JP3886199B2 - 電子写真用トナー、熱ローラー定着方法及びトナーリサイクル画像形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用トナー及び熱ローラー定着方法及びトナーリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実用化されている代表的電子写真プロセスでは、感光体表面に静電潜像を形成し、その潜像に磁気ブラシ等の現像手段によりトナーを付着させ、その顕画像を記録材に転写し、最後に熱ローラー等を用い現像剤を記録材表面に融着させ永久画像とする。この電子写真プロセスには高信頼化、高画質化、高耐久化、高速化等が要求されてきた。近年ではこれらの要求に加え、環境保護への要求が高まっている。
【０００３】
以上の要求を満足するためにトナーについて様々な検討がなされて、高速化及び高信頼性化の観点から、特に定着性能及び耐オフセット性能の改良を目的とした検討が為されてきた。
【０００４】
特公昭５５−６８９５号公報には、トナーの結着樹脂の分子量分布についてＭｗ／Ｍｎ＝３．５〜４０とし分子量分布を広くしたバインダーが提案されている。この発明によれば、従来のトナーに対しある程度、定着性能、耐ホットオフセット性能の両立ができる。しかし定着性能の点でまだ不十分であり近年の高速複写機には十分に対応できない。
【０００５】
これに対し特開平４−１９０２４４号公報には分子量３０万以上の高分子量体と分子量１０００〜３万の低分子量体と分子量５万〜２０万の中間分子量体とからなる結着樹脂が、特開平１−２２１７５８号公報には分子量が１０３〜１０７の間に少なくとも３つの極大値を有する結着樹脂からなるトナーが提案されている。確かにこれらの発明によれば定着性に優れるトナーが得られる。しかし、トナー中の結着樹脂の分子量分布が広くなっているために、結着樹脂成分の分散状態の制御ができていない。このため定着性能が悪化したり、連続両面コピーを行った際に排紙トレー上の紙が融着し複写機の信頼性を著しく損なうという問題を生ずる。
【０００６】
ホットオフセット防止技術については、特開昭４９−６５２３１号に開示されている様に、離型剤として低分子量のポリプロピレンをトナー中に含有させることによって、ホットオフセットを防止することが可能である。また、ＵＳＰ４，９９７，７３９号に於いては数平均分子量が２０００〜６０００のポリプロピレンが更に好適であることが示されている。
【０００７】
しかし、従来用いられてきているポリプロピレンは数平均分子量が２０００以上であることから、溶融するための熱エネルギーが多く必要となっている。このため、少ないエネルギーでの定着では上記ポリプロピレンは溶融性が不足し定着性を阻害する、さらに紙の巻き付き現象を誘発し複写機の高速化、高信頼化を妨げるという問題がある。
【０００８】
さらに環境保護の観点からは、廃棄トナーを生ずることのないトナーリサイクルシステムを搭載することが有効である。
【０００９】
従来のポリプロピレンは数平均分子量が低いためにトナー表面に存在する流動性付与剤が埋め込まれ易く、トナーリサイクルシステムを有する複写機においてはトナー流動性の悪化による現像機内での凝集を生ずる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない電子写真用トナーを得ることにある。
【００１１】
本発明の別の目的は定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない熱ローラー定着方法を得ることにある。
【００１２】
本発明の別の目的はリサイクル特性に優れるトナーを得ることにあり、トナー凝集を生ずることのないトナーリサイクル画像形成方法を得ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成の何れかを採ることにより達成される。
【００１４】
（１） 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤よりなる電子写真用トナーにおいて、該結着樹脂が下記低分子量成分（Ａ成分）、中分子量成分（Ｂ成分）、高分子量成分（Ｃ成分）を含有し、Ａ成分とＢ成分及びＣ成分とが構成が異なり、Ａ成分がスチレン系モノマー成分を９０重量％以上含有する重合体であり、Ａ成分のガラス転移点をＴｇＡ、Ｂ成分のガラス転移点をＴｇＢ、Ｃ成分のガラス転移点をＴｇＣとした時、下記式（１）及び（２）を満足し、
８０（℃）≧ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ≧４０（℃） （１）
ＴｇＡ≧６０（℃） （２）
該離型剤がポリプロピレン換算Ｚ平均分子量（Ｍｚ）とポリプロピレン換算数平均分子量（Ｍｎ）との比が３〜２０であり、且つＭｚ＝１００００〜７００００である低分子量ポリオレフィンからなることを特徴とする電子写真用トナー。
低分子量成分（Ａ成分）：ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣという）により測定される分子量分布において２万以下の領域に分子量の最大値を有する成分
中分子量成分（Ｂ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２万を越えるが２０万未満の領域に分子量の最大値を有する成分
高分子量成分（Ｃ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２０万以上の領域に分子量の最大値を有する成分
【００１５】
（２） Ａ成分中に、Ｂ成分及びＣ成分が０．２〜３μｍの大きさで分散してなることを特徴とする（１）記載の電子写真用トナー。
【００１６】
（３） 加熱ローラーと圧着ローラーとを有してなる熱ローラー定着器に、（１）又は（２）記載のトナーによる顕画像を狭圧搬送し、熱ローラーに接触させて記録材に定着させることを特徴とする熱ローラー定着方法。
【００１７】
（４） トナー現像画像を転写後の感光体面上より、転写残トナーをクリーニングにより回収し、現像に再利用するトナーリサイクル画像形成方法において、（１）又は（２）記載の電子写真用トナーを使用して行うことを特徴とするトナーリサイクル画像形成方法。
【００１８】
定着性の向上にはトナーに使用される結着樹脂の分子量分布が二極化していることが必要である。二極化により結着樹脂の低分子量成分と高分子量成分の溶融粘度差が大きくなるために非相溶となり、それぞれの成分が単独で存在するようになる。このために低分子量成分が低温定着性改善と高分子量成分がオフセット防止という機能分離が達成される。
【００１９】
しかし、この構造においては低分子量成分が単独で存在し、且つ溶融粘度が極めて小さいために連続両面コピーの際の排紙温度において、トナーの一部が溶融しコピー画像同士が融着してしまう。この問題について本発明者らは検討を加え、高分子量成分と低分子量成分の分散状態を特定の範囲に制御し、かつ、各々の成分のガラス転移点を特定の値とすることで問題を解決できることを見いだした。
【００２０】
また、定着性を阻害せず耐ホットオフセット性に優れ、且つ巻き付きを生じない、またリサイクル特性に優れるトナーを得るためには、特定の分子量分布を有する離型剤を含有させれば達成できることを見い出した。
【００２１】
以下、さらに本発明についての説明を行う。
【００２２】
まず結着樹脂成分については、本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂は低分子量成分（Ａ成分という）、中分子量成分（Ｂ成分という）、高分子量成分（Ｃ成分という）を含有する。
【００２３】
本発明において低分子量成分（Ａ成分）とは、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣという）により測定される分子量分布において２万以下の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２４】
本発明において中分子量成分（Ｂ成分）とは、ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２万を越えるが２０万未満の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２５】
本発明において高分子量成分（Ｃ成分）とは、ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２０万以上の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２６】
さらに本発明のトナーは、結着樹脂Ａ成分とＢ成分及びＣ成分とがその構成が異なる。Ａ成分とＢ成分及びＣ成分の構成が同一であると、各成分の適度な分散状態を得ることができないからである。尚、本発明において結着樹脂の各成分の構成とは、その成分を構成するモノマーの基本的化学構造といった意味である。
【００２７】
本発明のトナーは、その結着樹脂のＡ成分がスチレン系モノマー成分を９０重量％以上含有する重合体である。Ａ成分のスチレン系モノマー成分の含有量が９０重量％以下であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００２８】
本発明において重合体とは、単独のモノマー成分よりなる重合体及び２種以上のモノマー成分よりなる共重合体のことである。
【００２９】
本発明のトナーは、結着樹脂のＡ成分のガラス転移点をＴｇＡ、Ｂ成分のガラス転移点をＴｇＢ、Ｃ成分のガラス転移点をＴｇＣとした時、下記式（１）及び（２）を満足する。
【００３０】
８０（℃）≧ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ≧４０（℃） （１）
ＴｇＡ≧６０（℃） （２）
Ａ成分は熱的に不安定な成分であるため、ＴｇＡが６０℃未満であると融着を防止できない。また８０℃を越えると定着性能を満足できない。
【００３１】
Ｂ成分は熱的に安定であり、定着性能の向上に大きく寄与する成分であるため、
ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ
でなければならない。またＴｇＢが４０℃未満であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００３２】
Ｃ成分は主にオフセット防止に寄与する成分であるが、ＴｇＣがＴｇＡ以上であると定着性能が悪化する。またＴｇＣがＴｇＢ未満であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００３３】
本発明のトナーはＡ成分中に、Ｂ成分及びＣ成分が０．２〜３μｍの大きさで分散してなるのが好ましい。
【００３４】
本発明者らは鋭意検討の結果、高粘性の成分であるＢ成分及びＣ成分が低粘性の成分であるＡ成分中に完全に相溶ぜず０．２μｍ以上の大きさで分散していることにより優れた定着性能を得ることができることを見い出した。また連続両面コピー時の融着を防止する観点から分散径は３μｍ以下がよい。
【００３５】
本発明においてＡ成分は結着樹脂中に５０重量％以上６０重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、定着性能、オフセット性能が特によい。
【００３６】
本発明においてＢ成分は結着樹脂中に１０重量％以上２５重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、連続両面コピー時の耐融着性、定着性能が特によい。
【００３７】
本発明においてＣ成分は結着樹脂中に１５重量％以上３０重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、オフセット性能、定着性能が特によい。
【００３８】
本発明において、トナー中の結着樹脂のドメイン径は以下の方法により測定される。
【００３９】
トナー成分の混練後の固形物より厚さ２０ｎｍの薄切片を切り出す。この薄切片を透過電子顕微鏡にて倍率５０００倍で観察する、得られた画像を解析しドメイン径を計測する。
【００４０】
本発明の電子写真用トナーのバインダー成分のガラス転移点は以下に示す方法により測定される。結着樹脂成分５ｍｇをアルミニウムパンに秤取し、封入する。この試料を０℃から２００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、その温度で３分間放置した後、降温速度１０℃／ｍｉｎで０℃まで冷却する。ついで昇温速度１０℃／ｍｉｎで２００℃まで昇温する。第２回目の昇温時の熱量変化曲線のベースラインの延長線と、吸熱ピークの立ち上がり部分からピークの間で熱量変化曲線が最大傾斜を示す点の接戦の延長線の交点をガラス転移点とする。測定機にはパーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７を使用した。
【００４１】
本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂を構成するビニル系樹脂としては、スチレン系モノマーおよび／またはアクリル酸エステルもしくはメタアクリル酸エステル系モノマー、および側鎖にカルボキシル基を有する成分としてアクリル酸もしくはメタアクリル酸系モノマーの共重合体を使用することができる。
【００４２】
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，３−ジメチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン等を挙げることができる。これらの中でもスチレンが好ましい。
【００４３】
アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノフェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルが好ましく、特にアクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−ｎ−ブチル等が好ましい。
【００４４】
アクリル酸、メタアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸が好ましい。
【００４５】
また、本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂はＢ成分あるいはＡ成分及びＢ成分にアクリル酸系モノマーを構成単位として含むことが好ましい。Ｂ成分あるいはＡ成分及びＢ成分にアクリル酸系モノマーを構成単位として含むと定着性能が向上するからである。
【００４６】
Ａ成分中におけるアクリル酸系モノマーの含有率は２重量％以下であることが好ましい。
【００４７】
Ｂ成分中におけるアクリル酸系モノマーの含有率は３重量％以下であることが好ましい。
【００４８】
本発明のトナーに使用される結着樹脂の酸価は０．１以上１０以下であることが好ましい。０．１未満であると定着性能の向上に対する効果を出しにくい場合もある。１０より大きいとトナーの帯電性能が不安定になる。
【００４９】
本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂の重合には溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合が用いられる。この中でも溶液重合及び懸濁重合が最も好適に用いられる。
【００５０】
また本発明のトナーに使用される結着樹脂は、高分子量体と中分子量体と高分子量体を、加熱混合することにより得られる。
【００５１】
本発明の電子写真用トナーに使用される離型剤を構成する低分子量ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン換算Ｚ平均分子量（Ｍｚ）とポリプロピレン換算数平均分子量（Ｍｎ）との比が３〜２０であり、且つＭｚ＝１００００〜７００００である低分子量ポリオレフィンからなるものであることが好ましい。このＭｚ／Ｍｎが３未満であると低分子量成分の含有率が低下し、定着時に於ける巻き付き性の改善効果を発揮することができない。
【００５２】
一方、この２０を越えると定着に於ける巻き付きの問題は減少するものの、いわゆる低分子量成分の増加に伴ってトナー表面が軟化しやすくなり、流動性付与のために添加される外添剤のトナー表面への埋め込みによるリサイクル特性の低下の問題が発生する。一方では高分子量成分の増加に伴い定着性が悪化する。
【００５３】
さらに、Ｍｚが１００００に満たない場合には前述の比が過多である場合と同様に高分子量成分の減少に伴う問題を発生する。Ｍｚが７００００を越えると、高分子量成分の増加に伴いリサイクル特性は向上するものの、定着に於ける巻き付き性の低下の問題を発生する。
【００５４】
本発明の電子写真用トナーに使用される離型剤を構成する低分子量ポリオレフィンの分子量分布は以下の様にして測定される。溶媒として０．１％のアイオノールを添加したｏ−ジクロロベンゼンを使用し、温度を１３５℃、流速１ｍｌ／ｍｉｎの条件でサンプルを注入する。なお測定装置としてはＷＡＴＥＲＳ（株）社製ＧＰＣ−１５０Ｃ、カラムとしてＳＨＯＤＥＸ（株）社製ＨＴ−８０６を使用した。
【００５５】
本発明の電子写真用トナー中には、結着樹脂、着色剤、離型剤、流動性付与剤及び必要に応じて荷電制御剤、磁性体、クリーニング助剤等が含まれる。
【００５６】
また本発明の電子写真用トナーには必要に応じてカルナバワックス、ビスステアリン酸アミドワックス、ライスワックス、パラフィンワックス等が添加されても良い。
【００５７】
本発明の電子写真用トナーに含有される離型剤の含有量は結着樹脂１００部に対し１〜２０重量部、特に２〜１５重量部が好ましい。
【００５８】
本発明の電子写真用トナーに使用される着色剤としてはカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、オリエントオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキザレート、ランプブラック、ローズベンガル等が挙げられる。
【００５９】
本発明に使用される流動性付与剤としては、親水性シリカ、疎水性シリカ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、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等が挙げられる。
【００６０】
本発明の電子写真用トナーが一成分系現像剤の場合は、使用される磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト、などの酸化鉄、鉄、ニッケル、コバルトの様な金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの様な金属との合金を挙げることができる。
【００６１】
またこの磁性体は体積平均粒径が０．１〜２μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍのものが好ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部にたいし４０〜１５０重量部が好ましい。
【００６２】
本発明の電子写真用トナーに使用される荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩化合物、アルキルピリジウム化合物及び２価以上の金属を含む有機性の塩類あるいは錯体等を挙げることができる。
【００６３】
本発明の電子写真用トナーに使用されるクリーニング助剤としては、スチレン−アクリル微粒子や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムの様な脂肪族金属塩を挙げることができる。
【００６４】
本発明の電子写真用トナーは、以下の様にして製造される。
【００６５】
結着樹脂成分、着色剤、離型剤、および必要に応じて磁性体、荷電制御剤をドライブレンド後、エクストルーダ、ニーダ、練りロール機、密閉式混合機等でトナー中の各組成物が均一になるように溶融混練する。冷却後ジェットミル、ターボミル等で微粉砕し、分級後所定の粒径とした着色粒子を流動性付与剤、および必要であればクリーニング助剤とドライブレンドし本発明の電子写真用トナーを得る。
【００６６】
本発明には、例えば図１に示すごとき熱ローラー定着方式を用いる。
【００６７】
図１は本発明に係わる熱ローラー定着方式を説明する概要断面図である。
【００６８】
中央部にヒーター４を有し、１は熱ローラー表面層で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で被覆されている。３は金属シリンダー１として４０ｍｍの鉄製円柱を使用した上ローラー（熱ローラー）である。６は圧接ローラー表面層でその下に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で被覆したシリコーンゴム８がある。９は金属シリンダー２として直径４０ｍｍの鉄製円柱よりなる下ローラー（圧接ローラー）とを有したものである。
【００６９】
熱ローラー定着方式は、表面にテトラフロオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した、鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダー内部に熱源を有する熱ローラーと、厚いシリコーンゴム等で被覆された圧接ローラーとから形成されているのが普通である。詳しくは、熱源として線状のヒーターを有し、上ローラーの表面温度を１２０〜２００℃程度に加熱するものである。定着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力を加え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成する。ニップ幅としては１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜７ｍｍである。定着線速は４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４００ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。ニップが狭い場合には熱を均一にトナーに付与することができなくなり、定着のムラを発生する。一方でニップ幅が広い場合には樹脂の溶融が促進され、定着オフセットが過多となる問題を起こしやすくなる。
【００７０】
いずれに於いても必要に応じて定着クリーニング１０の機構を付与してもよい。この場合には、シリコーンオイルを定着の上ローラーあるいはフィルムに供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド・ローラー・ウェッブ等でクリーニングする方法が使用できる。
【００７１】
シリコーンオイルとしては耐熱性の高いものが使用され、ポリジメチルシリコーン、ポリフェニルメチルシリコーン等が使用される。粘度の低いものは使用時に流出が大きくなることから、２０℃に於ける粘度が１０００〜１０００００ｃｐのものが好適に使用される。
【００７２】
本発明のトナーリサイクル画像形成方法の機構とは、転写されずに感光体上に残留した未転写トナーをクリーニング部で回収し、この回収トナーを再び現像器、またはトナー補給ボックスに戻し再利用する機構である。トナーリサイクルは回収トナーを再利用するため、廃トナーが発生せず環境保護の点で優れた機構である。
【００７３】
具体的にトナーリサイクル機構を図２に示す。
【００７４】
１１は現像器であり、この中にある現像剤（主成分は二成分現像剤の場合、トナーとキャリアの混合物であり、一成分現像剤ではトナーのみである）が現像剤搬送スクリュー１３により現像スリーブ１２の方に送られ、現像スリーブ１２から感光体１４上の静電潜像にトナーが付着し、これを現像する。図示していない転写工程を経て感光体上に残留したトナーを、クリーナー部１５にあるクリーニングブレード等クリーニング部材１６により除去する。感光体面から剥ぎ取られたトナーはリサイクルトナー回収スクリュー１７により集められ、リサイクルトナー搬送スクリュー１８によって現像器１１に戻され、再び利用される。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【００７６】
（結着樹脂製造例）
樹脂製造例１
スチレン１００重量部よりなり分子量最大値３，６００、ガラス転移点６２℃であるＡ成分５０重量部と、スチレン７３重量部とｎ−ブチルアクリレート２５重量部とアクリル酸２重量部よりなり分子量最大値１００，０００、ガラス転移点５２℃であるＢ成分２０重量部と、スチレン８０重量部とｎ−ブチルアクリレート２０重量部よりなり分子量最大値６００，０００、ガラス転移点６０℃であるＣ成分の２５重量部をキシレン中に溶解混合した。樹脂溶液を減圧乾燥し樹脂１を得た。得られた樹脂を透過型電子顕微鏡にて観察を行ったところＡ成分中にＢ成分及びＣ成分が０．２３〜２．５μｍの大きさで分散していた。
【００７７】
樹脂製造例２、３及び比較樹脂製造例１〜４
樹脂製造例１と同様にして樹脂製造例２、３及び比較樹脂製造例１〜４により、それぞれ樹脂２、３及び比較樹脂１〜４を得た。
【００７８】
表１にそれぞれの組成、分子量分布、Ｔｇ、分散状態を示した。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（離型剤製造例）
通常の合成法により製造されたポリプロピレンを用いて、熱溶融させた状態で熱分解を行い、必要に応じて高温ＧＰＣで分取を行い、表２に示す離型剤を得た。
【００８１】
【表２】
【００８２】
（トナー製造例）
樹脂１の１００重量部に対し、カーボンブラック１０重量部、離型剤１の３重量部を用い、常法に従い予備混合、溶融混練、粉砕、風力分級を行い体積平均粒径９μｍの着色粒子を得た。着色粒子１００重量部に対し疎水性シリカの１重量部を添加、混合しトナー１を得た。
【００８３】
トナー製造例１と同様にして、トナー２〜４、比較トナー１〜６を得た。それぞれのトナーに使用した樹脂、離型剤を表３に示した。
【００８４】
（熱ロール定着条件）
図１に示す熱ロール定着装置を用いた。
【００８５】
また線圧は１．０ｋｇ／ｃｍ、ニップ幅は５．０ｍｍ、線速度は２７０ｍｍ／ｓｅｃ、上ローラ温度は１６０〜２２０℃の可変とした。
【００８６】
なお定着クリーニング機構は設置しなかった。
【００８７】
（トナーリサイクル機構）
図２に示すトナーリサイクル機構を用いた。
【００８８】
（トナー評価）
トナー１〜４及び比較トナー１〜６の５重量部とフッ素系樹脂被覆キャリア（体積平均粒径６５μｍ）１００重量部を混合し実写評価に用いた。
【００８９】
下記の評価を行い、結果を表３にまとめた。
【００９０】
▲１▼ 定着性能
定着機設定温度を１６０℃に設定し、濃度１．０のパッチ画像を印字した。晒し綿布を用いてパッチ画像を擦り、擦り前後での反射濃度の変化を定着率として測定した。定着率は（擦り後の反射濃度／擦り後の反射濃度）として計算した。評価は定着率７０％以上を○（良好）、７０％未満を×（問題有り）とした。
【００９１】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９２】
▲２▼ 耐ホットオフセット性能
定着機を２２０℃に設定し、１００枚の連続コピーを行いホットオフセット発生の有無を目視判定した。評価はホットオフセットの発生が見られない場合「○」、発生が見られる場合「×」とした。
【００９３】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９４】
▲３▼ 耐融着性
定着機を２２０℃に設定し、５００面の連続両面コピーを行い融着発生の有無を確認した。評価は融着の発生が見られない場合「○」、見られる場合「×」とした。
【００９５】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９６】
▲４▼耐巻き付き性
定着機を１６０℃に設定し、先端部から１ｍｍの位置に幅４０ｍｍのベタ黒画像を印字し、定着上ローラーに対する巻き付き状態を確認した。評価は巻き付き発生のある場合を「×」、無い場合を「○」とした。
【００９７】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９８】
▲５▼リサイクル特性
雰囲気温度３０℃、相対湿度８０％の環境下で、１０，０００コピーの実写を行い、画像上の凝集体の有無を確認した。評価は凝集体の発生がある場合「×」、無い場合を「○」とした。
【００９９】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
表３に示されるごとく、本発明の実施例１〜４においては定着性に優れ、かつ連続両面コピー時の融着、オフセット、定着時の巻き付きが無く、かつリサイクル特性に優れる電子写真用トナーを得ることができる。
【０１０２】
【発明の効果】
上記したごとく本発明により、下記の効果が得られる。
【０１０３】
▲１▼ 定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない電子写真用トナーを得ることが出来る。
【０１０４】
▲２▼ 定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない熱ローラー定着方法を得ることが出来る。
【０１０５】
▲３▼ リサイクル特性に優れるトナーを得ることが出来る。
【０１０６】
▲４▼ トナー凝集を生ずることのないトナーリサイクル画像形成方法を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる熱ローラー定着方式を説明する概要断面図である。
【図２】本発明に係わるトナーリサイクル機構を説明する概要断面図である。
【符号の説明】
１ 熱ローラー表面層
３ 金属シリンダー１
４ ヒーター
６ 圧接ローラー表面層
８ シリコーンゴム
９ 金属シリンダー２
１０ 定着クリーニング
１１ 現像器
１２ 現像スリーブ
１３ 現像剤搬送スクリュー
１４ 感光体
１５ クリーナー部
１６ クリーニング部材
１７ リサイクルトナー回収スクリュー
１８ リサイクルトナー搬送スクリュー
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用トナー及び熱ローラー定着方法及びトナーリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実用化されている代表的電子写真プロセスでは、感光体表面に静電潜像を形成し、その潜像に磁気ブラシ等の現像手段によりトナーを付着させ、その顕画像を記録材に転写し、最後に熱ローラー等を用い現像剤を記録材表面に融着させ永久画像とする。この電子写真プロセスには高信頼化、高画質化、高耐久化、高速化等が要求されてきた。近年ではこれらの要求に加え、環境保護への要求が高まっている。
【０００３】
以上の要求を満足するためにトナーについて様々な検討がなされて、高速化及び高信頼性化の観点から、特に定着性能及び耐オフセット性能の改良を目的とした検討が為されてきた。
【０００４】
特公昭５５−６８９５号公報には、トナーの結着樹脂の分子量分布についてＭｗ／Ｍｎ＝３．５〜４０とし分子量分布を広くしたバインダーが提案されている。この発明によれば、従来のトナーに対しある程度、定着性能、耐ホットオフセット性能の両立ができる。しかし定着性能の点でまだ不十分であり近年の高速複写機には十分に対応できない。
【０００５】
これに対し特開平４−１９０２４４号公報には分子量３０万以上の高分子量体と分子量１０００〜３万の低分子量体と分子量５万〜２０万の中間分子量体とからなる結着樹脂が、特開平１−２２１７５８号公報には分子量が１０３〜１０７の間に少なくとも３つの極大値を有する結着樹脂からなるトナーが提案されている。確かにこれらの発明によれば定着性に優れるトナーが得られる。しかし、トナー中の結着樹脂の分子量分布が広くなっているために、結着樹脂成分の分散状態の制御ができていない。このため定着性能が悪化したり、連続両面コピーを行った際に排紙トレー上の紙が融着し複写機の信頼性を著しく損なうという問題を生ずる。
【０００６】
ホットオフセット防止技術については、特開昭４９−６５２３１号に開示されている様に、離型剤として低分子量のポリプロピレンをトナー中に含有させることによって、ホットオフセットを防止することが可能である。また、ＵＳＰ４，９９７，７３９号に於いては数平均分子量が２０００〜６０００のポリプロピレンが更に好適であることが示されている。
【０００７】
しかし、従来用いられてきているポリプロピレンは数平均分子量が２０００以上であることから、溶融するための熱エネルギーが多く必要となっている。このため、少ないエネルギーでの定着では上記ポリプロピレンは溶融性が不足し定着性を阻害する、さらに紙の巻き付き現象を誘発し複写機の高速化、高信頼化を妨げるという問題がある。
【０００８】
さらに環境保護の観点からは、廃棄トナーを生ずることのないトナーリサイクルシステムを搭載することが有効である。
【０００９】
従来のポリプロピレンは数平均分子量が低いためにトナー表面に存在する流動性付与剤が埋め込まれ易く、トナーリサイクルシステムを有する複写機においてはトナー流動性の悪化による現像機内での凝集を生ずる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない電子写真用トナーを得ることにある。
【００１１】
本発明の別の目的は定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない熱ローラー定着方法を得ることにある。
【００１２】
本発明の別の目的はリサイクル特性に優れるトナーを得ることにあり、トナー凝集を生ずることのないトナーリサイクル画像形成方法を得ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成の何れかを採ることにより達成される。
【００１４】
（１） 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤よりなる電子写真用トナーにおいて、該結着樹脂が下記低分子量成分（Ａ成分）、中分子量成分（Ｂ成分）、高分子量成分（Ｃ成分）を含有し、Ａ成分とＢ成分及びＣ成分とが構成が異なり、Ａ成分がスチレン系モノマー成分を９０重量％以上含有する重合体であり、Ａ成分のガラス転移点をＴｇＡ、Ｂ成分のガラス転移点をＴｇＢ、Ｃ成分のガラス転移点をＴｇＣとした時、下記式（１）及び（２）を満足し、
８０（℃）≧ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ≧４０（℃） （１）
ＴｇＡ≧６０（℃） （２）
該離型剤がポリプロピレン換算Ｚ平均分子量（Ｍｚ）とポリプロピレン換算数平均分子量（Ｍｎ）との比が３〜２０であり、且つＭｚ＝１００００〜７００００である低分子量ポリオレフィンからなることを特徴とする電子写真用トナー。
低分子量成分（Ａ成分）：ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣという）により測定される分子量分布において２万以下の領域に分子量の最大値を有する成分
中分子量成分（Ｂ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２万を越えるが２０万未満の領域に分子量の最大値を有する成分
高分子量成分（Ｃ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２０万以上の領域に分子量の最大値を有する成分
【００１５】
（２） Ａ成分中に、Ｂ成分及びＣ成分が０．２〜３μｍの大きさで分散してなることを特徴とする（１）記載の電子写真用トナー。
【００１６】
（３） 加熱ローラーと圧着ローラーとを有してなる熱ローラー定着器に、（１）又は（２）記載のトナーによる顕画像を狭圧搬送し、熱ローラーに接触させて記録材に定着させることを特徴とする熱ローラー定着方法。
【００１７】
（４） トナー現像画像を転写後の感光体面上より、転写残トナーをクリーニングにより回収し、現像に再利用するトナーリサイクル画像形成方法において、（１）又は（２）記載の電子写真用トナーを使用して行うことを特徴とするトナーリサイクル画像形成方法。
【００１８】
定着性の向上にはトナーに使用される結着樹脂の分子量分布が二極化していることが必要である。二極化により結着樹脂の低分子量成分と高分子量成分の溶融粘度差が大きくなるために非相溶となり、それぞれの成分が単独で存在するようになる。このために低分子量成分が低温定着性改善と高分子量成分がオフセット防止という機能分離が達成される。
【００１９】
しかし、この構造においては低分子量成分が単独で存在し、且つ溶融粘度が極めて小さいために連続両面コピーの際の排紙温度において、トナーの一部が溶融しコピー画像同士が融着してしまう。この問題について本発明者らは検討を加え、高分子量成分と低分子量成分の分散状態を特定の範囲に制御し、かつ、各々の成分のガラス転移点を特定の値とすることで問題を解決できることを見いだした。
【００２０】
また、定着性を阻害せず耐ホットオフセット性に優れ、且つ巻き付きを生じない、またリサイクル特性に優れるトナーを得るためには、特定の分子量分布を有する離型剤を含有させれば達成できることを見い出した。
【００２１】
以下、さらに本発明についての説明を行う。
【００２２】
まず結着樹脂成分については、本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂は低分子量成分（Ａ成分という）、中分子量成分（Ｂ成分という）、高分子量成分（Ｃ成分という）を含有する。
【００２３】
本発明において低分子量成分（Ａ成分）とは、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣという）により測定される分子量分布において２万以下の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２４】
本発明において中分子量成分（Ｂ成分）とは、ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２万を越えるが２０万未満の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２５】
本発明において高分子量成分（Ｃ成分）とは、ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２０万以上の領域に分子量の最大値を有する成分のことである。
【００２６】
さらに本発明のトナーは、結着樹脂Ａ成分とＢ成分及びＣ成分とがその構成が異なる。Ａ成分とＢ成分及びＣ成分の構成が同一であると、各成分の適度な分散状態を得ることができないからである。尚、本発明において結着樹脂の各成分の構成とは、その成分を構成するモノマーの基本的化学構造といった意味である。
【００２７】
本発明のトナーは、その結着樹脂のＡ成分がスチレン系モノマー成分を９０重量％以上含有する重合体である。Ａ成分のスチレン系モノマー成分の含有量が９０重量％以下であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００２８】
本発明において重合体とは、単独のモノマー成分よりなる重合体及び２種以上のモノマー成分よりなる共重合体のことである。
【００２９】
本発明のトナーは、結着樹脂のＡ成分のガラス転移点をＴｇＡ、Ｂ成分のガラス転移点をＴｇＢ、Ｃ成分のガラス転移点をＴｇＣとした時、下記式（１）及び（２）を満足する。
【００３０】
８０（℃）≧ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ≧４０（℃） （１）
ＴｇＡ≧６０（℃） （２）
Ａ成分は熱的に不安定な成分であるため、ＴｇＡが６０℃未満であると融着を防止できない。また８０℃を越えると定着性能を満足できない。
【００３１】
Ｂ成分は熱的に安定であり、定着性能の向上に大きく寄与する成分であるため、
ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ
でなければならない。またＴｇＢが４０℃未満であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００３２】
Ｃ成分は主にオフセット防止に寄与する成分であるが、ＴｇＣがＴｇＡ以上であると定着性能が悪化する。またＴｇＣがＴｇＢ未満であると連続両面コピー時の融着を防止できない。
【００３３】
本発明のトナーはＡ成分中に、Ｂ成分及びＣ成分が０．２〜３μｍの大きさで分散してなるのが好ましい。
【００３４】
本発明者らは鋭意検討の結果、高粘性の成分であるＢ成分及びＣ成分が低粘性の成分であるＡ成分中に完全に相溶ぜず０．２μｍ以上の大きさで分散していることにより優れた定着性能を得ることができることを見い出した。また連続両面コピー時の融着を防止する観点から分散径は３μｍ以下がよい。
【００３５】
本発明においてＡ成分は結着樹脂中に５０重量％以上６０重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、定着性能、オフセット性能が特によい。
【００３６】
本発明においてＢ成分は結着樹脂中に１０重量％以上２５重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、連続両面コピー時の耐融着性、定着性能が特によい。
【００３７】
本発明においてＣ成分は結着樹脂中に１５重量％以上３０重量％以下含まれることが好ましい。この範囲においては、オフセット性能、定着性能が特によい。
【００３８】
本発明において、トナー中の結着樹脂のドメイン径は以下の方法により測定される。
【００３９】
トナー成分の混練後の固形物より厚さ２０ｎｍの薄切片を切り出す。この薄切片を透過電子顕微鏡にて倍率５０００倍で観察する、得られた画像を解析しドメイン径を計測する。
【００４０】
本発明の電子写真用トナーのバインダー成分のガラス転移点は以下に示す方法により測定される。結着樹脂成分５ｍｇをアルミニウムパンに秤取し、封入する。この試料を０℃から２００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温し、その温度で３分間放置した後、降温速度１０℃／ｍｉｎで０℃まで冷却する。ついで昇温速度１０℃／ｍｉｎで２００℃まで昇温する。第２回目の昇温時の熱量変化曲線のベースラインの延長線と、吸熱ピークの立ち上がり部分からピークの間で熱量変化曲線が最大傾斜を示す点の接戦の延長線の交点をガラス転移点とする。測定機にはパーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−７を使用した。
【００４１】
本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂を構成するビニル系樹脂としては、スチレン系モノマーおよび／またはアクリル酸エステルもしくはメタアクリル酸エステル系モノマー、および側鎖にカルボキシル基を有する成分としてアクリル酸もしくはメタアクリル酸系モノマーの共重合体を使用することができる。
【００４２】
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，３−ジメチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン等を挙げることができる。これらの中でもスチレンが好ましい。
【００４３】
アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノフェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル等のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルが好ましく、特にアクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸−ｎ−ブチル等が好ましい。
【００４４】
アクリル酸、メタアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸が好ましい。
【００４５】
また、本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂はＢ成分あるいはＡ成分及びＢ成分にアクリル酸系モノマーを構成単位として含むことが好ましい。Ｂ成分あるいはＡ成分及びＢ成分にアクリル酸系モノマーを構成単位として含むと定着性能が向上するからである。
【００４６】
Ａ成分中におけるアクリル酸系モノマーの含有率は２重量％以下であることが好ましい。
【００４７】
Ｂ成分中におけるアクリル酸系モノマーの含有率は３重量％以下であることが好ましい。
【００４８】
本発明のトナーに使用される結着樹脂の酸価は０．１以上１０以下であることが好ましい。０．１未満であると定着性能の向上に対する効果を出しにくい場合もある。１０より大きいとトナーの帯電性能が不安定になる。
【００４９】
本発明の電子写真用トナーに使用される結着樹脂の重合には溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合が用いられる。この中でも溶液重合及び懸濁重合が最も好適に用いられる。
【００５０】
また本発明のトナーに使用される結着樹脂は、高分子量体と中分子量体と高分子量体を、加熱混合することにより得られる。
【００５１】
本発明の電子写真用トナーに使用される離型剤を構成する低分子量ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン換算Ｚ平均分子量（Ｍｚ）とポリプロピレン換算数平均分子量（Ｍｎ）との比が３〜２０であり、且つＭｚ＝１００００〜７００００である低分子量ポリオレフィンからなるものであることが好ましい。このＭｚ／Ｍｎが３未満であると低分子量成分の含有率が低下し、定着時に於ける巻き付き性の改善効果を発揮することができない。
【００５２】
一方、この２０を越えると定着に於ける巻き付きの問題は減少するものの、いわゆる低分子量成分の増加に伴ってトナー表面が軟化しやすくなり、流動性付与のために添加される外添剤のトナー表面への埋め込みによるリサイクル特性の低下の問題が発生する。一方では高分子量成分の増加に伴い定着性が悪化する。
【００５３】
さらに、Ｍｚが１００００に満たない場合には前述の比が過多である場合と同様に高分子量成分の減少に伴う問題を発生する。Ｍｚが７００００を越えると、高分子量成分の増加に伴いリサイクル特性は向上するものの、定着に於ける巻き付き性の低下の問題を発生する。
【００５４】
本発明の電子写真用トナーに使用される離型剤を構成する低分子量ポリオレフィンの分子量分布は以下の様にして測定される。溶媒として０．１％のアイオノールを添加したｏ−ジクロロベンゼンを使用し、温度を１３５℃、流速１ｍｌ／ｍｉｎの条件でサンプルを注入する。なお測定装置としてはＷＡＴＥＲＳ（株）社製ＧＰＣ−１５０Ｃ、カラムとしてＳＨＯＤＥＸ（株）社製ＨＴ−８０６を使用した。
【００５５】
本発明の電子写真用トナー中には、結着樹脂、着色剤、離型剤、流動性付与剤及び必要に応じて荷電制御剤、磁性体、クリーニング助剤等が含まれる。
【００５６】
また本発明の電子写真用トナーには必要に応じてカルナバワックス、ビスステアリン酸アミドワックス、ライスワックス、パラフィンワックス等が添加されても良い。
【００５７】
本発明の電子写真用トナーに含有される離型剤の含有量は結着樹脂１００部に対し１〜２０重量部、特に２〜１５重量部が好ましい。
【００５８】
本発明の電子写真用トナーに使用される着色剤としてはカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、オリエントオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキザレート、ランプブラック、ローズベンガル等が挙げられる。
【００５９】
本発明に使用される流動性付与剤としては、親水性シリカ、疎水性シリカ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物、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等が挙げられる。
【００６０】
本発明の電子写真用トナーが一成分系現像剤の場合は、使用される磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト、などの酸化鉄、鉄、ニッケル、コバルトの様な金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの様な金属との合金を挙げることができる。
【００６１】
またこの磁性体は体積平均粒径が０．１〜２μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍのものが好ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部にたいし４０〜１５０重量部が好ましい。
【００６２】
本発明の電子写真用トナーに使用される荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩化合物、アルキルピリジウム化合物及び２価以上の金属を含む有機性の塩類あるいは錯体等を挙げることができる。
【００６３】
本発明の電子写真用トナーに使用されるクリーニング助剤としては、スチレン−アクリル微粒子や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムの様な脂肪族金属塩を挙げることができる。
【００６４】
本発明の電子写真用トナーは、以下の様にして製造される。
【００６５】
結着樹脂成分、着色剤、離型剤、および必要に応じて磁性体、荷電制御剤をドライブレンド後、エクストルーダ、ニーダ、練りロール機、密閉式混合機等でトナー中の各組成物が均一になるように溶融混練する。冷却後ジェットミル、ターボミル等で微粉砕し、分級後所定の粒径とした着色粒子を流動性付与剤、および必要であればクリーニング助剤とドライブレンドし本発明の電子写真用トナーを得る。
【００６６】
本発明には、例えば図１に示すごとき熱ローラー定着方式を用いる。
【００６７】
図１は本発明に係わる熱ローラー定着方式を説明する概要断面図である。
【００６８】
中央部にヒーター４を有し、１は熱ローラー表面層で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で被覆されている。３は金属シリンダー１として４０ｍｍの鉄製円柱を使用した上ローラー（熱ローラー）である。６は圧接ローラー表面層でその下に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で被覆したシリコーンゴム８がある。９は金属シリンダー２として直径４０ｍｍの鉄製円柱よりなる下ローラー（圧接ローラー）とを有したものである。
【００６９】
熱ローラー定着方式は、表面にテトラフロオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した、鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダー内部に熱源を有する熱ローラーと、厚いシリコーンゴム等で被覆された圧接ローラーとから形成されているのが普通である。詳しくは、熱源として線状のヒーターを有し、上ローラーの表面温度を１２０〜２００℃程度に加熱するものである。定着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力を加え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成する。ニップ幅としては１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜７ｍｍである。定着線速は４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４００ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。ニップが狭い場合には熱を均一にトナーに付与することができなくなり、定着のムラを発生する。一方でニップ幅が広い場合には樹脂の溶融が促進され、定着オフセットが過多となる問題を起こしやすくなる。
【００７０】
いずれに於いても必要に応じて定着クリーニング１０の機構を付与してもよい。この場合には、シリコーンオイルを定着の上ローラーあるいはフィルムに供給する方式やシリコーンオイルを含浸したパッド・ローラー・ウェッブ等でクリーニングする方法が使用できる。
【００７１】
シリコーンオイルとしては耐熱性の高いものが使用され、ポリジメチルシリコーン、ポリフェニルメチルシリコーン等が使用される。粘度の低いものは使用時に流出が大きくなることから、２０℃に於ける粘度が１０００〜１０００００ｃｐのものが好適に使用される。
【００７２】
本発明のトナーリサイクル画像形成方法の機構とは、転写されずに感光体上に残留した未転写トナーをクリーニング部で回収し、この回収トナーを再び現像器、またはトナー補給ボックスに戻し再利用する機構である。トナーリサイクルは回収トナーを再利用するため、廃トナーが発生せず環境保護の点で優れた機構である。
【００７３】
具体的にトナーリサイクル機構を図２に示す。
【００７４】
１１は現像器であり、この中にある現像剤（主成分は二成分現像剤の場合、トナーとキャリアの混合物であり、一成分現像剤ではトナーのみである）が現像剤搬送スクリュー１３により現像スリーブ１２の方に送られ、現像スリーブ１２から感光体１４上の静電潜像にトナーが付着し、これを現像する。図示していない転写工程を経て感光体上に残留したトナーを、クリーナー部１５にあるクリーニングブレード等クリーニング部材１６により除去する。感光体面から剥ぎ取られたトナーはリサイクルトナー回収スクリュー１７により集められ、リサイクルトナー搬送スクリュー１８によって現像器１１に戻され、再び利用される。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【００７６】
（結着樹脂製造例）
樹脂製造例１
スチレン１００重量部よりなり分子量最大値３，６００、ガラス転移点６２℃であるＡ成分５０重量部と、スチレン７３重量部とｎ−ブチルアクリレート２５重量部とアクリル酸２重量部よりなり分子量最大値１００，０００、ガラス転移点５２℃であるＢ成分２０重量部と、スチレン８０重量部とｎ−ブチルアクリレート２０重量部よりなり分子量最大値６００，０００、ガラス転移点６０℃であるＣ成分の２５重量部をキシレン中に溶解混合した。樹脂溶液を減圧乾燥し樹脂１を得た。得られた樹脂を透過型電子顕微鏡にて観察を行ったところＡ成分中にＢ成分及びＣ成分が０．２３〜２．５μｍの大きさで分散していた。
【００７７】
樹脂製造例２、３及び比較樹脂製造例１〜４
樹脂製造例１と同様にして樹脂製造例２、３及び比較樹脂製造例１〜４により、それぞれ樹脂２、３及び比較樹脂１〜４を得た。
【００７８】
表１にそれぞれの組成、分子量分布、Ｔｇ、分散状態を示した。
【００７９】
【表１】
（離型剤製造例）
通常の合成法により製造されたポリプロピレンを用いて、熱溶融させた状態で熱分解を行い、必要に応じて高温ＧＰＣで分取を行い、表２に示す離型剤を得た。
【００８１】
【表２】
（トナー製造例）
樹脂１の１００重量部に対し、カーボンブラック１０重量部、離型剤１の３重量部を用い、常法に従い予備混合、溶融混練、粉砕、風力分級を行い体積平均粒径９μｍの着色粒子を得た。着色粒子１００重量部に対し疎水性シリカの１重量部を添加、混合しトナー１を得た。
【００８３】
トナー製造例１と同様にして、トナー２〜４、比較トナー１〜６を得た。それぞれのトナーに使用した樹脂、離型剤を表３に示した。
【００８４】
（熱ロール定着条件）
図１に示す熱ロール定着装置を用いた。
【００８５】
また線圧は１．０ｋｇ／ｃｍ、ニップ幅は５．０ｍｍ、線速度は２７０ｍｍ／ｓｅｃ、上ローラ温度は１６０〜２２０℃の可変とした。
【００８６】
なお定着クリーニング機構は設置しなかった。
【００８７】
（トナーリサイクル機構）
図２に示すトナーリサイクル機構を用いた。
【００８８】
（トナー評価）
トナー１〜４及び比較トナー１〜６の５重量部とフッ素系樹脂被覆キャリア（体積平均粒径６５μｍ）１００重量部を混合し実写評価に用いた。
【００８９】
下記の評価を行い、結果を表３にまとめた。
【００９０】
▲１▼ 定着性能
定着機設定温度を１６０℃に設定し、濃度１．０のパッチ画像を印字した。晒し綿布を用いてパッチ画像を擦り、擦り前後での反射濃度の変化を定着率として測定した。定着率は（擦り後の反射濃度／擦り後の反射濃度）として計算した。評価は定着率７０％以上を○（良好）、７０％未満を×（問題有り）とした。
【００９１】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９２】
▲２▼ 耐ホットオフセット性能
定着機を２２０℃に設定し、１００枚の連続コピーを行いホットオフセット発生の有無を目視判定した。評価はホットオフセットの発生が見られない場合「○」、発生が見られる場合「×」とした。
【００９３】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９４】
▲３▼ 耐融着性
定着機を２２０℃に設定し、５００面の連続両面コピーを行い融着発生の有無を確認した。評価は融着の発生が見られない場合「○」、見られる場合「×」とした。
【００９５】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９６】
▲４▼耐巻き付き性
定着機を１６０℃に設定し、先端部から１ｍｍの位置に幅４０ｍｍのベタ黒画像を印字し、定着上ローラーに対する巻き付き状態を確認した。評価は巻き付き発生のある場合を「×」、無い場合を「○」とした。
【００９７】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【００９８】
▲５▼リサイクル特性
雰囲気温度３０℃、相対湿度８０％の環境下で、１０，０００コピーの実写を行い、画像上の凝集体の有無を確認した。評価は凝集体の発生がある場合「×」、無い場合を「○」とした。
【００９９】
試験機はコニカ（株）社製、Ｋｏｎｉｃａ Ｕ−ＢＩＸ３１３５複写機を改造して使用した。
【０１００】
【表３】
表３に示されるごとく、本発明の実施例１〜４においては定着性に優れ、かつ連続両面コピー時の融着、オフセット、定着時の巻き付きが無く、かつリサイクル特性に優れる電子写真用トナーを得ることができる。
【０１０２】
【発明の効果】
上記したごとく本発明により、下記の効果が得られる。
【０１０３】
▲１▼ 定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない電子写真用トナーを得ることが出来る。
【０１０４】
▲２▼ 定着性及び耐ホットオフセット性に優れ、連続両面コピー時に融着を生じず、熱ローラーに対する紙の巻き付きを生じない熱ローラー定着方法を得ることが出来る。
【０１０５】
▲３▼ リサイクル特性に優れるトナーを得ることが出来る。
【０１０６】
▲４▼ トナー凝集を生ずることのないトナーリサイクル画像形成方法を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる熱ローラー定着方式を説明する概要断面図である。
【図２】本発明に係わるトナーリサイクル機構を説明する概要断面図である。
【符号の説明】
１ 熱ローラー表面層
３ 金属シリンダー１
４ ヒーター
６ 圧接ローラー表面層
８ シリコーンゴム
９ 金属シリンダー２
１０ 定着クリーニング
１１ 現像器
１２ 現像スリーブ
１３ 現像剤搬送スクリュー
１４ 感光体
１５ クリーナー部
１６ クリーニング部材
１７ リサイクルトナー回収スクリュー
１８ リサイクルトナー搬送スクリュー
Claims (4)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤よりなる電子写真用トナーにおいて、該結着樹脂が下記低分子量成分（Ａ成分）、中分子量成分（Ｂ成分）、高分子量成分（Ｃ成分）を含有し、Ａ成分とＢ成分及びＣ成分とが構成が異なり、Ａ成分がスチレン系モノマー成分を９０重量％以上含有する重合体であり、Ａ成分のガラス転移点をＴｇＡ、Ｂ成分のガラス転移点をＴｇＢ、Ｃ成分のガラス転移点をＴｇＣとした時、下記式（１）及び（２）を満足し、
８０（℃）≧ＴｇＡ＞ＴｇＣ≧ＴｇＢ≧４０（℃） （１）
ＴｇＡ≧６０（℃） （２）
該離型剤がポリプロピレン換算Ｚ平均分子量（Ｍｚ）とポリプロピレン換算数平均分子量（Ｍｎ）との比が３〜２０であり、且つＭｚ＝１００００〜７００００である低分子量ポリオレフィンからなることを特徴とする電子写真用トナー。
低分子量成分（Ａ成分）：ゲルパーミュエイションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣという）により測定される分子量分布において２万以下の領域に分子量の最大値を有する成分
中分子量成分（Ｂ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２万を越えるが２０万未満の領域に分子量の最大値を有する成分
高分子量成分（Ｃ成分）：ＧＰＣにより測定される分子量分布において分子量２０万以上の領域に分子量の最大値を有する成分 - Ａ成分中に、Ｂ成分及びＣ成分が０．２〜３μｍの大きさで分散してなることを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナー。
- 加熱ローラーと圧着ローラーとを有してなる熱ローラー定着器に、請求項１又は２記載のトナーによる顕画像を狭圧搬送し、熱ローラーに接触させて記録材に定着させることを特徴とする熱ローラー定着方法。
- トナー現像画像を転写後の感光体面上より、転写残トナーをクリーニングにより回収し、現像に再利用するトナーリサイクル画像形成方法において、請求項１又は２記載の電子写真用トナーを使用して行うことを特徴とするトナーリサイクル画像形成方法。
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