JPH0777834A - 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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JPH0777834A
JPH0777834A JP5246057A JP24605793A JPH0777834A JP H0777834 A JPH0777834 A JP H0777834A JP 5246057 A JP5246057 A JP 5246057A JP 24605793 A JP24605793 A JP 24605793A JP H0777834 A JPH0777834 A JP H0777834A
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toner
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JP5246057A
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Yasuhisa Akashi
恭尚 明石
Yuji Mikuriya
裕司 御厨
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リサイクル系において、長期間、多数枚にわ
たる複写においても、終始高い反射画像濃度を維持し、
優れた画質を有し、カブリ及びトナー飛散の発生も起こ
らない複写画像が得られる静電荷像現像用トナーを提供
することにある。 【構成】 少なくともバインダー樹脂、離型剤及び着色
剤を含有し、バインダー樹脂のゲルパーミエーションク
ロマトグラフィにより測定される分子量分布において、
分子量2,000〜50,000の領域に少なくとも1
つのピークを有し、かつ、分子量52,000以上の領
域に少なくとも1つのピーク又は肩を有し、該離型剤
は、ポリプロピレン及びアミドワックスを含有すること
を特徴とする静電荷像現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電印刷
法、静電記録法などに用いられる静電荷像現像用トナー
に関し、特に現像・転写後、潜像担持体上に残存した未
転写トナーをクリーニング工程により回収し、再使用せ
しめる、という系を利用した画像形成方法に用いられる
静電荷像現像用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては米国特許第
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報及び特公昭43−24748号公報等に記載され
ている。一般には光導電性物質を利用し、種々の手段に
より感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をト
ナーを用いて現像し、必要に応じて紙の如き転写材にト
ナー画像を転写した後、加熱、加圧、加熱加圧、或いは
溶剤蒸気により定着し、複写物を得るものである。
【0003】上述の最終工程であるトナー像を紙の如き
シートに定着する工程に関して、種々の方法や装置が開
発されている。現在最も一般的な方法は熱ローラーによ
る圧着加熱方式である。
【0004】加熱ローラーによる圧着加熱方式はトナー
に対し離型性を有する材料で表面を形成した熱ローラー
の表面に被定着シート上のトナー像面を加圧下で接触し
ながら通過せしめることにより定着を行うものである。
この方法は熱ローラーの表面と被定着シート上のトナー
像とが加圧下で接触するため、トナー像を被定着シート
上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定
着を行うことができ、高速電子写真複写機において非常
に有効である。しかしながら上記方法では、熱ローラー
表面とトナー像とが溶融状態で加圧下で接触するため
に、トナー像の一部が定着ローラー表面に付着し転移
し、次の被定着シートにこれが再転移してオフセット現
象を生じ、被定着シートを汚すことがある。熱定着ロー
ラー表面に対してトナーが付着しないようにすることは
熱ローラー定着方式の重要な条件の1つとされている。
【0005】従来、定着ローラー表面にトナーを付着さ
せない目的で、例えばローラー表面をトナーに対して離
型性の優れた材料、シリコンゴムや弗素系樹脂などで形
成し、さらにその表面にオフセット防止及びローラー表
面の疲労を防止するためにシリコンオイルの如き離型性
の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが行わ
れている。しかしながら、この方法はトナーのオフセッ
トを防止する点では極めて有効であるが、オフセット防
止用液体を供給するために装置が必要なため、定着装置
が複雑になる等の問題点を有している。
【0006】さらに、該装置の影響により、シリコンオ
イルなどが熱により蒸発し、機内を汚染する場合があ
る。そこでシリコンオイルの供給装置などを用いない
で、かわりにトナー中から加熱時にオフセット防止液体
を供給しようという考えから、トナー中に低分子量ポリ
エチレン、低分子量ポリプロピレンなどの離型剤を添加
する方法が提案されている。充分な効果を出すために多
量にこのような添加剤を加えると、感光体へのフィルミ
ングやキャリアやスリーブなどのトナー担持体の表面を
汚染し、画像が劣化し実用上問題となる。そこで画像を
劣化させない程度に少量の離型剤をトナー中に添加し、
若干の離型性オイルの供給もしくはオフセットしたトナ
ーを、巻きとり式の例えばウェブの如き部材を用いた装
置でクリーニングする装置を併用することが行われてい
る。
【0007】さらに、トナー中に離型剤としてワックス
を含有させることも知られている。例えば、特開昭52
−3304号公報、特開昭52−3305号公報、特開
昭57−52574号公報等の技術が開示されている。
【0008】また、特開平3−50559号公報、特開
平2−79860号公報、特開平1−109359号公
報、特開昭62−14166号公報、特開昭61−27
3554号公報、特開昭61−94062号公報、特開
昭61−138259号公報、特開昭60−25236
1号公報、特開昭60−252360号公報、特開昭6
0−217366号公報などにワックス類を含有させる
技術が開示されている。
【0009】ワックス類は、トナーの低温時や高温時の
耐オフセット性の向上や、低温時の定着性の向上のため
に用いられている。
【0010】しかしながら、高温オフセットは優れてい
るが低温定着性が今一歩であったり、低温オフセットや
低温定着性には優れているが耐高温オフセット性にやや
劣ったり、低温時と高温時の耐オフセット性が両立でき
なかったりしていた。
【0011】そこで、他の方法としてバインダー樹脂に
改良を加える工夫もいろいろと試みられている。
【0012】例えば、オフセット防止のために、トナー
中のバインダー樹脂のガラス転移温度(Tg)や分子量
を高め、トナーの溶融粘弾性を向上させる方法も知られ
ている。しかしながら、このような方法で、オフセット
現象を改善した場合、定着性が不十分となり、高速複写
機や省エネルギー化において要求される低温度下での定
着性(すなわち低温定着性)が劣るという問題が生じ
る。
【0013】一方、トナーの定着性を改良するには、溶
融時におけるトナーの粘度を低下させ、定着基材との接
着面積を大きくする必要がある。このため、使用するバ
インダー樹脂のTgや分子量を低くすることが要求され
る。
【0014】低温定着性とオフセット防止性とは相反す
る一面を有することから、これらの機能を同時に満足す
るトナーの開発は非常に困難なことである。
【0015】これらの問題を解消するために、例えば特
公昭51−23354号公報には架橋剤と分子量調整剤
を加え、適度に架橋されたビニル系重合体からなるトナ
ーが提案され、特公昭55−6805号公報には、α,
β−不飽和エチレン系単量体を構成単位とした重量平均
分子量と数平均分子量との比が3.5〜40となるよう
に分子量分布を広くしたトナーが提案されている。さら
にはビニル系重合体において、Tg、分子量、ゲルコン
テントなどを規定したブレンド系樹脂を使用したトナー
が提案されている。
【0016】確かに、これらの提案によるトナーは分子
量分布の狭い単一の樹脂からなるトナーに比べて、定着
下限温度(定着可能な最も低い温度)とオフセット温度
(オフセットが発生しはじめる温度)の間の定着可能温
度範囲は広がるものの、十分なオフセット防止性能を付
与した場合には、その定着温度を十分低くすることが困
難である。反対に低温定着性を重視するとオフセット防
止性能が不充分となるという問題が存在した。
【0017】例えば、特開昭56−158340号公報
に、低分子量重合体と高分子量重合体とよりなるトナー
が提案されている。このバインダー樹脂は、実際には架
橋成分を含有させることが難しいため、高性能に耐オフ
セット性を向上させるためには、高分子量重合体の分子
量を大きくするか、高分子量重合体の比率を増す必要が
ある。この方向は、樹脂組成物の粉砕性を著しく低下さ
せる方向であり、実用上満足するものは得られにくい。
さらに低分子量重合体と架橋した重合体とをブレンドし
たトナーに関し、特開昭58−86558号公報に、低
分子量重合体と不溶不融性高分子量重合体を主要樹脂成
分とするトナーが提案されている。その方法に従えば、
トナーの定着性、樹脂組成物の粉砕性の改良は行われる
と思われる。しかしながら、低分子量重合体の重量平均
分子量/数平均分子量(Mw/Mn)が3.5以下と小
さいこと、及び不溶不融性高分子量重合体が40〜90
wt%と大きいことにより、トナーの耐オフセット性と
樹脂組成物の粉砕性を共に高性能で満足することが難し
い。実際上はオフセット防止用液体の供給装置をもつ定
着器でなければ、定着性、耐オフセット性を充分満足す
るトナーを生成することは極めて困難である。さらに不
溶不融性高分子量重合体が多くなると、トナー作成時の
熱混練で、溶融粘度が非常に高くなるため、通常よりは
るかに高温で熱混練する必要があり、その結果、添加剤
の熱分解によるトナー特性の低下という問題を有してい
る。
【0018】特開昭60−166958号公報に、数平
均分子量500〜1,500である低分子量のα−メチ
ルスチレン重合体の存在下で重合して得られる樹脂組成
物からなるトナーが提案されている。
【0019】特に、該公報では数平均分子量(Mn)が
9,000〜30,000の範囲が好ましいとある。耐
オフセット性を向上させるため、Mnを大きくしていく
と、定着性およびトナー製造時の粉砕性が実用上問題と
なる。故に高性能に耐オフセット性と樹脂組成物の粉砕
性を満足することは難しい。このようにトナー製造時に
おける粉砕性の悪いトナーは、トナー製造時の生産効率
が低下する他、トナー特性として粗いトナーが混入しや
すいため、飛びちった画像となる場合があり、好ましく
ない。
【0020】特開昭56−16144号公報に、GPC
による分子量分布において、分子量103 〜8×104
及び分子量105 〜2×106 のそれぞれの領域に少な
くとも1つの極大値をもつ結着樹脂成分を含有するトナ
ーが提案されている。この場合、結着樹脂成分の粉砕
性、トナーの耐オフセット性、定着性、感光体へのフィ
ルミングや融着防止、現像特性がすぐれている。さらに
トナーにおける耐オフセット性及び定着性の向上が要望
されている。特に定着性をさらに向上させて、他の種々
の性能を保つかあるいは向上させつつ、今日の厳しい要
求に対応するのは、該樹脂ではむずかしい。
【0021】このようにトナーの定着に関わる性能(低
温定着性とオフセット防止性)およびトナー製造時の粉
砕性を共に高性能で実現することは極めて困難である。
特にトナー製造時における粉砕性は、複写画像の高品位
化、高解像化、細線の高再現性の要望により、トナーの
粒径を小さくしていく今日の方向に重要な因子である。
粉砕工程は非常に大きなエネルギーを要するため粉砕性
の向上は省エネルギーの面からも重要である。粉砕装置
内壁へのトナーの融着現象も定着性能の良いトナーに発
生しやすく、そのため粉砕効率を悪くする場合がある。
【0022】複写工程において、転写後の感光体上に残
ったトナーをクリーニングする工程がある。今日、装置
の小型化、軽量化、信頼性の面から、ブレードによるク
リーニング(ブレードクリーニング)が一般的になって
いる。感光体の高寿命化と感光体ドラムの小径化および
システムの高速化に伴い、トナーに要求される感光体に
対する耐融着、耐フィルミング性が厳しくなっている。
特に最近実用化されてきたアモルファスシリコン感光体
は非常に高耐久性であり、またOPC(有機感光体)も
寿命が延びてきており、そのためトナーに要求される諸
性能は高度になってきている。
【0023】装置の小型化はせまい所に各要素をうまく
納めていくことをしなければならない。そのため冷却用
の空気の流れる空間が少なくなる上、定着器や露光系の
発熱源がトナーホッパーやクリーナーと非常に接近する
ため、トナーは高温雰囲気にさらされる。そのため、さ
らに優れた耐ブロッキング性を有するトナーでないと実
用化できなくなってきている。
【0024】以上述べてきた諸問題を改良する方法とし
て、本願出願人は特開昭63−223662号公報にお
いて、低分子量樹脂を懸濁重合中に添加した特殊な樹脂
を開示したが、この方法によっても、A4サイズの用紙
で毎分50枚以上の高速機では、まだ充分な定着性を得
ることがなく、さらに定着ローラーに当接したクリーニ
ング部材からのトナーの流出により定着画像を汚しやす
いという問題点が見い出された。
【0025】毎分50枚を超えるような高速機では、1
枚当りのオフセット量が極めて微量であっても通紙枚数
が膨大な量であるために、定着ローラーへのオフセット
物の量は相当な量となり、定着器の故障の原因となる。
この微量のオフセット物を取り除くために、シリコーン
ゴム製のクリーニングローラーやウエッブの如き定着用
クリーニング部材が定着ローラーに当接して取り付けら
れている。従来のトナー用バインダー樹脂は主として低
温定着性とオフセット防止性とを目標として設計されて
おり、200℃を超えるような高温まで高い溶融粘度を
維持するようには設計されていない。したがって、定着
用クリーニング部材に付着したトナー物質は、定着ロー
ラーの設定温度で長い時間存在するので溶融粘度が低下
し、さらに複写機のスイッチ投入時の定着ローラー設定
温度以上に定着ローラー温度がオーバーシュートする場
合、定着ローラーは200℃を超える温度になり、付着
トナーの溶融粘度が著しく低下し、定着ローラーに再度
転移し、転写材の汚れを生じるようになる。
【0026】特開平1−172843号公報、及び同1
−172844号公報には、分子量分布において3×1
3 〜5×103 、及び1.5×105 〜2.0×10
6 にピークを有し、1.5×105 〜2.0×106
領域のピーク面積が40〜60%であるか、あるいはゲ
ル分含有量1〜10%であるトナーが提案されている。
確かに中低速機においては良好であるが、高速機におけ
る耐オフセット性、定着性には十分に対応しきれない。
【0027】さらに、転写工程において、感光体(潜像
担持体)上のトナーはすべて転写されることはなく、1
0〜20重量パーセント程度は感光体上に残存する。こ
のように感光体上に残ったトナー(未転写トナー)は、
クリーニング工程により回収され、いわゆる廃トナーと
して系外へ排出され、再度使用することができなかっ
た。
【0028】しかし、近年、複写機の需要が増加し、コ
ピーボリュームの大きな機械、すなわち高速複写機の需
要がさらに大きくなりつつある。こういった高速複写機
においては廃トナーが大量に発生するため、廃棄物(廃
プラスチック)として処理した場合、環境汚染を招く恐
れがある。このため、最近、該廃トナーを再使用する検
討、すなわち、トナーのリユースに対する検討が広く行
なわれつつある。該廃トナーを再使用することが可能に
なれば、トナーの有効利用ができるとともに、機内のス
ペースを簡略化することができ、機械のコンパクト化が
可能になるというメリットも考えられる。
【0029】しかし、これまで廃トナーを再度現像工程
に使用した場合、反射画像濃度の低下、地カブリや反転
カブリの悪化、トナー飛散の発生等の悪影響があった。
【0030】このようなリユース系に適用されるトナー
の特性としては、先に述べたような性能、すなわち、現
像性、低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッキング
性、耐フィルミング性、粉砕性等の他に、メカニカルス
トレスに強く、耐久性に優れていることや、廃トナーの
現像工程への搬送性に優れていることといった特性も要
求されてくる。
【0031】これらの要求に対して、これまで色々のト
ナーが考案されてきた。例えば、特開昭63−2201
72号では、非線状ポリエステルをバインダー樹脂に用
い、これと低分子量のポリオレフィンを含有せしめたト
ナーが、また特開平1−214874号では、脂肪族ジ
オールを含む特定のポリエステル樹脂を結着樹脂に用い
たトナーが、さらには特開平2−110572号におい
ては、金属架橋されたスチレン−アクリル共重合体を結
着樹脂に用い、これと多量のポリオレフィンを加えたト
ナーが考案されているが、いずれの発明でも、トナーの
構成自体の新規性に乏しく、むしろ耐ブロッキング性の
悪化等の弊害を生じる可能性が高いものであった。
【0032】以上述べてきたように、トナーに対して要
求される性能は互いに相反的であることが多く、さらに
廃トナーをリユースした場合においても、これらを共に
満足することが近年ますます望まれている。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決した静電荷像現像用トナー、特にト
ナーを再利用するリサイクル系にも適合し得る静電荷像
現像用トナーを提供するものである。
【0034】以下に本発明の目的を列挙する。
【0035】本発明の目的は、オイルを塗布しない熱ロ
ール定着方式に適したトナーを提供することにある。
【0036】本発明の目的は、低い温度で定着し得、且
つ耐オフセット性の優れたトナーを提供することにあ
る。
【0037】本発明の目的は、低い温度で定着し、感光
体への融着,フィルミングが高速システムにおいても、
また長期間の使用でも発生しないトナーを提供すること
にある。
【0038】本発明の目的は、低い温度で定着し、且つ
耐ブロッキング性が優れ、特に小型機の中の高温雰囲気
中でも充分使い得るトナーを提供することにある。
【0039】本発明の目的は、低い温度で定着し、且つ
トナーの製造時における粉砕工程において、装置の内壁
への粉砕物の融着が発生せず、効率良く連続で生産でき
るトナーを提供することにある。
【0040】本発明の目的は、耐オフセット性が優れ、
且つ粉砕性に優れ、生産効率が良いトナーを提供するこ
とにある。
【0041】本発明の目的は、ブレードを用いたクリー
ニング方式に適したトナーを提供することにある。
【0042】本発明の目的は、粉砕性に優れ粗粉などの
発生が少なく、そのため画像のまわりの飛び散りが少な
く、安定した良好な現像画像を形成し得るトナーを提供
することにある。
【0043】本発明の目的は、連続コピーあるいは未転
写トナーのリサイクルを行なった場合でも、機械的なダ
メージを受けることがなく、終始鮮鋭な画像を得ること
ができるトナーを提供することにある。
【0044】本発明の目的は、リサイクル系において、
終始、高い反射画像濃度を維持し、且つ、地カブリやト
ナー飛散の発生を防止し得るトナーを提供することにあ
る。
【0045】
【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するための本発明の要旨は、潜像担持体上の潜像を現像
してトナー像を形成し、形成したトナー像を潜像担持体
から転写材へ転写し、転写後の潜像担持体をクリーニン
グして潜像担持体上のトナーを回収し、回収したトナー
を現像部側に供給して現像工程に使用する画像形成方法
に用いられる静電荷像現像用トナーであって、第1に、
少なくともバインダー樹脂、離型剤及び着色剤を含有
し、該バインダー樹脂のゲルパーミエーションクロマト
グラフィ(GPC)により測定される分子量分布におい
て、分子量2,000〜50,000の領域に少なくと
も1つのピークを有し、かつ、分子量52,000以上
の領域に少なくとも1つのピーク又は肩を有し、該離型
剤は、ポリプロピレン及びアミドワックスを含有するこ
とを特徴とする静電荷像現像用トナーにあり、第2に、
少なくともバインダー樹脂、離型剤及び着色剤を含有
し、該バインダー樹脂のゲルパーミエーションクロマト
グラフィ(GPC)により測定される分子量分布におい
て、分子量2,000〜50,000の領域に少なくと
も1つのピークを有し、かつ、分子量100,000以
上の領域に少なくとも1つのピーク又は肩を有し、該離
型剤は、少なくともポリプロピレンを含有し、さらにポ
リエチレン或いは炭化水素系ワックスのうちのいずれか
を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナーにあ
る。
【0046】本発明について以下に詳細に説明する。
【0047】高速複写機の需要は、最近ますます増加し
つつあり、それに伴ってユーザーの要求も多種多様にな
ってきている。このため、さらに高速の複写機によって
常に良好な画像性を保ちつつ、コピーボリュームを増や
そうという試みがなされている。このように、コピーボ
リュームを増やすことによって、消費するトナーの量も
増大し、これに伴い未転写トナー、すなわち廃トナーの
量も増大する。これまで、この未転写トナーは、クリー
ニングブレード等でかき落された後、クリーナーへ送ら
れて、さらに系外に排出され、再使用することができな
かった。この理由は、廃トナーを再利用した場合、反射
画像濃度の低下、地カブリ及び反転カブリの悪化、トナ
ー飛散の発生等の弊害があったからである。
【0048】そこで本発明者らは、これらの弊害が発生
する原因を調べるため、複写スタート時から随時現像ス
リーブ上のトナーを採集し、種々の検討を行った。その
結果、上述の弊害が出始める前後で、トナーの形状に変
化が見られた。
【0049】すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM)を
用いて観察したところ、弊害をもたらすトナーすなわち
廃トナー中には、表面が剥離したり、或いは内部から砕
けたりしたものが多く存在していることがわかった。
【0050】この理由について調べたところ、未転写ト
ナー(廃トナー)が、感光ドラム(潜像担持体)上でク
リーニングブレードによってかき落される時や搬送スク
リューを用いて現像工程に送る際に加わる機械的な衝撃
による要因が大きいことがわかった。
【0051】以上のことから、廃トナーをリユースして
用いるシステムにおいて、トナーに要求される諸性能と
しては、 ・低温定着性及び耐オフセット性に優れていること ・ブロッキング性、耐フィルミング性に優れていること ・粉砕性に優れていること 等の周知の性能に加え、 ・機械的衝撃に強く、耐久性に優れていること ・廃トナーの現像工程への搬送性に優れていること が挙げられる。
【0052】以上の諸性能を満足させるため、本発明に
おける静電荷像現像用トナーに用いられるバインダー樹
脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GP
C)より測定された分子量分布において、分子量2,0
00〜50,000の領域に少なくとも1つのピークを
有し、かつ、本発明第1においては分子量52,000
以上の領域に、本発明第2においては分子量100,0
00以上の領域に少なくとも1つのピーク又は肩を有す
ることを特徴とする。
【0053】分子量2,000〜50,000の領域に
ピーク値がなく、ピーク値の分子量が2,000未満で
あると、作成したトナーは、耐オフセット性、ローラー
への巻き付きが著しく悪くなり、またブロッキングに問
題が生じることがある。さらに、リサイクル時における
機械的なダメージも受けやすい。また、該ピーク値が5
0,000を超える場合、作成したトナーの定着温度が
上昇し、定着温度域が狭くなり、粉砕性も悪化して、生
産効率の低下を招く。さらに、本発明第1においては5
2,000以上の領域に、本発明第2においては10
0,000以上の領域にピーク又は肩が存在しない場合
は、特に、トナーが機械的な剪断力を受けやすくなり、
破壊されやすくなるばかりでなく、オフセット,ブロッ
キング等の弊害も発生することが多い。
【0054】本発明において、上記樹脂のテトラヒドロ
フラン(THF)可溶分のTHFを溶媒としたGPCに
よるクロマトグラムの分子量分布は次の条件で測定され
る。
【0055】測定試料は以下のようにして作製する。
【0056】試料とTHFとを約0.5〜5mg/ml
(例えば約5mg/ml)の濃度で混合し、室温にて数
時間(例えば5〜6時間)放置した後、十分に振とうし
THFと試料を良く混ぜ(試料の合一体がなくなるま
で)、更に室温にて12時間以上(例えば24時間)静
置する。このとき試料とTHFの混合開始時点から、静
置終了の時点までの時間が24時間以上となるようにす
る。その後、サンプル処理フィルタ(ポアサイズ0.4
5〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25
−2 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマ
ン サイエンスジャパン社製などが好ましく利用でき
る)を通過させたものをGPCの試料とする。試料濃度
は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調製
する。
【0057】本発明のトナーに含まれる結着樹脂は、上
記フィルター処理において不溶分として残留する樹脂成
分が10重量%以下(さらに、好ましくは5重量%以
下)であることが本発明における効果を発揮する上で好
ましい。
【0058】GPC測定装置において、40℃のヒート
チャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカ
ラムに溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、T
HF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の
分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、
数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検
量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量
線作成用の標準ポリスチレン試料としては、たとえば東
ソー社製、あるいは昭和電工社製の分子量が102 〜1
7 程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポ
リスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはR
I(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市販の
ポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良
く、たとえば昭和電工社製のshodex GPC K
F−801,802,803,804,805,80
6,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製のT
SKgel G1000H(HXL),G2000H(H
XL),G3000H(HXL),G4000H(HXL),
G5000H(HXL),G6000H(HXL),G70
00H(HXL),TSKguardcolumnの組み
合わせを挙げることができる。
【0059】一般に、GPCクロマトグラムの測定で
は、高分子量側はベースラインからクロマトグラムが立
上り開始点から測定を始め、低分子量側は分子量約40
0まで測定する。
【0060】また、本発明に用いられるバインダー樹脂
は、JIS K−0070に準じた方法で測定した酸価
が2〜100mgKOH/gであることが好ましく、よ
り好ましくは5〜70mgKOH/gである。このよう
に、樹脂成分が酸価を有することで、トナーと定着ロー
ラーとの離型性を増加させ、トナーの耐オフセット性を
向上させることが可能になる。ここで酸価が2mgKO
H/g未満の場合は酸成分の導入による効果が十分に発
揮されず、また、100mgKOH/gを超える場合に
は、トナーの帯電コントロールが難しく、トナーの現像
性において環境依存性が現われやすくなる。
【0061】本発明に用いられる樹脂組成物は、本発明
に悪影響を与えない限りビニル系樹脂、ポリエステル、
ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリビニル
ブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェ
ノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族
系石油樹脂、を用いることができるが、この中でもビニ
ル系樹脂と架橋ポリエステルが好ましく用いられる。
【0062】本発明で使用される共重合体はブロック共
重合体、またはグラフト化物でもよい。また、ビニル系
樹脂を合成する方法としては、種々の重合法を用いるこ
とができる。
【0063】塊状重合法では、高温で重合させて停止反
応速度を早めることで、低分子量の重合体を得ることが
できるが、反応をコントロールしにくい問題点がある。
溶液重合法では溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利
用したり、重合開始剤の使用量や反応温度を調節するこ
とで低分子量重合体または共重合体を温和な条件で容易
に得ることができ、本発明に用いる樹脂組成物の中で低
分子量重合体または共重合体を得るための重合法として
好ましい。
【0064】溶液重合で用いる溶媒としては、キシレ
ン、トルエン、クメン、酢酸セロソルブ、イソプロピル
アルコールまたはベンゼン等が用いられる。スチレンモ
ノマー混合物の場合はキシレン、トルエン又はクメンが
好ましい。溶媒は重合生成するポリマーによって適宜選
択される。重合開始剤としては、ジ−tertブチルパ
ーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、ベンゾイルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイ
ソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4ジメチ
ルバレロニトリル)等が挙げられる。重合開始剤は、モ
ノマー100重量部に対して0.05重量部以上(好ま
しくは0.1〜15重量部)の濃度で用いられる。反応
温度としては、使用する溶媒、重合開始剤または重合す
るポリマーによって異なるが、70℃〜230℃が良
い。溶液重合に於ては溶媒100重量部に対してモノマ
ー30重量部〜400重量部で行うのが好ましい。更
に、重合終了時に溶液中で他の重合体または共重合体を
混合することも好ましい。その場合、数種の重合体また
は共重合体をよく混合できる。
【0065】高架橋域の高分子量成分を得る重合法とし
ては、乳化重合法や懸濁重合法が好ましい。
【0066】このうち、乳化重合法は、水にほとんど不
溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水
相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行
なう方法である。この方法では反応熱の調節が容易であ
り、重合の行なわれる相(重合体と単量体からなる油
相)と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、そ
の結果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。
更に、重合プロセスが比較的簡単である事、及び重合生
成物が微細粒子である為に、トナーの製造において、着
色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であ
る事の理由からトナー用バインダー樹脂の製造方法とし
て他の方法に比較して有利である。
【0067】しかし、添加した乳化剤のため生成した樹
脂が不純になり易く、樹脂を取り出すには塩析などの操
作が必要である。したがって、懸濁重合が簡便な方法で
あるので好ましい。
【0068】懸濁重合法では、懸濁状態で低分子量重合
体または共重合体を含んだモノマー混合物を、架橋剤と
共に重合することによって、樹脂組成物は、パール状に
形状が整い、低分子量重合体または共重合体から架橋域
成分を含む中、高分子量重合体または共重合体までが、
均一に混合された好ましい状態で得ることもできる。
【0069】懸濁重合においては、水または水系溶媒1
00重量部に対して、モノマー100重量部以下(好ま
しくは10〜90重量部)で行うのが良い。使用可能な
分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルア
ルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いら
れ、水系溶媒に対するモノマー量で変わるが、一般に水
系溶媒100重量部に対して0.05〜1重量部で用い
られる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使用
する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択すべ
きである。重合開始剤の種類としては、水に不溶或は難
溶のものであれば用いることが可能である。例えばベン
ゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシヘ
キサノエート等が、モノマー100重量部に対し0.5
〜10重量部で用いられる。
【0070】本発明で使用されるバインダー樹脂組成物
は、例えば以下に示すような方法を用いて得ることがで
きる。
【0071】溶液重合,塊状重合,懸濁重合,乳化重
合,ブロック共重合またはグラフト化などを応用して、
分子量2,000〜50,000の領域にメインピーク
を有する重合体または共重合体(A)を形成する。次い
で、重合体または共重合体(A)を重合性単量体混合物
に溶解し、懸濁重合反応を行い、所望の分子量分布を有
する樹脂組成物を得る。或いは、溶液重合,塊状重合,
懸濁重合,乳化重合等で得られた分子量52,000以
上又は100,000以上の成分が主成分である重合体
または共重合体(B)を、重合体または共重合体(A)
で溶液重合終了時に溶媒中でブレンドし、乾燥固化する
ことによって樹脂組成物を得る、等の方法があるが、い
ずれの方法であってもかまわない。
【0072】本発明に用いられるビニル系樹脂のモノマ
ーとしては、次のようなものが挙げられる。
【0073】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、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、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−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチ
レンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフ
ィン類;ブタジエンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニルの如きハ
ロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;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、メタクリル酸フェニル、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
の如きメタクリル酸エステル類;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、アクリル酸イ
ソブチル、アクリル酸プロピル、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、アクリル酸2−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル
イソブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメ
チルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペ
ニルケトンの如きビニルケトン類;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−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニル
ナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリ
ル酸誘導体が挙げられる。これらのビニル系モノマーが
単独もしくは2つ以上で用いられる。
【0074】これらの中でもスチレン系共重合体、スチ
レン−アクリル系共重合体またはスチレン−メタクリル
系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好まし
い。
【0075】本発明で用いることのできる酸成分を含有
する単量体としては、例えば、マレイン酸、シトラコン
酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサ
コン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シト
ラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク
酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチ
ルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、
マレイン酸ブチルハーフエステル(例えば、モノ−n−
ブチルマレート)、シトラコン酸メチルハーフエステ
ル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸
ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステ
ル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル
酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエス
テルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチル
マレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸ジ
エステルが挙げられる。
【0076】さらに、アクリル酸、メタクリル酸、クロ
トン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸
無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水
物;該α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アル
ケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルア
ジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステル
が挙げられる。
【0077】これらの中でも、マレイン酸、フマル酸、
コハク酸の如き構造をもつα,β−不飽和二塩基酸のモ
ノエステル類が特に好ましく用いられる。
【0078】架橋性モノマーとしては主として2個以上
の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いられる。
【0079】本発明に用いられるバインダー樹脂は、本
発明の目的を達成する為に以下に例示する様な架橋性モ
ノマーで架橋された重合体であることが好ましい。
【0080】芳香族ジビニル化合物、例えば、ジビニル
ベンゼン、ジビニルナフタレン等;アルキル鎖で結ばれ
たジアクリレート化合物類、例えば、エチレングリコー
ルジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアク
リレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、
l,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートを
メタアクリレートに代えたもの;エーテル結合を含むア
ルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、例えば、
ジエチレングリコールジアクリレート、卜リエチレング
リコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジ
アクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアク
リレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレ
ート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以
上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えた
もの;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジ
アクリレート化合物類、例えば、ポリオキシエチレン
(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリ
レート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタアク
リレートに代えたもの;更には、ポリエステル型ジアク
リレート化合物類、例えば、商品名MANDA(日本化
薬)が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペンタエ
リスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタン
トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、
オリゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアク
リレートをメタアクリレートに代えたもの;トリアリル
シアヌレート、トリアリルトリメリテート;等が挙げら
れる。
【0081】これらの架橋剤は、他のモノマー成分10
0重量部に対して、0.01〜5重量部(更には0.0
3〜3重量部)用いることが好ましい。
【0082】これらの架橋性モノマーのうち、トナー用
樹脂に、定着性、耐オフセット性の点から好適に用いら
れるものとして、芳香族ジビニル化合物(特にジビニル
ベンゼン)、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ば
れたジアクリレート化合物類が挙げられる。
【0083】さらに、本発明の静電荷像現像用トナーに
は、離型剤が含有され、その成分として、少なくともポ
リプロピレンを含有し、さらにポリエチレン,炭化水素
系ワックス,アミドワックスのうちのいずれかを含有す
ることを特徴とする。
【0084】本発明に用いられるポリプロピレンとして
は、GPCから計算される重量平均分子量(Mw)が好
ましくは1,000〜30,000、より好ましくは
2,000〜15,000の低分子量のポリプロピレン
を用いるのが良い。この範囲にMwを有するポリプロピ
レンを用いることによって、定着ローラーに対するトナ
ーの離型効果を十分に発揮することができる。
【0085】Mwが1,000よりも小さい場合は、融
点が低くなりすぎるため、高温域における効果が十分に
得られず、Mwが30,000よりも大きい場合は、逆
に融点が高くなりすぎ、その結果、低温オフセットとい
う弊害を招きやすい。また、該ポリプロピレンの軟化点
は、90℃〜200℃、好ましくは120℃〜170℃
が良く、この範囲外にあると、低温/高温時ともに良好
な耐オフセット性を得ることが困難になる。
【0086】本発明においてポリプロピレンの分子量分
布はGPCにより次の条件で測定される。
【0087】(GPC測定条件) 装置 :GPC−150C(ウォーターズ社) カラム:GMH−HT30cm2連(東ソー社製) 温度 :135℃ 溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール
添加) 流速 :1.0ml/min 試料 :0.15%の試料を0.4ml注入
【0088】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
あたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算することによって算出される。さらに、軟化点は、
JIS K2207に準じた方法による測定された値で
ある。
【0089】本発明に用いられるポリエチレンとして
は、GPCより計算される重量平均分子量(Mw)が、
好ましくは1,000〜30,000、より好ましくは
2,000〜10,000の低分子量タイプのもので、
直鎖状のものを用いるのが良い。この分子量域にある低
分子量ポリエチレンを含有させることにより、トナーに
対して十分な潤滑性を付与し、定着画像表面の、定着ロ
ーラーに対する摩擦係数を低下させることができ、定着
画像における「こすれ」や「にじみ」の発生を防止する
ことができる。
【0090】Mwが上記の範囲をはずれた場合、すなわ
ち1,000よりも小さい、或いは30,000よりも
大きな場合は、ポリエチレンの自己潤滑性が低下し、所
望の効果が得られなくなる。なお、ポリエチレンの分子
量測定は、前述のポリプロピレンの場合と同様の手法に
よって測定される。
【0091】また、該ポリエチレンの軟化点は、80℃
〜200℃、より好ましくは110℃〜160℃が良
く、この範囲外にあると、ポリエチレンを含有させたこ
とによる十分な効果を得ることができず、定着画像汚染
等の弊害が発生し易い。
【0092】本発明に用いることのできる炭化水素系ワ
ックスは、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるいは
低圧下でチーグラー触媒で重合した低分子量のアルキレ
ンポリマー,高分子量のアルキレンポリマーを熱分解し
て得られるアルキレンポリマー,一酸化炭素,水素から
なる合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸
留残分から、あるいはこれらを水素添加して得られる合
成炭化水素などのワックスが用いられ、酸化防止剤が添
加されていてもよい。更に、プレス発汗法、溶剤法、真
空蒸留の利用や分別結晶方式により炭化水素ワックスの
分別を行ったものが好ましく用いられる。母体としての
炭化水素は、金属酸化物系触媒(多くは2種以上の多元
系)を使用した、一酸化炭素と水素の反応によって合成
されるもの、例えばジントール法、ヒドロコール法(流
動触媒床を使用)、あるいはワックス状炭化水素が多く
得られるアーゲ法(固定触媒床を使用)により得られる
炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素や、エチレンなどの
アルキレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素
が、分岐が少なくて小さく、飽和の長い直鎖状炭化水素
であるので好ましい。特にアルキレンの重合によらない
方法により合成されたワックスがその分子量分布からも
好ましいものである。また、水酸基,カルボキシル基,
アミノ基,エステル基,アミド基などの官能基を有して
いてもよい。
【0093】また、炭化水素系ワックスの分子量分布
は、好ましい範囲で、重量平均分子量(Mw)が500
〜4,000、より好ましくは800〜3,600であ
り、数平均分子量(Mn)が500〜1,300、好ま
しくは600〜1,000、Mw/Mnが3以下、好ま
しくは2以下である。この分子量域に分布を持たせるこ
とによって、トナーに潤滑性を与えることができ、オフ
セットに伴う定着画像の汚染を防止することができる。
この範囲外に分子量を有するものを使用した場合は、ト
ナーに好ましい熱特性を付与させることができなくな
る。
【0094】なお、炭化水素系ワックスの分子量測定
は、前述のポリプロピレンの場合と同様の手法で測定で
きる。
【0095】また、本発明に用いることのできる炭化水
素系ワックスは、示差走査熱量計により測定されるDS
C曲線において、昇温時の吸熱ピークが好ましくは50
〜130℃、より好ましくは80〜120℃の間に少な
くとも一つ存在することにより、良好な定着性,耐オフ
セット性を満足できる。50℃未満のみにピークが存在
する場合には、ワックスの融解温度が低過ぎ、十分な耐
オフセット性が得られず、130℃を超える領域のみに
ピークが存在する場合は、ワックスの融解温度が高過
ぎ、十分な耐オフセット性、低温定着性を得ることが困
難になる。すなわち、この領域にピーク温度が存在する
ことにより、耐オフセット性と定着性のバランスを取り
易くなる。
【0096】また、上記吸熱ピークのオンセット温度が
45〜100℃の間にあることも好ましく、この範囲に
あることにより、現像性,耐ブロッキング性,低温定着
性に優れたものとすることができる。ピークのオンセッ
ト温度が、45℃未満の場合は、ワックスの変化温度が
低過ぎ、耐ブロッキング性が劣ったり、昇温時の現像性
に劣るトナーになりやすく、100℃を超える場合は、
ワックスの変化温度が高過ぎ、十分な定着性を得ること
が困難になる。
【0097】本発明におけるDSC測定では、炭化水素
系ワックスの熱のやり取りを測定しその挙動を観測する
ので、測定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差
走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキ
ンエルマー社製のDSC−7が利用できる。
【0098】測定方法は、ASTM D3418−82
に準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は、1回
昇温,降温させ前履歴を取った後、温度速度10℃/m
inで昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。
各温度の定義は次のように定める。
【0099】吸熱ピークのオンセット温度(OP):昇
温時のDSC曲線の微分値が最初に極大となる点におけ
る曲線の接線とベースラインとの交点の温度
【0100】ピークの温度(PP):ピークトップの温
【0101】後述するワックスW1 を例に、昇温時のD
SC曲線を図1に示す。
【0102】炭化水素系ワックスのその他の物性として
は、軟化点が130℃以下であることが好ましい。13
0℃を超えると離型性が特に有効に働く温度が高くな
り、耐オフセット性に影響を及ぼすようになる。
【0103】また、25℃での密度が0.95g/cm
3 以上、針入度が2.0(10-1mm)以下、好ましく
は1.5(10-1mm)以下である。これらの範囲をは
ずれると、トナーが低温時に変化し易いうえ、機械的な
剪断力も受け易くなり保存性,現像性に劣り易くなる。
【0104】なお、針入度は、JIS K2207に準
拠して測定された値である。具体的には、直径1mmで
頂角9°の円錐型先端をもつ針を一定荷重で貫入させた
時の貫入深さを0.1mmの単位で表わした数値であ
る。本発明中での試験条件は、試料温度が25℃,加重
100g,貫入時間5秒である。
【0105】本発明に用いることのできるアミドワック
スは、下記一般式で示される、アルキレンビス脂肪酸ア
ミド化合物よりなるものが好ましい。
【0106】
【化1】
【0107】[式中、R1 及びR2 は各々互いに同一ま
たは異なる炭素数10以上の飽和または不飽和の脂肪族
炭化水素基を表わし、R3 及びR4 は各々互いに同一ま
たは異なる水素原子または−OCR5 基(但し、R5
飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基を表わす。)を表
わし、nは正の整数を示す。]このようなアミドワック
スは、一般に脂肪族炭化水素基の炭素数及びアルキレン
鎖の長さが大であるほど軟化点は高くなるが、耐オフセ
ット性や凝集性或いは定着温度の低下を考慮すれば、軟
化点は100〜180℃、好ましくは130〜160℃
が良い。このためアルキレン鎖は、炭素数(式中のnの
値)は5以下となるような長さのものが好ましい。
【0108】上記の条件を満足するものとして、例えば
次のような構造式で表わされるものがある。
【0109】
【化2】
【0110】このような離型剤は、バインダー樹脂10
0重量部に対して、トータルで0.1〜15重量部、好
ましくは0.5〜10重量部混合させるのが良い。ま
た、ポリプロピレン(PP)と、ポリエチレン(PE)
または炭化水素系ワックス(W)またはアミドワックス
(AW)の添加量比(重量比)は、(PP)/(PE・
W・AW)=0.5〜10が好ましい。この値が0.5
より小さい場合は、ポリプロピレンを添加したことによ
る効果、すなわち、定着ローラーに対するトナーの離型
効果が小さくなり、オフセットが発生し易くなる。ま
た、10より大きい場合は逆にポリエチレンまたは炭化
水素系ワックスまたはアミドワックスを添加した効果が
十分に得られず、トナーに対する潤滑性付与が不十分に
なり、「こすれ」や「にじみ」に伴う定着画像汚染の発
生等、定着性の悪化が起こり易くなる。
【0111】さらに、本発明による先述した成分を含有
する離型剤を用いた場合、廃トナーをリユースする系に
おいて、ポリプロピレンのもつ軟質性により、トナーが
クリーナー等で受ける機械的な剪断力を吸収し、さらに
ポリエチレンまたは炭化水素系ワックスまたはアミドワ
ックスのもつ自己潤滑性により、すべり性が向上し、さ
らにトナー表面近傍のポリプロピレンを効果的におお
い、トナーの破砕を防止することにも関わるため、本発
明のトナーは機械的な衝撃に強く、耐久性に優れ、さら
に廃トナーにおいても流動性の低下がなく、現像工程へ
の搬送性に優れたものになるため、終始安定して良好な
現像性を保持できる。
【0112】また、本発明のトナーには荷電制御剤をト
ナー粒子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合(外
添)して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、
現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能
となる。
【0113】正荷電制御剤としては、ニグロシン及び脂
肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモ
ニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、
テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなど
の四級アンモニウム塩;ジブチルスズオキサイド、ジオ
クチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイ
ドなどのジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレ
ート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズ
ボレートなどのジオルガノスズボレートを単独あるいは
2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの
中でも、ニグロシン系、四級アンモニウム塩の如き荷電
制御剤が特に好ましく用いられる。
【0114】また、一般式
【0115】
【化3】 で表わされるモノマーの単重合体:または前述したよう
なスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルなどの重合性モノマーとの共重合体を正荷電制御剤と
して用いることができ、この場合これらの荷電制御剤
は、バインダー樹脂(の全部または一部)としての作用
をも有する。
【0116】負荷電制御剤としては、例えば有機金属錯
体、キレート化合物が有効で、その例としてはアルミニ
ウムアセチルアセトナート、鉄(II)アセチルアセト
ナート、3,5−ジターシャリーブチルサリチル酸クロ
ム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ
金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体
または塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体、モノ
アゾ金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましい。
【0117】上述した荷電制御剤(バインダー樹脂とし
ての作用を有しないもの)は、微粒子状として用いるこ
とが好ましい。この場合、この荷電制御剤の個数平均粒
径は、具体的には、4μm以下(更には3μm以下)が
好ましい。
【0118】トナーに内添する際、このような荷電制御
剤が、バインダー樹脂100重量部に対して0.1〜2
0重量部(更には0.2〜10重量部)用いることが好
ましい。
【0119】本発明のトナーには、帯電安定性、現像
性、流動性、耐久性向上の為、シリカ微粉末を添加する
ことが好ましい。
【0120】本発明に用いられるシリカ微粉末は、BE
T法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2 /g
以上(特に50〜400m2 /g)の範囲内のものが良
好な結果を与える。トナー100重量部に対してシリカ
微粉末0.01〜8重量部、好ましくは0.1〜5重量
部使用するのが良い。
【0121】また、本発明に用いられるシリカ微粉末
は、必要に応じ、疎水化、帯電性コントロール、などの
目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、
シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン
カップリング剤、官能基を有するシランカップリング
剤、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で、あるいは
種々の処理剤で併用して処理されていることも好まし
い。
【0122】他の添加剤としては、例えばテフロン、ス
テアリン酸亜鉛、ポリ弗化ビニリデンの如き滑剤、中で
もポリ弗化ビニリデンが好ましい。あるいは酸化セリウ
ム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、
中でもチタン酸ストロンチウムが好ましい。あるいは例
えば酸化チタン、酸化アルミニウム等の流動性付与剤、
中でも特に疎水性のものが好ましい。ケーキング防止
剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化亜鉛、酸化
アンチモン、酸化スズ等の導電性付与剤、また逆極性の
白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用
いることもできる。
【0123】本発明のトナーに使用し得る着色剤として
は、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。トナー
着色剤は周知であって、例えば顔料としてカーボンブラ
ック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフト
ールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、ア
リザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、イ
ンダンスレンブルー等がある。これらは定着画像の光学
濃度を維持するのに必要充分な量が用いられ、樹脂10
0重量部に対し0.1〜20重量部、好ましくは2〜1
0重量部の添加量が良い。また同様の目的で、さらに染
料が用いられる。例えばアゾ系染料、アントラキノン系
染料、キサンテン系染料、メチン系染料等があり、樹脂
100重量部に対し、0.1〜20重量部、好ましくは
0.3〜3重量部の添加量が良い。
【0124】本発明のトナーが磁性トナーである場合に
は、着色剤の役割をかねていてもよいが、磁性材料を含
有している。磁性トナー中に含まれる磁性材料として
は、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化
鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属或いはこれら
の金属のアルミニウム、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、バナジウムのような金属の合金およびそ
の混合物等が挙げられる。
【0125】これらの強磁性体は平均粒子が0.1〜2
μm、好ましくは0.1〜0.5μm程度のものが好ま
しく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分100
重量部に対し約20〜200重量部、特に好ましくは樹
脂成分100重量部に対し40〜150重量部が良い。
【0126】また、10Kエルステッド印加での磁気特
性が抗磁力20〜150エルステッド、飽和磁化50〜
200emu/g、残留磁化2〜20emu/gのもの
が望ましい。
【0127】本発明がキャリアを併用する非磁性トナー
である場合において、使用しうるキャリアとしては、例
えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉の如き磁性を有す
る粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂等で処
理したものなどが挙げられる。トナー10重量部に対し
て、キャリア10〜1000重量部(好ましくは30〜
500重量部)使用するのが良い。キャリアの粒径とし
ては4〜100μm(好ましくは10〜80μm、更に
好ましくは20〜60μm)のものがよい。
【0128】上記キャリアは樹脂及び/またはシリコー
ン化合物で被覆してあることが好ましい。また、スペン
ト化を予防する為にもキャリアを被覆することが好まし
い。キャリアの被覆は高速機に適用した際の耐久性に於
いても利点がある。更に、トナーの荷電制御を目的とし
て行うこともできる。
【0129】キャリアの被覆層を形成するための樹脂と
しては、例えばシリコーン系化合物、フッ素系樹脂等を
好ましく用いることができる。
【0130】キャリアの被覆層を形成するためのフッ素
系樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ
化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリトリフ
ルオルクロルエチレンのようなハロフルオロポリマー、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリパーフルオロプロピ
レン、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合
体、フッ化ビニリデンとトリフルオルクロルエチレンと
の共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロピレンとの共重合体、フッ化ビニルとフッ化ビニリ
デンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフル
オロプロピレンとの共重合体、テトラフルオロエチレン
とフッ化ビニリデン及び非フッ素化単量体のターポリマ
ーのようなフルオロターポリマー等が好ましく用いられ
る。
【0131】また、フッ素ポリマーの重量平均分子量は
50,000〜400,000が好ましい。より好まし
くは100,000〜250,000である。
【0132】キャリアの被覆層の形成においては、上記
の如きフッ素系樹脂をそれぞれ単独で用いてもよいし、
あるいはこれらをブレンドしたものを用いてもよい。ま
た、これらにさらにその他の重合体をブレンドしたもの
を用いてもよい。
【0133】その他の重合体としては、以下に挙げる様
なモノマーの単重合体あるいは、共重合体が用いられ
る。
【0134】スチレン,α−メチルスチレン,p−メチ
ルスチレン,p−t−ブチルスチレン,p−クロルスチ
レン等のスチレン誘導体,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,メタクリル酸ブ
チル,メタクリル酸ペンチル,メタクリル酸ヘキシル,
メタクリル酸ヘプチル,メタクリル酸オクチル,メタク
リル酸ノニル,メタクリル酸デシル,メタクリル酸ウン
デシル,メタクリル酸ドデシル,メタクリル酸グリシジ
ル,メタクリル酸メトキシエチル,メタクリル酸プロポ
キシエチル,メタクリル酸ブトキシエチル,メタクリル
酸メトキシジエチレングリコール,メタクリル酸エトキ
シジエチレングリコール,メタクリル酸メトキシエチレ
ングリコール,メタクリル酸ブトキシトリエチレングリ
コール,メタクリル酸メトキシジプロピレングリコー
ル,メタクリル酸フェノキシエチル,メタクリル酸フェ
ノキシジエチレングリコール,メタクリル酸フェノキシ
テトラエチレングリコール,メタクリル酸ベンジル,メ
タクリル酸シクロヘキシル,メタクリル酸テトラヒドロ
フルフリル,メタクリル酸ジシクロペンテニル,メタク
リル酸ジシクロペンテニルオキシエチル,メタクリル酸
N−ビニル−2−ピロリドン,メタクリロニトリル,メ
タクリルアミド,N−メチロールメタクリルアミド,メ
タクリル酸エチルモルホリン,ジアセトンアクリルアミ
ド,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,アクリル酸ブチル,アクリル酸ペンチル,ア
クリル酸ヘキシル,アクリル酸ヘプチル,アクリル酸オ
クチル,アクリル酸ノニル,アクリル酸デシル,アクリ
ル酸ウンデシル,アクリル酸ドデシル,アクリル酸グリ
シジル,アクリル酸メトキシエチル,アクリル酸プロポ
キシエチル,アクリル酸ブトキシエチル,アクリル酸メ
トキシジエチレングリコール,アクリル酸エトキシジエ
チレングリコール,アクリル酸メトキシエチレングリコ
ール,アクリル酸ブトキシトリエチレングリコール,ア
クリル酸メトキシジプロピレングリコール,アクリル酸
フェノキシエチル,アクリル酸フェノキシテトラエチレ
ングリコール,アクリル酸フェノキシテトラエチレング
リコール,アクリル酸ベンジル,アクリル酸シクロヘキ
シル,アクリル酸テトラヒドロフルフリル,アクリル酸
ジシクロペンテニル,アクリル酸ジシクロペンテニルオ
キシエチル,アクリル酸N−ビニル−2−ピロリドン,
アクリル酸グリシジル,アクリロニトリル,アクリルア
ミド,N−メチロールアクリルアミド,ジアセトンアク
リルアミド,アクリル酸エチルモルホリン,ビニルピリ
ジン等の1分子中に1個のビニル基を有するビニルモノ
マーや、ジビニルベンゼン,グリコールとメタクリル酸
あるいはアクリル酸との反応生成物、例えばエチレング
リコールジメタクリレート,1,3−ブチレングリコー
ルジメタクリレート,1,4−ブタンジオールジメタク
リレート,1,5−ペンタンジオールジメタクリレー
ト,1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート,ネオ
ペンチルグリコールジメタクリレート,ジエチレングリ
コールジメタクリレート,トリエチレングリコールジメ
タクリレート,ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト,トリプロピレングリコールジメタクリレート,ヒド
ロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジメ
タクリレート,トリメチロールエタントリメタクリレー
ト,トリメチロールプロパントリメタクリレート,ペン
タエリトリットテトラメタクリレート,トリスメタクリ
ロキシエチルホスフェート,トリス(メタクリロイルオ
キシエチル)イソシアヌレート,エチレングリコールジ
アクリレート,1,3−ブチレングリコールジアクリレ
ート,1,4−ブタンジオールジアクリレート,1,5
−ペンタンジオールジアクリレート,1,6−ヘキサン
ジオールジアクリレート,ネオペンチルグリコールジア
クリレート,ジエチレングリコールジアクリレート,ト
リエチレングリコールジアクリレート,ポリエチレング
リコールジアクリレート,トリプロピレンジアクリレー
ト,ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジア
クリレート,トリメチロールエタントリアクリレート,
トリメチロールプロパントリアクリレート,ペンタエリ
トリットテトラアクリレート,トリスアクリロキシエチ
ルホスフェート,トリス(メタクリロイルオキシエチ
ル)イソシアヌレート,メタクリル酸グリシジルとメタ
クリル酸あるいはアクリル酸のハーフエステル化物,ビ
スフェノール型エポキシ樹脂とメタクリル酸あるいはア
クリル酸のハーフエステル化物,アクリル酸グリシジル
とメタクリル酸あるいはアクリル酸のハーフエステル化
物等の1分子中に2個以上のビニル基を有するアクリル
モノマーや、アクリル酸2−ヒドロキシエチル,アクリ
ル酸2−ヒドロキシプロピル,アクリル酸ヒドロキシブ
チル,アクリル酸2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシ
プロピル,メタクリル酸2ヒドロキシエチル,メタクリ
ル酸2−ヒドロキシプロピル,メタクリル酸ヒドロキシ
ブチル,メタクリル酸2−ヒドロキシ3フェニルオキシ
プロピル等といったヒドロキシ基を有するアクリルモノ
マーを挙げることができる。
【0135】これらのビニルモノマーは、懸濁重合、乳
化重合、溶液重合等公知の方法で共重合される。これら
の共重合体は、重量平均分子量が10,000〜70,
000であるものが好ましい。またこの共重合体にメラ
ミンアルデヒド架橋あるいは、イソシアネート架橋させ
てもよい。
【0136】フッ素系樹脂と他の重合体とのブレンド比
は、20〜80:80〜20重量%特には、40〜6
0:60〜40重量%が好ましい。
【0137】キャリアの被覆層を形成するためのシリコ
ン系化合物としては、ポリシロキサン、例えばジメチル
ポリシロキサン、フェニルメチルポリシロキサン等が用
いられ、また、アルキド変性シリコン、エポキシ変性シ
リコン、ポリエステル変性シリコン、ウレタン変性シリ
コン、アクリル変性シリコン等の変性樹脂も使用可能で
ある。
【0138】また、変性形態として、ブロック共重合
体、グラフト共重合体、くし形グラフトポリシロキサン
等いずれも使用可能である。
【0139】実際の磁性粒子表面への塗布に際しては、
固形メチルシリコンワニス、固形フェニルシリコンワニ
ス、固形メチルフェニルシリコンワニス、固形エチルシ
リコンワニス、各種変性シリコンワニス等、シリコン樹
脂をワニス状にしておいて磁性粒子をその内へ分散させ
る方法、或いは、ワニスを磁性粒子に噴霧する方法等が
とられる。
【0140】本発明に使用されるキャリアの芯材の材質
としては、例えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケ
ル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及び
それらの合金または酸化物などが使用できるが、好まし
くは金属酸化物、より好ましくはフェライト粒子が使用
できる。
【0141】またその製造方法としては、特別な制約は
ない。
【0142】キャリアの平均粒径が4μm未満では、キ
ャリアが潜像担持体上に現像(トナーとともに転写)さ
れ易くなり、潜像担持体やクリーニングブレードを傷つ
け易くなる。一方、キャリアの平均粒径が100μmよ
り大きいと、キャリアのトナー保持能が低下し、ベタ画
像の不均一さ、トナー飛散、かぶり等が発生し易くな
る。このようなキャリア芯材は、磁性材料のみから構成
されていてもよく、また磁性材料と非磁性材料との結合
体から構成されていてもよく、更には二種以上の磁性粒
子の混合物であっても良い。
【0143】前述したキャリア芯材の表面を上記被覆樹
脂で被覆する方法としては、該樹脂を溶剤中に溶解もし
くは懸濁せしめて芯材表面に塗布し、上記樹脂を磁性粒
子等からなる芯材に付着せしめる方法が好ましい。
【0144】上記被覆樹脂の処理量は被覆材の成膜性や
耐久性から一般に総量でキャリア芯材に対し0.1〜3
0重量%(好ましくは0.5〜20重量%)が望まし
い。
【0145】本発明に係るトナーを作製するには、先述
したバインダー樹脂、離型剤、着色剤としての顔料又は
染料、磁性トナーとする場合には磁性粉、荷電制御剤、
その他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分
混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダ
ーの如き混練機を用いて溶融、捏和及び練肉して樹脂類
を互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解
せしめ、冷却固化後粉砕及び分級を行って本発明に係る
トナーを得ることが出来る。
【0146】本発明に係るトナーは、円筒スリーブの如
きトナー担持体から感光体の如き潜像担持体へトナーを
飛翔させながら潜像を現像する画像形成方法に適用する
のが好ましい。すなわち、トナーは主にスリーブ表面と
の接触によってトリボ電荷が付与され、スリーブ表面上
に薄層状に塗布される。トナーの薄層の層厚は現像領域
における感光体とスリーブとの間隙よりも薄く形成され
る。感光体上の潜像の現像に際しては、感光体とスリー
ブとの間に交互電界を印加しながらトリボ電荷を有する
トナーをスリーブから感光体へ飛翔させるのが良い。
【0147】交互電界としては、パルス電界、交流バイ
アスまたは交流と直流バイアスが相乗のものが例示され
る。
【0148】次に、本発明における画像形成方法につい
て説明する。本発明においては、未転写トナー(廃トナ
ー)のリユース、すなわちトナーのリサイクルシステム
を利用して画像形成を行うことを特徴とする。つまり、
転写後、潜像担持体をクリーニングして潜像担持体上の
トナーを回収し、回収したトナーを現像工程に再使用す
ることを特徴とする。
【0149】図2は、本発明における画像形成方法に適
用できうる画像形成装置の一例を示したものである。但
し、画像形成に必要である露光系、搬送系、定着装置等
は省略してある。
【0150】この画像形成装置において、まず1次帯電
器1のコロナ放電により潜像担持体(感光ドラム)2の
表面を均一に帯電させ、次いで露光系(省略)により潜
像担持体2上に像露光を行い、潜像を形成させる。次
に、現像器3内に収容されたトナーが、現像スリーブと
ブレードに印加された現像バイアスによって潜像担持体
2上に飛翔し、潜像が現像されてトナー像を形成する。
なお、現像器3内のトナー量は、トナーの消費とともに
随時補給用ホッパー4よりトナーが補給されることによ
り一定に保たれている。さらに必要に応じて転写前帯電
器5により潜像担持体2上の余分な電荷を除去したの
ち、バイアスを印加した転写帯電器6により、トナー像
を転写材(省略)へ転写し、バイアスを加えた分離帯電
器7によって転写材は潜像担持体2から分離され、定着
装置(省略)により熱ロール定着され定着画像が形成で
きる。一方、転写工程終了後、潜像担持体2上に残存し
たトナーはクリーナー8のクリーニングブレードによっ
てかき落され、回収される。クリーニングされた潜像担
持体2は次の複写に供されるが、クリーナー8に回収さ
れたトナーは搬送スクリューを設けた廃トナー配送用パ
イプ9により、現像工程に戻されて再使用される。
【0151】なお、図2では廃トナーはトナー補給用ホ
ッパー4にもどす仕組みになっているが、現像器3に直
接もどるような系であっても何ら問題はない。
【0152】
【実施例】以下、具体的実施例により本発明を詳細に説
明するが、本発明は何らこれらに限定されるわけではな
い。なお、以下の配合における部数はすべて重量部であ
る。
【0153】 <樹脂の合成例1> ・スチレン 75部 ・アクリル酸n−ブチル 20部 ・マレイン酸モノブチル 5部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1部
【0154】上記各成分を、加熱したキシレン200部
に4時間かけて滴下した。さらにキシレン還流下で重合
反応を行ない、完了後、減圧下で昇温(120℃)させ
ながらキシレンを除去し、低分子量重合体(B1’)を
得た。
【0155】次に、上記低分子量重合体(B1’)30
部を、下記単量体混合物に溶解し、混合溶液とした。 ・スチレン 52部 ・アクリル酸n−ブチル 15部 ・マレイン酸モノブチル 5部 ・ジビニルベンゼン 0.5部 ・アゾビスバレロニトリル 0.7部
【0156】上記混合溶液に、ポリビニルアルコール部
分ケン化物0.2部を溶解した水170部を加え、懸濁
分散液とした。水15部を加え、窒素置換した反応器に
上記懸濁分散液を添加し、反応温度85℃で7時間懸濁
重合反応させた。反応終了後、濾別,脱水,乾燥させ、
樹脂組成物(B1)を得た。得られた樹脂組成物(B1
はGPCチャートにおいて、1.1万にピークを、78
万に肩を有していた。
【0157】 <樹脂の合成例2> ・スチレン 64部 ・メタクリル酸メチル 28部 ・マレイン酸モノブチル 7.5部 ・ジビニルベンゼン 0.5部 ・ベンゾイルパーオキサイド 0.8部
【0158】上記混合物に、ポリビニルアルコール部分
ケン化物0.2部を溶解した水170部を加え、激しく
撹拌し、懸濁分散液とした。水30部をさらに加え、窒
素置換した反応器に上記懸濁分散液を添加し、反応温度
80℃で8時間懸濁重合反応させた。反応終了後、水洗
し、脱水,乾燥して高分子量の重合体(B2’)を得
た。 ・スチレン 75部 ・メタクリル酸メチル 21部 ・マレイン酸モノブチル 4部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1部
【0159】上記材料を、加熱したクメン200部中に
4時間かけて滴下した。さらに、クメン還流下で重合を
完了し、上記高分子量側の樹脂(B2’):本重合体=
25:75となるように反応混合液に加え、よく撹拌し
た後、減圧下で昇温(120℃)させながらクメンを除
去し、樹脂組成物(B2)を得た。得られた樹脂組成物
(B2)は、GPCチャートにおいて、2.5万にピー
クを、98万にサブピークを有していた。
【0160】 <樹脂の合成例3> ・スチレン 75部 ・アクリル酸n−ブチル 17部 ・マレイン酸モノブチル 8部 ・ジビニルベンゼン 0.4部 ・アゾビスイソブチロニトリル 0.9部
【0161】上記材料を、加熱したトルエン中に4時間
かけて滴下した。さらに、トルエン還流下で重合を完了
し、減圧下で昇温(120℃)させながらトルエンを除
去し、高分子量タイプの樹脂(B3’)を得た。 ・スチレン 74部 ・アクリル酸n−ブチル 19部 ・マレイン酸モノブチル 7部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1部
【0162】これらの材料を用いて、上記高分子量タイ
プの樹脂を合成したときと同じ条件により溶液重合を行
なった。そして、高分子量タイプの樹脂(B3’):本
重合体=4:6になるように反応混合液に加え、よく撹
拌した後、減圧下で昇温(120℃)させながらトルエ
ンを除去して樹脂組成物(B3)を得た。得られた樹脂
組成物(B3)は、GPCチャートにおいて、1.7万
と24万にピークを有していた。
【0163】 <樹脂の合成例4> ・スチレン 78部 ・アクリル酸n−ブチル 22部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1.8部
【0164】上記成分を、加熱したトルエン200部に
4時間かけて滴下した。さらにトルエン還流下で重合を
完了し、減圧下で昇温(120℃)させながらトルエン
を除去し、低分子量重合体(B4’)を得た。
【0165】次に、該低分子量重合体(B4’)30部
を、下記単量体混合物に溶解し、混合溶液とした。 ・スチレン 51部 ・アクリル酸n−ブチル 14部 ・マレイン酸モノブチル 5部 ・ジビニルベンゼン 0.05部 ・アゾビスバレロニトリル 0.6部
【0166】上記混合溶液に、ポリビニルアルコール部
分ケン化物0.1部を溶解した水170部を加え、懸濁
分散液とした。水15部を入れ、窒素置換した反応器に
上記懸濁分散液を添加し、反応温度80℃で6時間懸濁
重合反応させた。反応終了後、濾別,脱水,乾燥させ、
樹脂組成物(B4)を得た。得られた樹脂組成物(B4
は、GPCチャートにおいて、1.2万にピークを、7
4.2万に肩を有していた。
【0167】 <樹脂の合成例5> ・スチレン 64部 ・アクリル酸n−ブチル 28部 ・マレイン酸モノブチル 7.5部 ・ジビニルベンゼン 0.5部 ・ベンゾイルパーオキサイド 1部 ・ジ−tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 0.7部
【0168】上記混合液に、ポリビニルアルコール部分
ケン化物0.12部を溶解した水170部を加え、激し
く撹拌し、懸濁分散液とした。水50部を加え、窒素置
換した反応器に上記懸濁分散液を添加し、反応温度80
℃で8時間懸濁重合反応させた。反応終了後、水洗し,
脱水,乾燥して、高分子量の重合体(B5’)を得た。 ・スチレン 79部 ・アクリル酸n−ブチル 21部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 0.8部
【0169】上記材料を、加熱したトルエン200部に
4時間かけて滴下した。さらにトルエン還流下で重合を
完了し、上記高分子量側の樹脂(B5’):本重合体=
25:75となるように反応混合液に加え、よく撹拌し
た後、減圧下で昇温(120℃)させながらトルエンを
除去し、樹脂組成物(B5)を得た。得られた樹脂組成
物(B5)は、GPCチャートにおいて、2.9万にピ
ークを、114.0万にサブピークを有していた。
【0170】 <樹脂の合成例6> ・スチレン 77部 ・アクリル酸n−ブチル 19部 ・マレイン酸モノブチル 5部 ・ジビニルベンゼン 0.5部 ・ジ−tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート 0.8部
【0171】上記材料を、加熱したクメン200部中に
4時間かけて滴下した。さらにクメン還流下で重合を完
了し、減圧下で昇温(120℃)させながらクメンを除
去し、高分子量タイプの樹脂(B6’)を得た。 ・スチレン 75部 ・アクリル酸n−ブチル 20部 ・マレイン酸モノブチル 5部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1部
【0172】上記材料を、加熱したトルエン200部中
に4時間かけて滴下した。さらに、トルエン還流下で重
合を完了し、高分子量タイプの樹脂(B6’):本重合
体=4:6となるように反応混合液に加え、よく撹拌し
た後、減圧下で昇温(120℃)させながらトルエンを
除去し、樹脂組成物(B6)を得た。得られた樹脂組成
物(B6)は、GPCチャートにおいて、1.8万と2
5万にピークを有していた。
【0173】<樹脂の比較例1>樹脂の合成例1におけ
る、低分子量重合体(B1’)を用いた。該樹脂は、
1.0万のみにピークを有していた。
【0174】<樹脂の比較例2>樹脂の合成例2におけ
る、高分子量重合体(B2’)を用いた。該樹脂は、1
05万のみにピークを有していた。
【0175】<樹脂の比較例3>樹脂の合成例4におけ
る、低分子量重合体(B4’)を用いた。該樹脂は0.
9万のみにピークを有していた。
【0176】<樹脂の比較例4>樹脂の合成例5におけ
る、高分子量重合体(B5’)を用いた。該樹脂は、1
09万のみにピークを有していた。
【0177】なお、上述の樹脂成分の分子量分布の測定
には、GPC(Waters社製の高速液体クロマトグ
ラフ150C)を用い、カラムは、昭和電工社製のSh
odex GPC KF−801、802、803、8
04、805、806、807、800Pの組合せを用
いた。試料濃度は、樹脂成分5mg/mlとなるように
調製した。
【0178】<ポリプロピレンの例1>重量平均分子量
(Mw)が5,000、軟化点が140℃の低分子量ポ
リプロピレン(PP1 とする)。
【0179】<ポリプロピレンの比較例1>重量平均分
子量(Mw)が35,000、軟化点が200℃のポリ
プロピレン(PP1’とする)。
【0180】<ポリプロピレンの例2>PP1’の分別
結晶化により低分子量成分を抽出して得られた、重量平
均分子量(Mw)が7,000、軟化点が150℃の低
分子量ポリプロピレン(PP2とする)。
【0181】<ポリエチレンの例1>重量平均分子量
(Mw)が3,500、軟化点が120℃の低分子量ポ
リエチレン(PE1 とする)。
【0182】<ポリエチレンの例2>重量平均分子量
(Mw)が8,000、軟化点が140℃の低分子量ポ
リエチレン(PE2 とする)。
【0183】<炭化水素系ワックスの例及び比較例>チ
ーグラー触媒を用いて、エチレンを低圧重合し、ワック
スW1 (本発明)を得た。また、アーゲ法により合成さ
れた炭化水素系ワックスW1’(比較例)より、分別結
晶化により、ワックスW2(本発明)とワックスW2
(比較例)を得た。これらの炭化水素系ワックスの物性
値及びDSC測定の結果を表1に示す。
【0184】
【表1】
【0185】《実施例1》樹脂組成物(B1 )を100
部、マグネタイトを80部、アセチルサリチル酸のクロ
ム錯体を2部、ポリプロピレン(PP1 )を2部、アミ
ドワックスは先に構造式で示したAW1 を2部秤量し、
これらをヘンシェルミキサーで前混合した後、130℃
で2軸混練押出機によって溶融混練を行なった。混練物
を放冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流
を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、さらに風力分級機を
用いて分級して、重量平均粒径(D4 )8.5μmのト
ナーを得た。
【0186】上記トナー100部に対し、疎水化処理を
行なった負帯電性シリカ微粉体0.6部を加えて乾式混
合し、現像剤とした。
【0187】この現像剤を、図2に示したように改造を
加えたキヤノン製複写機NP5060(アモルファスシ
リコン感光体使用)によって画像評価を行なった。画像
評価の結果は良好であり、リサイクル系による連続コピ
ーにおいても何ら問題はなかった。さらに画像面積比率
が6%であるようなA4サイズの原稿を用いて20万枚
画出し後、トナー消費量を調べてみたところ、0.04
7g/枚であった。
【0188】トナーの処方に関しては表2に、評価結果
については表3にまとめた。
【0189】ここで、定着性は、低温低湿度環境(15
℃,10%)にて、評価機を1晩放置し、評価機及びそ
の内部の定着器が完全に低温低湿度環境になじんだ状態
から、連続200枚の複写画像をとり、その複写画像の
200枚目を定着性の評価に用いた。定着性の評価は画
像をシルボン紙で往復10回約100g荷重でこすり、
画像のはがれを反射濃度の低下率(%)で評価した。
【0190】また、オフセット性は、定着ローラのクリ
ーニング機構を取りはずし、何枚の複写で画像が汚れる
かあるいはローラが汚れるかということを耐複写枚数で
評価した。
【0191】ブロッキング性は、約10gのトナーを1
00ccのポリカップに入れ、50℃で1日放置した時
の凝集度の変化で調べた。凝集度は細川ミクロン社製の
パウダーテスターにより測定した。ブロッキング性の示
標は室温放置品と50℃/1日放置品の凝集度差にし
た。
【0192】《実施例2〜7及び比較例1〜7》トナー
処方に関しては表2に、評価結果については表3にまと
めた。なお、トナー製造方法、画像評価方法については
すべて実施例1と同じ条件にて行なった。
【0193】ただし、実施例5においては、外添シリカ
をアミノ変成シリコーンオイル処理を行なった正帯電性
シリカ微粉体に加えた。また、評価機はNP5060を
反転現像用に変換したものによって行なった。
【0194】また、実施例6では現像器を非磁性トナー
用のものにかえ、キャリアとしては、ビニリデンフルオ
ライド/テトラフルオロエチレン共重合体(モノマー重
合重量比75/25)、スチレン/メタクリレート共重
合体(モノマー重合重量比70/30)の1:1の混合
樹脂を1.2重量%被覆したフェライトキャリア(体積
平均径50μm)を用い、キャリアに対するトナーの混
合比を10重量%とした。
【0195】また、実施例7では、廃トナー(未転写ト
ナー)を、直接現像器に戻す系により評価を行なった。
【0196】また、比較例7では、未転写トナー(廃ト
ナー)をリユースしない系にて評価した。終始画像特性
等は何ら問題なかったが、トナー消費量が0.056g
/枚と、実施例1の場合と比べて19%も増加してい
た。
【0197】
【表2】
【0198】
【表3】
【0199】《実施例8》樹脂組成物(B4 )を100
部、マグネタイトを80部、アセチルサリチル酸のクロ
ム錯体を2部、ポリプロピレン(PP1 )を2部、ポリ
エチレン(PE1)を2部秤量し、これらをヘンシェル
ミキサーで前混合した後、130℃で2軸混練押出機に
よって溶融混練を行なった。混練物を放冷後、カッター
ミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を
用いて粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重
量平均粒径(D4 )8.5μmのトナーを得た。
【0200】上記トナー100部に対し、疎水化処理を
行なった負帯電性シリカ微粉体0.6部を加えて乾式混
合し、現像剤とした。
【0201】この現像剤を、図2に示したように改造を
加えたキヤノン製複写機NP5060(アモルファスシ
リコン感光体使用)によって画像評価を行なった。画像
評価の結果は良好であり、リサイクル系による連続コピ
ーにおいても何ら問題はなかった。さらに画像面積比率
が6%であるようなA4サイズの原稿を用いて20万枚
画出し後、トナー消費量を調べてみたところ、0.04
7g/枚であった。
【0202】トナーの処方に関しては表4に、評価結果
については表5にまとめた。
【0203】なお、画像評価方法については実施例1と
同じ条件にて行なった。
【0204】《実施例9〜15及び比較例8〜16》ト
ナー処方に関しては表4に、評価結果については表5に
まとめた。なお、トナー製造方法、画像評価方法につい
てはすべて実施例1と同じ条件にて行なった。
【0205】但し、実施例12においては、外添シリカ
をアミノ変成シリコーンオイル処理した正帯電性シリカ
微粉体に加えた。また、評価機はNP5060を反転現
像用に変換したものによって行なった。
【0206】また、実施例13では現像器を非磁性トナ
ー用のものにかえ、キャリアとしては、ビニリデンフル
オライド/テトラフルオロエチレン共重合体(モノマー
重合重量比75/25)、スチレン/メタクリレート共
重合体(モノマー重合重量比70/30)の1:1の混
合樹脂を1.2重量%被覆したフェライトキャリア(体
積平均径50μm)を用い、キャリアに対するトナーの
混合比を10重量%とした。
【0207】また、実施例15では、廃トナー(未転写
トナー)を、直接現像器に戻す系により評価を行なっ
た。
【0208】また、比較例16では、未転写トナー(廃
トナー)をリユースしない系にて評価した。終始画像特
性等は何ら問題なかったが、トナー消費量が0.056
g/枚と、実施例8の場合と比べて19%も増加してい
た。
【0209】
【表4】
【0210】
【表5】
【0211】
【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーにおいて
は、これまでのトナーに関連した問題が著しく改善さ
れ、耐オフセット性、耐ブロッキングに優れ、低温定着
性、現像性に対しても良好な結果を与えることができ
る。さらに、廃トナーを回収し、現像工程で再利用をす
るシステムに用いた場合、長期間、多数枚にわたる複写
においても、終始高い反射画像濃度を維持し、カブリ及
びトナー飛散の発生も起こらない複写画像が得られる。
さらに、廃トナーを再利用できることにより、トナーの
有効利用が可能となり、少ないトナー消費量で高い反射
画像濃度を得ることができる。
【0212】すなわち、バインダー樹脂は、分子量分布
を本発明の範囲にピークを有する2ピークタイプのもの
とし、さらに離型剤として低分子量のポリプロピレン及
びアミドワックスまたは低分子量のポリエチレンまたは
炭化水素系ワックスを用いることにより、さらに離型性
が向上するだけでなく、トナー(特に未転写トナー)の
機械的な衝撃を和らげたり、搬送性を良好にすることが
できるため、該トナーをリサイクル系に用いた場合、終
始安定した高品質,高反射濃度の複写画像を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いられる炭化水素系ワックスの昇温
時のDSC曲線の一例を示す図である。
【図2】実施例及び比較例において画出しに用いた現像
装置の概略的な断面図である。
【符号の説明】
1 1次帯電器 2 潜像担持体(感光ドラム) 3 現像器 4 トナー補給用ホッパー 5 転写前帯電器 6 転写帯電器 7 分離帯電器 8 クリーナー 9 搬送スクリューを設けた廃トナー配送用パイプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潜像担持体上の潜像を現像してトナー像
    を形成し、形成したトナー像を潜像担持体から転写材へ
    転写し、転写後の潜像担持体をクリーニングして潜像担
    持体上のトナーを回収し、回収したトナーを現像部側に
    供給して現像工程に使用する画像形成方法に用いられる
    静電荷像現像用トナーであって、 少なくともバインダー樹脂、離型剤及び着色剤を含有
    し、 該バインダー樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラ
    フィ(GPC)により測定される分子量分布において、
    分子量2,000〜50,000の領域に少なくとも1
    つのピークを有し、かつ、分子量52,000以上の領
    域に少なくとも1つのピーク又は肩を有し、 該離型剤は、ポリプロピレン及びアミドワックスを含有
    することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 潜像担持体上の潜像を現像してトナー像
    を形成し、形成したトナー像を潜像担持体から転写材へ
    転写し、転写後の潜像担持体をクリーニングして潜像担
    持体上のトナーを回収し、回収したトナーを現像部側に
    供給して現像工程に使用する画像形成方法に用いられる
    静電荷像現像用トナーであって、 少なくともバインダー樹脂、離型剤及び着色剤を含有
    し、 該バインダー樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラ
    フィ(GPC)により測定される分子量分布において、
    分子量2,000〜50,000の領域に少なくとも1
    つのピークを有し、かつ、分子量100,000以上の
    領域に少なくとも1つのピーク又は肩を有し、 該離型剤は、少なくともポリプロピレンを含有し、さら
    にポリエチレン或いは炭化水素系ワックスのうちのいず
    れかを含有することを特徴とする静電荷像現像用トナ
    ー。
  3. 【請求項3】 前記ポリプロピレンの重量平均分子量
    (Mw)が、1,000〜30,000であることを特
    徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナ
    ー。
  4. 【請求項4】 前記アミドワックスが、アルキレンビス
    脂肪酸アミド化合物よりなることを特徴とする請求項1
    に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 【請求項5】 前記離型剤はポリエチレンを含有し、該
    ポリエチレンのゲルパーミエーションクロマトグラフィ
    (GPC)より測定された重量平均分子量(Mw)が、
    1,000〜30,000であることを特徴とする請求
    項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 【請求項6】 前記離型剤は炭化水素系ワックスを含有
    し、該炭化水素系ワックスの重量平均分子量(Mw)が
    500〜4,000、数平均分子量(Mn)が500〜
    1,300、Mw/Mnが3以下であり、且つ、示差走
    査熱量計により測定されるDSC曲線において、昇温時
    の吸熱ピークが50〜130℃の領域に少なくとも一つ
    存在することを特徴とする請求項2に記載の静電荷像現
    像用トナー。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731121A (en) * 1995-09-12 1998-03-24 Hitachi Metals, Ltd. Developer for electrostatic latent image development

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731121A (en) * 1995-09-12 1998-03-24 Hitachi Metals, Ltd. Developer for electrostatic latent image development

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