JPH0350560A - 静電荷像現像トナー - 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〕 本発明は、例えば電子写真法、静電記録法、静電印刷法
等において潜像担持体（感光体）の表面に形戊された静
電潜像を現像するために用いられる静電荷像現像剤に関
するものである。

〔技術の背景〕

現在において、ある画像情報から可視画像を形成する方
法として、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等のよ
うに静電潜像を経由する方法が広く利用されている。

例えば電子写真法においては、光導電性材料よりなる感
光層を有する感光体に一様な静電荷が付与された後、画
像露光により感光体の表面に原稿に対応した静電荷潜像
が形成され、この静電荷潜像が現像剤により現像されて
トナー像が形成される。このトナー像は紙等の記録材に
転写された後、加熱或いは加圧等により定着されて複写
画像が形或される。一方、転写工程後の感光体は、除電
され、次いで転写されずに感光体上に残留したトナーが
クリーニングされた上次の複写画像の形戊に供される。

しかして、画像濃度が高くてかぶりのない良好な複写画
像を多数回にわたり安定に形戊するためには、トナーの
摩擦帯電電荷が常に適正な範囲内にあることが要求され
、そのためにはトナー物質による帯電摩擦体（例えば、
キャリア、ドクターブレード）の汚染或いは現像剤搬送
担体の汚染、更に電位形戒を保証するには感光体へのト
ナー物質汚染を効果的に防止することが肝要である。

転写残トナーのクリーニング法としては、クリニング効
率、耐久性の面からブレードクリー二冫グが好ましい。

しかし、残留するトナーが微粒になるほど、付着力が比
例的に大きくなり、ブレードで掻取れなくなる、所謂ク
リーニング不良が発生しやすい。従ってトナーとしては
優れたクリニング性を有することが必要とされる。

又、トナーの定着法としては、熱効率が高くて高速定着
が可能である観点から、加熱ローラ定着法が好ましい。

しかし、加熱ローラ定着法においでは、オフセット現象
すなわち定着時に像を構或するトナーの一部が加熱ロー
ラの表面に転移し、これが次に送られて来る記録材に再
転移して画像を汚すという現象が発生しやすい。従って
、トナーとしては優れた非転着性を有することが必要で
ある。

又、連続的に画像を形成する場合には、記録材へ熱が相
当に奪われ、加熱ローラの温度が低下しトナー熔融粘度
が高くなり、その結果加熱ローラの表面に記録材が巻付
いてしまう現象（巻付き現象）が発生しやすい。従って
、トナーとしては優れた離型性（非融着性）を有するこ
とが必要である。

そういう要望、特に定着非転着性、離型性の要望から従
来、架橋型ポリエステル（特開昭５７−３７３５３号）
を用い、更に低分子量ポリプロピレン（以下ｒ　ＰＰＪ
と略す）（特開昭４９−６５２３１号）を内添する技術
が開示されている。しかしながら、複写スピードの高速
化、消費電力の低減の流れにおいてより低温で良好な定
着非転着性、離型性をもつトナーが望まれているのが現
状である。その要望に対しては、従来からパラフィンワ
ックスが挙げられていた。

パラフィンワックスは、ポリエチレン、ポリグロビレン
等の低分子量ポリオレフィン或いはグラフトボリオレフ
ィン（特開昭６０−２２８６４号）に比べ、更に低分子
量であり、低熔融粘度を有する。それ故非融着性がよく
優れた離型性、定着強度を示す。

しかしながら（１）針人度が大きく軟質である、（２）
トナー樹脂とその中に混在するワックス粒子との界面接
着力が弱くてトナーからワックスが離脱し易く、クリー
ニング特にブレードクリーニングにおいてクリーニング
不良を起し易い。この欠点は軟質な有機感光層を有する
感光体において顕著である。

又自己凝集性及びトナー収納、搬送部材面との付着力も
大きく各所に空洞殼を形戊し、トナーの均質供給を損う
ことが多い。

更に帯電摩擦部材や感光体への７ィルミングをおこしや
すく、その結果、画像濃度の低下、べた黒部分の“掃き
目”を生じ易い。

この欠点は、特開昭５０−２８８４０号に提案された酸
化バラフィンを加えることによって、トナー樹脂との界
面接着力が高まり回避することができるが依然として硬
度が不足し充分な解決には到っていない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は少くとも、 （１）良好な離型性、クリーニング性及び充分な定着強
度を有し、 （２）自己凝集性が少く、良好な流動性を有し空洞殼を
形或することのない、 （３）帯電摩擦体、感光体への７イルミングを起さず、
高い画像濃度を与え、かつべた黒部に掃き目を生ずるこ
とのない 静電荷像現トナーを提供することにある。

〔発明のＩｉｌＩ戊及び作用効果〕

前記本発明の目的は、カルポン酸又はその酸無水物で変
性したパラフィンワックス（酸ｉ性ｐｗト表す）を含有
してなることを特徴とする静電荷像現像用によって達成
される。

本発明の酸変性ＰＷがこのような良好な特性を示すのは
詳しくはわかってはいないが次のような理由であると考
えられる。

カルポン酸又はその酸無水物をグラフ｝・シているので
、通常の酸化タイプのものよりも、分子鎖間の凝集力が
大きくそれ故固体状態の硬度が飛躍的に向上すると考え
られる。又、バインダ樹脂の極性基（たとえばカルポニ
ル基）との相互作用が強く、その結果ワックスドメイン
が応力をうけた時に離脱しにくいと考えられる。

又、通常は酸変性すると加熱熔融時の粘度も上昇し、定
着時の離型性が悪化するのであるがーバラ７インは、低
分子量ポリエチレンよりも分子量が低いので、この点で
も有利である。

酸変性を施すパラフィンワックスとしては天然パラフィ
ンワックス、合戊パラフィンワックス、マイクロクリス
タリンワックス等何でも使用できる。その中でも特に、
石炭から７ィッシャー・トロプシュ法にて合成石油を製
造する際に副生ずるフィッシャー・トロプシュワックス
が高硬度であるという理由で好ましい。

カルボン酸もしくはその酸無水物としては、アクリル酸
、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、
イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等があげ
られる。その中でもマレイン酸、及び無水マレイン酸が
反応性の点で好ましい。

以上のパラフィンワックスとカルボン酸モしくはその酸
無水物とを用い、通常の方法及び条件に従ってグラフト
重合を行なうことによって酸変性ＰＷを得ることができ
る。具体的には、例えばオゾン化されたポリオレフイン
に不飽和カルボン酸ヲ反応させる方法、放射線を利用し
てグラ７ト化を行なわせる方法、ラジカル触媒を用いて
グラフト化を行なわせる方法等を利用することができる
。

その中でも、ラジカル触媒を用いてグラフト化を行なわ
せる方法が好ましい。

ラジカル触媒としては、ジーｔ−プチルバーオキサイド
、過酸化ベンゾイル、ジクミルバーオキサイド等があげ
られる。

酸変性ＰＷの酸価は、硬度、トナー樹脂との界面接着力
、熔融粘度の点で１〜２００が好ましい。数平均分子量
は、硬度、熔融粘度の点で２００〜ｌ５００が好ましい
。

ここで酸価とは試料１ｇ中に含まれる酸を中和するｔ；
めに必要な水酸化カリウムのミリグラム数をいう。又、
数平均分子量は蒸気浸透圧法によって測定される。

上記硬度は針大度測定（　ＪＩＳ　Ｋ２５３０−Ｉ９６
０）で判断できるが、その針大度は２以下が好ましく特
に好ましくは１未満である。一方熔融粘度はプルソク７
イールド粘度計で測定され１２０°Ｃのときの値が１−
１００ｃｐが離型性の点で好ましい。又、軟化点は離型
性の点で７０−１３０’ｏが好ましい。これら酸変性Ｐ
Ｗの配合割合は、トナー樹脂ｌｏｏに対して０．１〜２
０ｗｔ／ｖｔが好ましい。

トナー構成要素として本発明の他のトナー樹脂、着色剤
、荷電制御剤、磁性体があるがこれらは通常公知のもの
が使える。

本発明のトナーを構或する樹脂としては、スチレン等の
スチレン系単量体と、プチルアクリレート等のアクリル
酸エステル類単量体及び／又はメチルメタクリレート等
のメタクリル酸エステル類単量体との共重合により得ら
れるスチレンーアクリル系共重合体樹脂、ポリエステル
樹脂、ボリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ボリウレア
樹脂等を用いることができる。

着色剤としては、例えばカーボンブラック、クロムイエ
ロー　デュポンオイノレレット、キノリンイエロー　７
タ口シアニンブルー　マラヵイトグリーンオクサレート
、ランプブラック等を挙げることができる。これらの着
色剤の含有割合は、通常、前記非線状ポリエステル１０
０に対して１〜２ｏｗｔ／ｗｔ程度である。

荷電制御剤としては、例えば金属錯体系染料、ニグロシ
ン系染料、アンモニウム系化合物等を挙げることができ
る。

磁性体としては、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、
クロムなどの金属、マグネタイト、ヘマタイト、各種７
エライト、マンガン合金、その他の強磁性合金などがあ
り、これらを平均粒径約０．０５〜５μｍ（より好まし
くは０．１〜２μ０）の微粉末としたものが使用できる
。磁性現像粉中に含有させる磁性微粒子の量は、磁性現
像粉総重量の１５〜７０ｗｔ％（より好ましくは２５〜
４５ｗｔ％）が良い。

又、本発明で使用するトナーには、無機微粒子、有機微
粒子を流動性向上の目的で外添してもよい。

その時の添加量は０．１〜５ｗｔ％（対トナー）である
。無機微粒子としてはシリヵ、酸化チタン、チタン酸ス
トロンチウム、酸化銅等があげられ、有機微粒子として
はポリメチルチタクリレート、シリコーン樹脂、弗素樹
脂等のポリマーがあげられる。

本発明の場合、キャリアとしては、磁性体粒子の表面を
樹脂により被覆してなる樹脂被覆キャリア等を用いるこ
とができる。

キャリアを構成する磁性体粒子としては、磁場によって
その方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フエライト、
マグネタイトをはじめとする鉄、ニッケル、コバルト等
の強磁性を示す金属もしくは合金又はこれらの元素を含
む化合物等よりなる粒子を用いることができる。

本発明において好適に用いることができるものとしてフ
エライトを挙げることができる。７エライトは酸化物で
あるため、その比重が鉄やニッケル等の金属より小さく
て軽量であり、そのため現像剤の耐久性が良好である。

樹脂被覆キャリアの被覆用樹脂としては、スチレンーア
クリル共重合体、シリコーン樹脂、弗素樹脂等があげら
れる。

本発明に係るトナーの製造法としては、特に限定されな
いが、例えば以下の製造法を適用することができる。

上記特定のポリエステルと、酸変性ＰＪと、その他必要
に応じて添加されるトナー或分とを混合し、これを熔融
混練し、次いで冷却し、その後粉砕し、更に分級して、
所定の平均粒径を有するトナーを得る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明が
これらの実施例に限定されるものではない。

〈酸変性ｐｗの製造〉 （酸変性ＰＷの製造法）・・・酸変性ｐｗ−　ｔパラフ
ィンＮｏ．１　；　８１４ｗｔと無水マレイン酸２２１
　ｔとをキシレン溶剤１５００ｗｔに加温溶解分散させ
た後、触媒としてジクミルパーオキサイド４０ｖｔを添
加して昇温、溶剤沸点温度にて４時間反応させマレイン
化バラフィン（酸変性ＰＷ−１）を得た。

同様にしてえられた本発明に係る酸変性ＰＷ及び比較品
の特性を表１に掲げた。

次に表２のポリエステル、前記酸変性ＰＷ及びその他の
添加剤を用いて表３の如く実施例トナー及びこれに対す
る比較例トナーを作或し、更にキャリアを加え表４に示
す実施例及び比較例現像剤を調合し、特性評価を行った
。

くキャリアＡの製造〉 スチレンとメチルメタクリレートとの単量体組戊比が４
：６でＭｖｌ２００００のコポリマ−１５ｇをメチルエ
チルケトン３００−に溶解し被覆液を調整した。

この被覆液により球状フエライトＦ　−１５０　（日本
鉄粉）をスピラコータを用いて被覆し平均膜厚約ｌμｍ
のキャリアを製造した。このキャリアに更にアクリル酸
−１．１．３−トリヒド口パーフルオロプロビルとアク
リル酸−１．１−ジヒドロパー７ルオロプロビルとの共
重合体１２ｇをアセトン５００ｍ（２に溶解した被覆液
を用いてスピラコー夕で被覆し、合計の平均膜厚約２μ
ｍのキャリアを製造した。

〈トナーの製造〉 実施例 表３に示すトナー材料（バインダ樹脂、離型剤、カーポ
ンブラック）を、Ｖ型ブレンダにより混合した後、二本
ロールにより熔融混練し、その後冷却し、次いでハンマ
ーミルにより粗粉砕し、更にジェットミルにより微粉砕
し、次いで風カ分級機により分級して、平均粒径が１１
．０μ翼のトナー１〜５を製造し、更に外添剤（シリヵ
微粒子）を混合し仕上げた。

比較例 表３に示すトナー材料を用い、上記実施例と同様にして
比較用トナー（１）〜（３）を製造した。

く現像剤の調合〉 前記の各トナー４６．８ｇに対し、前記キャリアＡ７３
３．２ｇを混合し、二戊分現像剤を調合した。

前記現像剤による特性を下記の通り評価し、そ〈定着特
性評価〉 ■．先端べた黒巻つき発生温度 Ｕ　−Ｂｉｘｌ５５０　（コニカ（株）製）を用いて、
先端自ぬけなしのべた黒未定着画像を作或した。なおこ
の時のトナー付着量はＩ−Ｏｔｒｇ／ｃｍ”となるよう
にコントロールした。

次に、この試料をＵ−Ｂｉｘｌ５５０の定着ユニットを
用いて上ローラ設定温度を２　２　０　’Ｏから５゜Ｃ
毎に低下させながら通紙してゆき、上ローラに巻きつき
始めた温度を　「先端ぺた黒巻きつき発生温度」とした
。この温度が低いほど性能が良いことを表す．尚、下ロ
ーラ温度は上ローラ温度−２０’Ｏとなるようにコント
ロールした。

２．ホットオフセット発生温度 Ｕ　−Ｂｉｘｌ５５０　（　：７−１−ヵ（株）製）を
用イテ、１０ｍａ＋Ｘ１０＋ａｍのべた黒未定着画像を
作威した。なおこの時のトナー付着量は１．０＋ａｇ／
ｃ＋＊”となるようにコントロールした。

次にこの試料をＵ−Ｂｉｘｌ５５０の定着ユニットを用
いて上ローラ設定温度を１　９　０　”Ｏから５℃毎に
あげながら通紙してゆきホットオフセットが発生し始め
た温度を「ホット才７セット発生温度」とした。

この温度が高いほど性能が良いことを表す。

尚、下ローラ温度は、上ローラ温度−２０°Ｃとなるよ
うにコントロールした。

３．最低定着温度 前記と同様、１０ｍｍＸ　１０＋ｕ＋上にトナー１．０
ｍｇ／ｃｍ”のせたべた黒未定着試料をＵ−Ｂｉｘｌ５
５０の定着ユニットを用い、上ローラ設定温度１００〜
２　２　０　’Ｏで定着した。この定着試料をＵ−Ｂｉ
ｘ用ベーパ５５ｋｇ紙をつけた堅牢度試験機で往復ＩＯ
回擦り、擦る前後の反射濃度比（％）が１００％の時の
温度で最低定着温度を定めた。

く実写テスト〉 前記それぞれの現像剤について、電子写真複写機ｒ　Ｕ
　−Ｂｉｘｌ５５０Ｊ　　（コニカ（株））を用いて高
温高湿（３３℃，　ＲＨ８０％）下で実機性能評価をお
こなっプこ。

ｌ．クリーニング性 ｉｏｏｏｏコピー後に、感光体上のクリーニング残留ト
ナーと画像上のクリーニング不良による汚れを目視観察
した。判定は下表のようにした。

２．画像濃度 複写画像におけるべた黒部分（原稿濃度が１．３のとこ
ろに対応する部分）の反射濃度を「デンシトメータ」　
（コニカ（株）製）を用いて測定し「画像濃度」を求め
た。

３．掃き目 １枚毎の間欠コピーモードでＡ４紙１万枚のコピーを行
い、１枚Ｃ後の掃き目を目視判定した。

４．静嵩密度（　ｇ／ｃｃ） １万Ｃ終了後のクリーナ内トナーの流動性を評価するた
めにこのトナーの靜嵩密度を測定した。

測定法は下のとおりである。

内径２８＋ｗ％容積１００ｃｃのグラスチック製容器に
上から１００ｍｅｓｈの篩を通してトナーを疎充填し、
その重量を測って「静嵩密度（ｇ／ｃｃ）Ｊ　とした。

用いた装置はセイシン企業製タッグデンサＫＹＴ−２０
０ＯＲである。

この値は、トナーをリサイクルする場合、回収容器へ搬
送する場合の流動性に関係する重要なパラメータである
。

〔発明の効果〕

表４の結果のとおり、本発明の現像剤は、良好な定着特
性（先端べた黒巻きつき防止、耐オフセット性、低温定
着性）、現像性、転写性、流動性、クリーニング性がよ
く、又掃き目故障が起らない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルボン酸又はその酸無水物で変性したパラフィンワッ
   クスを含有してなることを特徴とする静電荷像現像トナ
   ー。