワックスを含む
静電荷像現像用トナーであって、酸化型ポリオレフィン
ワックスが平均粒子径()1.0μm以下の粒子として
ポリエステルバインダー樹脂中に分散していることを特
徴とする。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
トナーは一般に、バインダー樹脂、低分子量ワック
ス、着色剤、電荷制御剤、あるいは磁性体等の各成分を
二軸押出機、ニーダ等で溶融、混練後、ジェットミル等
で粉砕し、分級することにより製造される。したがっ
て、巨視的に見ればバインダー樹脂とワックスは完全に
均一混合されているが、微視的に見ると、両者は無限に
溶融し合う訳ではないので、バインダー樹脂中にワック
スが小さな塊として粒子状に分散していることが判明し
た。さらにこの粒子径がトナーの物性に影響を与え、分
散するワックスの平均粒子径を1μm以下、好ましく
は0.5μm以下とすることにより、フィルミングの発生
を有効に防止しうることが判った。また、大きな粒子と
してワックスがトナー表面に露出すると、トナーの帯電
特性を損ねてしまう。
ワックスの平均粒径は、以下のようにして測定するこ
とができる。各トナー成分を十分に溶融、混練した後、
ミクロトームにより1000Å程度の厚さにスライスし、透
過電子顕微鏡(TEM)で観察し、スキャンニングコンバ
ータユニット(SCU)を介して画像解析装置にてワック
ス粒子の平均粒子径を求める。もちろん、TEMによる写
真を、マイクロスタンドを通して画像解析装置へ送り、
平均粒子径を測定することもできる。
第1図は、このようにして作成したトナー粒子におけ
るワックスの分散状態を示すTEM写真である(実際に
は、溶融混練物を粒子化しないで撮影してある)。
写真で灰色に見えるマトリックスが樹脂バインダーで
あり、白く光って見えるのが分散ワックス粒子である。
また、黒く見えるのがカーボンブラックである。このト
ナーでは、ワックスの平均粒子径が1μm以下である
ことが判る。
ワックスを小さな粒子径でバインダー樹脂中に分散さ
せる方法としては、大きな剪断力で長時間混練する方法
がある。バインダー樹脂とワックスとの組合せによって
は、通常の二軸押出機でも加工可能であるが、より好ま
しくは低温で剪断力を用いてワックスを分散させること
が効果的である。また、バインダー樹脂との相容性を良
くすることによっても微小粒子分散を実現しやすくな
り、例えば極性の強いポリエステルバインダーを用いる
場合は、酸化型ポリオレフィンを用いることが望まし
い。
低分子量ワックスとしては、酸化型ポリオレフィンワ
ックスが用いられる。酸化型ポリオレフィンワックスと
しては、エチレン、プロピレン等のオレフィンと無水マ
レイン酸等の不飽和カルボン酸とのグラフト化物などが
挙げられる。
酸化型ポリオレフィンワックスは、トナー中に1〜10
重量%配合することが適当である。
バインダーとしては、ポリエステル樹脂が用いられ
る。
ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成
分との縮重合ないし共縮重合によって得られ、用いられ
る各成分の具体例としては、以下のものが挙げられる。
2価または3価以上のアルコール成分としては、以下
のものが例示される。
1) ジオール類;エチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレン
グリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール、ポリテトラメチレングリコールなど。
2) ビスフェノール類;ビスフェノールA、水素添加
ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノー
ルA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のエ
ーテル化ビスフェノール類など。
3) 3価以上のアルコール類;ソルビトール、1,2,3,
6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリ
スリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリ
スリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタ
ントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メ
チルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタン
トリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプ
ロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンなど。
2価または3価以上のカルボン酸類としては、2価ま
たは3価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アル
キルエステルが用いられ、カルボン酸として以下のもの
が例示される。
4) 2価カルボン酸;マレイン酸、フマール酸、シト
ラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン
酸、マロン酸、あるいはn−ブチルコハク酸、n−ブテ
ニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハ
ク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク
酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、
イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のア
ルキルまたはアルケニルコハク酸など。
5) 3価以上のカルボン酸;1,2,4−ベンゼントリカル
ボン酸(トリメリット酸)、1,2,5,−ベンゼントリカル
ボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナ
フタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン
酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキ
シル−2−メチル−メチレンカルボキシプロパン、1,2,
4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレン
カルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカル
ボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸など。
これらカルボン酸の酸無水物または低級アルキルエス
テルも使用できる。
本発明のトナー中には、上記ポリエステルバインダー
樹脂および酸化型ポリオレフィンワックスに加え、着色
剤、電荷制御剤、流動性改良剤、定着向上助剤、磁性
体、外添剤などを含むことができる。
着色剤としてはカーボンブラックをはじめ各種の顔
料、染料が;磁性体としてはマグネタイト、フェライト
等が;電荷制御剤としては第4級アンモニウム化合物、
ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオレッ
ト、1,2型クロム合金錯塩染料などが使用できる。
本発明のトナーは、キャリアと混合して二成分現像剤
として、磁性体を含有せしめて一成分現像剤として、あ
るいは、光導電材料を含有せしめて光導電性トナーとし
て等、種々の使用形態を取ることができる。
発明の効果 本発明の静電荷像現像用トナーによれば、酸化型ポリ
オレフィンワックスを平均粒子径()1.0μm以下の
粒子としてポリエステルバインダー樹脂中に分散させる
ことにより、フィルミング現像を効果的に改善すること
ができる。
実 施 例 トナーの調製 下記の表−1の割合で各成分を配合後、混練機にて混
練し、粉砕、分級して5〜20μmのトナーを作成してフ
ィルミング評価に供した。
このとき、後記表−2に示すようにバインダー樹脂と
ワックスとの組合せおよび混練条件を変化させて、バイ
ンダー樹脂中に分散するワックスの平均粒径をコントロ
ールした。表−1:トナー組成 バインダー樹脂(表−2中に記載) 85wt% 低分子量ワックス(表−2中に記載) 5wt% カーボンブラック(リーガル400R) 9wt% 荷電制御剤 1wt% 粒径の測定 混練機により混練した材料の一部を、粉砕することな
く測定用の試料として使用した。
混練後に冷却した後、試料をミクロトームMT−6000
(R.M.C.Inc製、米国)により1000Åの薄さにスライス
し、透過電子顕微鏡JSM−880(日本電子(株)製)で観
察し、さらにスキャンニングコンバーターユニットを介
して画像解析装置LUZEX500(ニコレ社製)にて粒径を測
定した。粒径の測定は、測定粒子数が2,000個になるま
で測定視野を変えて行ない、平均粒子径を出力した。
ドラムフィルミングの評価 京セラ(株)製のレーザープリンターF−800を行
い、2ドットの画像パターンを1cm中で線状に印字し、5
000枚プリント後の画像パターンから評価した。ドラム
フィルミングが発生すると、ソリッド部に白ヌケが発生
する。
◎:全く白ヌケ発生せず ○:白ヌケが小さな点として発生するが、画質上は問
題ないレベルである △:帯状の白ヌケが発生 ×:前面に白ヌケが発生 以上の結果を表−2に示した。
【図面の簡単な説明】 第1図は、トナー粒子の透過電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 謙二 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番 地19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (56)参考文献 特開 昭62−243061(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/08 - 9/097

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルバインダー樹脂および酸化型
    ポリオレフィンワックスを含む静電荷像現像用トナーで
    あって、酸化型ポリオレフィンワックスが平均粒子径
    ()1.0μm以下の粒子としてポリエステルバインダ
    ー樹脂中に分散していることを特徴とする静電荷像現像
    用トナー。
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