JPH03168649A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童１ユＪ０シ４分遣一 本発明は、複写機、レーザー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．丈束立皮檻 電子写真法は、従来から汎く知られており、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静
電潜像を形或する． ■　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，定着工程の或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，圧カローラによりトナーを塑性変形させて定着す
る圧力定着法が知られているが、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。

が　　じようとする 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． 見映曵豊威 本発明の静電荷像現像用トナーは、バインダー樹脂およ
び低分子量ワックスを含むトナーにおいて、低′分子量
ワックスが平均粒子径００１．０μ口以下の粒子として
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、混線後、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，両者は無限に溶解し合う訳で
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Ｘを１μ○以下，好ましくは０．５μ■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
しうろことが判った．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．各トナー或分を十分に溶融、混練した後、ミ
クロトームにより１０００人程度の厚さにスライスし、
透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）でａｍ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，ＴＥＨ
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
混線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Ｘが１μ園以下であるこ
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溶性を良く
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、酸化型ポリオレフインを用いることが望ましい。

本発明のトナーで用いられる低分子量ワツクス、バイン
ダー樹脂等は特に限定されないが，以下簡単に説明する
。

低分子量ワックスはトナーに、離型性、熱応答性を付与
するものであり、比較的低分子量の重合体、例えば軟化
点（ＪＩＳ　Ｋ２５３１）１３０〜１５０℃程度のもの
が好ましい。低分子量ワックスとしては、ポリオレフィ
ンワックス、酸化型ポリオレフィンワックス、バラフィ
ンワックス、その酸化体または酸化ケン化体、モンタン
酸ワックス，カルナバロウなどが用いられ，る．ポリオ
レフィンワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン、プロピレン等のオレフィンと他の七ノ
マーとの共重合体などが挙げられる．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
フイ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．また、パラフィンワックス
としては、マイクロワックス、フイッシャートロプシュ
ワックスなどが例示される．低分子量ワックスは，トナ
ー中にｌ〜１０重量％配合することが適当である。

バインダーとしては、スチレン系樹脂に代表されるビニ
ル系樹脂、ポリエステル樹脂などが、目的に応じていず
れも使用可能である。

ポリスチレン系樹脂としては、スチレン、α一メチルス
チレン，α−クロルスチレン等のスチレン系七ノマーの
単独重合体；これらスチレン系七ノマーの共重合体；ス
チレン系モノマーと共重合可能な他のモノマーとの共重
合体が挙げられる．共重合可能な他のモノマーとしては
、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、酢酸ビニル，
マレイン酸、アクリル酸メチル，アクリル酸エチル、ア
クリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル，
アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル，メタクリル酸２−
エチルヘキシル、メタクリル酸フェニルなどのアクリル
酸エステルまたはメタクリル酸エステルなどが例示され
る． ポリエステル樹脂は，アルコール成分とカルボン酸或分
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或分としては，以下の
ものが例示される． ｌ〉　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−ブロビレ
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；ソルピトール、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、ジベ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−プチルコハク酸、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
トリヵルボン酸、２，５，７−ナフタレントリヵルボン
酸，１，２，４−ナフタレントリヵルボン酸、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−２
−メチレン力ルボキシプロパン、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、上記バインダー樹脂および低分
子量ワックスに加え、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，フエライト等が
；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或分現像剤と
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． 丑１レυ釦監 本発明の静電荷像現像用トナーによれば、低分子量ワッ
クスを平均粒子径（４）１．０μ一以下の粒子としてバ
インダー樹脂中に分散させることにより、フィルミング
現象を効果的に改善することができる． 下記の表−１の割合で各成分を配合後、混線機にて混練
し、粉砕、分級して５〜２０μ園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線
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． 一ｌ：トナー バインダー樹脂（表−２中に記載）　　　　　８５ｖｔ
％低分子量ワックス（表−２中に記載）　　　　５ｖｔ
％カーボンブラック（リーガル４００Ｒ）　　　　　９
ｖｔ％荷電制御剤　　　　　　　　　　　　　　１ｖｔ
粒１４ｌ４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１０００人の薄さにスライスし，透過
電子顕微鏡ＪＳＭ−８８０（日本電子浦製）でｉ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Ｌ［ＩＺＥＸ５００（ニレコ社１１）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 京セラ■製のレーザープリンターＦ−８００を用い、２
ドットの画像パターンを１ｃＩｌ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。

（以下余白） Ｏ：全く白ヌヶ発生せず ０：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 Δ：帯状の白ヌヶが発生 ×：全面に白ヌヶが発生 以上の結果を表−２に示した． （１・大下金白） ４．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、 トナー粒子の透過電子顕微鏡写真 である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、バインダー樹脂および低分子量ワックスを含む静電
   荷像現像用トナーにおいて、低分子量ワックスが平均粒
   子径（＠ｘ＠）１．０μｍ以下の粒子としてバインダー
   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。