JPH03264961A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される静電潜像を現像するためのトナーに関し
、更に詳しくは結着樹脂に関するものである。

［従来技術］ 一殻に電子写真法、又は静電記録法等においては、光導
電性感光体又は誘電体等によりなる潜像担持体上に形成
された静電潜像を現像するために、現像スリーブ等トナ
ー供給ローラー上でブレード等によって薄層化され、か
つ適当に帯電され微粉末化されたトナーを用いて、現像
し必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後
、加熱圧力、溶剤蒸気等によって定着し、複写物を得る
ものである。

これら電子写真法等に適用される現像方法としては、大
別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者は更に二
成分現像剤を用いる方法と一成分系現像剤を用いる方法
に部分される。二成分現像方法に属するものには、トナ
ーを搬送するキャリアの種類により、鉄粉キャリアを用
いるマグネットブラシ法、ビーズキャリアを用いるカス
ケード法、ファーを用いるファーブラシ法等がある。

又、−成分現像方法に属するものには、トナー粒子を噴
霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒子を
直接的に静電潜像面に接触させて現像する接触現像法（
コンタクト現像、またはトナー現像）、トナー粒子を静
電潜像面に直接接触させず、トナー粒子を荷電して静電
潜像の有する電界により該潜像面に向けて飛行させるジ
ャンピング現像法、磁性の導電性トナーを静電潜像面に
接触させて現像するマグネドライ法等がある。

これらの現像法に適用するトナーは、定着部分でのオフ
セット性を改善するために低分子量のポリエチレン又は
ポリプロピレンが離型剤として混合されている。これら
離型剤は、結着樹脂としてよく用いられているポリスチ
レンと相溶性が悪いため混線時に相分離が生じる。前記
相分離による界面では、機械的な力が加わることによっ
て容易に破壊が起こりトナーは微粉化する現象がみられ
る。例えば光導電性感光体と紙との接触面において、又
は現像スリーブとブレードとの接触面において、更には
現像スリーブと光導電性感光体の接触面で発生する。

上記微粉化トナーは、例えば接触現像法の場合、現像ス
リーブ上に付着したトナーは経時的に融着現象が生じ現
像スリーブ上にフィルミングする。現像スリーブ上にフ
ィルミング現象かみられるようになると、薄層化された
トナー層厚みに不均一化か発生し静電潜像の現像時に帯
電量の不拘−分布一現像スリーブ上単位面積当りのトナ
ー付着量の不拘−化一そして上記結果複写物上にも濃淡
が発生して画像上非常に問題である。このトナー粒子の
脆さによって発生するトナーの微粉化は、機械的な力に
よって容易に粉砕され易いことを意味し、トナーの生産
性からみれば好ましいことである。そこで上記のような
フィルミング現象を回避するために、高分子量の重合体
を用いることが考えられるが、複写又は印刷の最終工程
で通常行われる画像の熱定着を考慮すると、定着温度が
上昇し定着の際により多くの熱量を必要とするので省エ
ネルギー上、又はハード機器の小型化のためには好まし
くない。更にこの現象を解消する目的で、少量の可塑剤
をトナー中に添加することも提案されているが、トナー
の自由流動性を損なうこと及びキャリア等を汚染するな
どの問題があって、必ずしも成功していない。又、トナ
ーが硬すぎれば、機械的な粉砕が不可能になったり、混
練が十分に分散することができなくなったりする。

これまでに、以上のような理由により適当な硬さを有し
得る比較的低分子量のポリスチレンあるいはスチレン−
メタクリル酸ブチル共重合体などがトナー用結着樹脂と
して用いられてきた。しかしレーザープリンターのよう
な電子写真方式を有してメンテナンスフリーが望まれる
機器の場合、比較的低分子量のポリスチレンあるいはス
チレン−メタクリル酸ブチル共重合体では、その硬さが
十分でなく、更に硬度の高い材料が必要であることが分
かってきた。又、この種の結着樹脂では、現在よく用い
られている熱ロールによる熱定着において、その特性が
不十分で、熱によるトナー結着樹脂の溶融、紙等への密
着性が良好ではあるか、熱ローラーへのオフセット現象
がみられる。

又、現像ローラや感光体へのフィルミングやキャリアへ
のスペントを抑制するためによく流動化促進剤が使用さ
れている。例えば特開昭４７−３８４０５　、特開昭４
７−３８８３０は、金属石鹸が用いられている。特開昭
５２−１５３４４１．特開昭５３−１４７５４１では、
フッ素系化合物、特開昭５４−８５３４では、ノニオン
系の界面活性剤、特開昭５６−６２２５６では、表面を
疎水化したシリカが用いられている。特開昭５［１−６
６８５６では、トナー表面にトナーより硬い粒子を埋没
させていたり、特開昭５８−１３４８５１では、イオン
交換樹脂を結着樹脂中に含有させていたり、特開昭５９
−１３１９４３では、離型剤として酸化したポリエチレ
ンを用いて結着樹脂とも相溶性をもたせながら離型効果
を発現させている。特開昭５６−１９７０４８では、シ
リコーンオイルを結着樹脂中に含有させたり、特開昭５
９−２２０７４８では、ワックス微粒子をトナーに外添
させたり、特開昭６０−１３８５８５では、カ−ボンブ
ラックを外添してトナーを低抵抗化している。特開昭８
０−１８６８５１、特開昭８０−１１１１６８５２、特
開昭６０−　ｌＨ８５３、特開昭８０−１８６８５４、
特開昭６０−１８６８５５、特開昭８０’−１８６１１
１５７、特開昭６〇−１８８１１１５８、特開昭６０−
１８６８８０、特開昭６０−１．８６８６１、特開昭８
０−１８８８８２、特開昭８０−１８８Ｈ３、特開昭Ｂ
Ｏ−１８６Ｈ４、特開昭６０−１８６８６５、特開昭６
０−１８６８８［１では、ポリマー微粒子を外添させて
いる。

特開昭６１−９９１６４では、研磨剤（ＳｉＣ，５ｉＮ
）を外添させたりして添加剤により現像ローラや感光体
へのフィルミングやキャリアへのスペントを抑制の効果
を発現させている。しかしこれら添加剤だけでは上記効
果はまだ十分でなく、やはりトナーの主成分であるポリ
マーの改良によって、フィルミングやスペントを回避す
ることが最善の方法と考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、感光体上、現像スリーブ上でトナー粒子を微
粉化することを抑制し、又、現像スリーブと感光体、現
像スリーブとブレード間での摩擦熱による現像スリーブ
、感光体へのフィルミングを抑制し、又、キャリアへの
スペント、ブレードへの固着を抑制し、上記抑制効果が
永続的に良好な複写画像を与える静電荷現像用トナーを
提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は、少なくとも
結着樹脂及び、着色剤からなるトナーにおいてトナー表
面構造組成比がＥＳＣＡでの測定値において、ポリプロ
ピレン成分が５％以上６０％以下であり、かつポリスチ
レン成分が１０％以上５０％以下であり、トナー表面で
のベースポリマーとポリプロピレンが形成する海島構造
において、ポリプロピレンの島状部分の最大直径が５０
００Å以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナ
ーである。

トナー表面の構造組成比を測定するために、ここではＸ
線電子分光法Ｅ　ＳＣＡ　（ＥｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃ
ｔｒｏｓｅｏｐｙ　ｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａ
ｌｙｓｉｓ）を使用した。この装置は有機化合物表面の
化学構造を定量的に観察する方法として最適な方法であ
り、近年よく用いられている表面分析手法である。ここ
で得られる情報は、種々な元素からのピークが結合エネ
ルギーの差によって得られ、測定値としてはブロードな
ピークが検出されるが、コンピューター処理により波形
分離が行われ、ある元素に起因するピークが多くの結合
状態のピークに分離される。したがってトナー表面のｃ
ｐｓを測定すれば、トナー表面組成が明らかとなり、こ
の値からポリプロピレンとポリスチレンのトナー表面へ
の配向量がわかる。測定法はトナーをガラス基板上に両
面テープで固定化しトナー表面をスパッタリングするこ
となく、そのまま測定を行った。又、ポリプロピレンの
島形状測定法としてはトナーを通常の透過型電子顕微鏡
（ＴＥＭ）で測定するときと同様に、約１０００人の厚
さにサンプリングした後、四酸化オスミウム溶液で６０
℃×３時間染色を行った。

得られたトナーサンプルをＴＥＭで観察し、島形状のポ
リプロピレンの長軸方向の最大直径を測定した。

トナー表面構造においてポリプロピレンの組成比が、５
％以下であると熱ローラーによる定着の際にオフセット
現象が発生したり、又、６０％以上であると現像スリー
ブや感光体表面にフィルミング現象が発現する。又、ポ
リプロピレンの島状部分の最大直径が５０００Å以上に
なると現像スリーブや感光体表面にフィルミングしてし
まう。

本発明において使用される結着樹脂を形成する単量体と
しては、スチレン、０−メチルスチレン、ｍ−メチルス
チレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、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−ローデシルスチレン、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のス
チレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチ
レン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル等のハ
ロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
酢酸ビニルなどのビニルエステル類、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、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル等のα−メチレン脂
肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル
等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン等のビニル
ケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等の
Ｎ−ビニル化合物等を例示することができる。これらの
単量体は、単独であるいは２種類以上のものを組み合わ
せて用いることができる。

又、重縮合型樹脂を形成するための単量体としては、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、ビスフェノールＡ１水素添加ビ
スフエノールＡ５ポリオキシエチレン化ビスフエノール
Ａ１ポリオキシプロピレン化ビスフエノールＡ５等の多
価アルコール、エチレンジアミン、テトラメチレンジア
ミンピペラジン等の多価アミン、そして、マレイン酸、
フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、アジピン酸、
マロン酸、又はこれらの酸無水物又は低級アルコールと
のエステル等を例示することができる。又ここに示され
る樹脂単量体に同等限定されるものではない。

又本発明トナー中には、着色剤、帯電制御剤等の添加剤
を用いることができ、これにはカーボンブラック、オイ
ルブラック、ニグロシン染料、含金属染料等の金属キレ
ート染料、アニリン染料、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　メチレンブルークロラ
イド、フタロシアニンブルー　ローズベンガル、その他
の染料、又は顔料が含まれる。

本発明におけるトナーの製造方法としては、例えばポリ
フェニレンエーテルとポリスチレンとアクリル樹脂、低
分子量ポリプロピレンの混合組成物とカーボンブラック
、帯電制御剤を混練して粉砕、分級して得られたトナー
を用いて、画像出しを行ったところ光導電性感光体上又
は現像スリーブ上には微粉化され付着したトナーは観察
されず、又、付着トナーが薄層化しフィルムが形成され
た状態も見られなかった。その結実現像スリーブ上には
、トナーが均一に単層化された状態となり、光導電性感
光体への現像は均一に行われるようになる。

［実施例］ 以下実施例によって、本発明を具体的に説明する。なお
、実施例に記載の各成分の量（部）は重量部である。

実施例１ スチレン／メタクリル酸ブチル −８／　２　　　　　　　　　　　　　　　６５部ポリ
エステル　　　　　　　　　　３０部ポリプロピレン　
　　　　　　　　　５部以上３種類のポリマー１００部
に対してジーｔｅｒｔ−ブチルーサリチル酸亜 鉛塩　　　　　　　　　　　　　　　４部カーボンブラ
ック　　　　　　　　　５部以上の物質をエクストルー
ダーによって混練した後粉砕、分級し、平均粒径１ｏμ
ｍのトナーを得た。

ＥＳＣＡで表面組成を測定したところポリプロピレンは
２６％、ポリスチレンは３５％であった。

又、ポリプロピレンの島状の最大直径は１８００人であ
った。

添付図面の第１図は本発明非磁性−成分系トナーを使用
した現像装置の一例の模式的断面図である。第１図に示
すように、トナータンク　７に内蔵されているトナー６
は、攪拌羽根（トナー補給補助部材）５によりスポンジ
ローラー（トナー補給補助部材）４に強制的に寄せられ
トナーはスポンジローラー４に供給される。そしてスポ
ンジローラー４に取り込まれたトナーは、スポンジロー
ラー４が矢印方向に回転することによりトナー搬送部材
２に運ばれ摩擦され、静電的或は物理的に吸着し、トナ
ー搬送部材２が矢印方向に強く回転し、スチール製弾性
ブレード（トナー層厚規制部材）３により均一なトナー
薄層が形成されるとともに摩擦帯電する。

その後、トナー搬送部材２と接触もしくは接近している
静電潜像担持体ｌの表面に運ばれ潜像が現像される。尚
、この発明のトナーに適した現像装置は上記のものに限
定されるものではない。

このトナーを第１図に示すような現像装置で画像出しを
行ったところ、良好な画像が得られ、その画像は１０万
枚のランニング後も変わらなかった。ランニング初期の
帯電量は−１２，８μｃ／ｇで、ランニング後は−１１
，７μｃ／ｇとほとんど変化しなかった。又、光導電性
感光体表面、又は現像スリーブ表面上にはトナーが付着
、溶融したフィルミングは見られなかった。

実施例２ スチレン　　　　　　　　　　　　６５部メタクリル酸
　　　　　　　　　　１０部ｎ−ブチルメタクリル酸　
　　　　２０部ポリプロピレン　　　　　　　　　　５
部以上３種類のポリマー１００部に対してジーｔｅｒｔ
−ブチルーサリチル酸亜 鉛塩　　　　　　　　　　　　　　　　４部カーボンブ
ラック　　　　　　　　　６部以上の物質をエクストル
ーダーによって混練した後粉砕、分級し、平均粒径１１
μｍのトナーを得た。ＥＳＣＡで表面組成を測定したと
ころポリプロピレンは２２％、ポリスチレンは３１％で
あった。又、ポリプロピレンの島状の最大直径は１６０
０人であった。

このトナーを第１図に示すような現像゛装置で画像出し
を行ったところ、良好な画像が得られその画像は８万枚
のランニング後も変わらなかった。ランニング初期の帯
電量は−９，２μｃ／ｇで、ランニング後は−９゜３μ
ｃ／ｇとほとんど変化しなかった。又、光導電性感光体
表面、又は現像スリーブ表面上にはトナーが付着、溶融
したフィルミングは見られなかった。

実施例３ スチレン　　　　　　　　　　　　４０部メタクリル酸
　　　　　　　　　　　５部ｎ−ブチルメタクリル酸　
　　　　４５部２−エチルヘキシルアクリル酸　　　５
部ポリプロピレン　　　　　　　　　　５部以上３種類
のポリマー１００部に対してジーｔｅｒｔ−ブチルーサ
リチル酸亜 鉛塩　　　　　　　　　　　　　　　　６部カーボンブ
ラック　　　　　　　　　１０部以上の物質をエクスト
ルーダーによって混練した後粉砕、分級し、平均粒径１
０μｍのトナーを得た。ＥＳＣＡで表面組成を測定した
ところポリプロピレンは２０％、ポリスチレンは３８％
であった。又、ポリプロピレンの島状の最大直径は１７
５０人であった。

このトナーを第１図に示すような現像装置で画像出しを
行ったところ、良好な画像が得られ、その画像は２０万
枚のランニング後も変わらなかった。ランニング初期の
帯電量は＝１３，７μｃ／ｇで、ランニング後は−１３
，５μｃ／ｇとほとんど変化しなかった。又、光導電性
感光体表面、又は現像スリーブ表面上にはトナーが付着
、溶融したフィルミングは見られなかった。

比較例１ 実施例１での配合比を用いてトナーを２本ロールで混練
し粉砕、分級した後、第１図に示すような現像装置にて
画像出しを行ったところ、良好な画像が得られなかった
。その画像は１万枚のランニング後は更に悪化した。ラ
ンニング初期の帯電量は−８，７μｃ／ｇで、ランニン
グ後は−２，３μｃ／ｇと約４μｃ／ｇも変化した。又
、光導電性感光体表面、又は現像スリーブ表面上にはト
ナーが付着、溶融したフィルミングが顕著に観察された
。

ＥＳＣＡでトナーの表面組成を測定したところポリプロ
ピレンは７０％、ポリスチレンは７％であった。又、ポ
リプロピレンの島状の最大直径は５６００人であった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のトナーは感光体へのフィ
ルミング、キャリアへのスペント、ブレードへの固着が
抑制され、永続的に良好な複写画像を形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のトナーを使用した現像装置の一例の
模式的断面図である。 ■・・・静電潜像担持体、２・・・トナー搬送部材、３
・・・弾性ブレード、４・・・スポンジローラー５・・
・攪拌羽根、６・・・トナー　７・・・トナータンク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも結着樹脂及び、着色剤からなるトナーに於て
   トナー表面構造組成比がＥＳＣＡでの測定値において、
   ポリプロピレン成分が５％以上６０％以下であり、かつ
   ポリスチレン成分が１０％以上５０％以下であり、トナ
   ー表面でのベースポリマーとポリプロピレンが形成する
   海島構造において、ポリプロピレンの島状部分の最大直
   径が５０００Å以下であることを特徴とする静電荷像現
   像用トナー。