JPS61250656A - トナ− - Google Patents

トナ−

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JPS61250656A
JPS61250656A JP60090955A JP9095585A JPS61250656A JP S61250656 A JPS61250656 A JP S61250656A JP 60090955 A JP60090955 A JP 60090955A JP 9095585 A JP9095585 A JP 9095585A JP S61250656 A JPS61250656 A JP S61250656A
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cleaning
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polyester resin
polyester
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    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法あるい
は磁気印刷法等において形成される潜像を現像するため
のトナーに関する。
〔従来技術の説明〕
電子写真法は、米国特許第2297691号明細書、英
国特許第1)65406号明細書及び英国特許第1)6
5405号明細書に記載されている如く、多数の方法が
知られているが、一般には、光導電性物質を利用し、種
々の手段によシ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、必要に応じて紙等の転
写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或いは溶剤
蒸気などにニジ定着し複写物を得るというものである。
静電印刷法は、電界を利用して荷電粉末トナーを記録材
料上に導き定着して印刷する方法である。
静電記録法は、誘電体層上に電荷を画像状に付与し、そ
れに荷電トナー粉末?付着させ定着する方法であシ、ま
た磁気印刷法もこれと同様に記録材料上に磁気潜像を形
成し、これを磁性材料を含むトナー粉末で現像し、転写
材料へ転写し定着する方法である。
このような、電気的、磁気的潜像をトナーを用いて現像
(可視化)する方法も種々知られているが、これらの現
像法に適用されるトナーとしては一般には熱可塑性樹脂
からなる結着樹脂に着色剤を混合分散後、微粉化したも
のが用いられる。該熱可塑性樹脂としては、ポリスチレ
ン系樹脂が最も一般的であるが、ポリエステル系樹脂、
エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等も
用いられる。着色剤としてはカーボンブラックが最も広
く使用され、又、磁性トナーの場合は、酸化鉄系の黒色
の磁性粉が多く用いられる。いわゆる二成分系現像剤を
用いる方式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、鉄
粉などのキャリアー粒子と混合されて用いられる。
紙などの最終複写画像形成部材上のトナー像は熱、圧力
等によシ支持体上に永久的に定着される。従来よシ、こ
の定着工程は熱によるものが多く採用されているが、加
熱による定着方式も古くからあるオープン定着方式にか
わシ近年複写作業の効率化、省エネルギー化、複写機の
小型高速高性能化に伴ない熱効率の良好なヒートロール
型定着方式が市販の複写機の大勢を占めるにいたってい
る。これは加熱ローラーによる熱圧着によシトナーを紙
上に定着せしめようとするものであシ、熱線による非接
触型の加熱方式より、加熱体はより低温で満足のいく定
着画像が得られ、より高速化が可能である等の利点も多
い。
ところで、感光ドラム上に現像されたトナーは、前述の
転写工程で、すべてのトナーが画像支持体表面に転写さ
れるわけではなく、転写後、その現像トナーの0.1〜
30重量%はどが感光ドラム上に未転写トナーとして残
存する。この未転写トナーは普通、複写装置の感光ドラ
ム回シに具備されているりIJ  =ング装置によって
除去される。クリーニング装置としては、吸引装置と組
み合わされた回転する毛ブラシや磁気ブラシ、又はブレ
ード(掻き落し板)を感光ドラムの表面に押し当てるも
のなどが知られている。
残留した未転写トナーが十分にドラム表面から除去され
ない場合、電気的潜像の形成、転写工程などに悪影響を
及ぼす。特に、感光ドラム面に強固に接着し念トナーの
融着が発生した時、得られた複写画像は、感光ドラム上
のトナー融着にそった点状、またはスジ状の汚染が見ら
れ、実用上、不可と判断される劣悪なものとなる。
また、感光体表面は、一般的に摩耗に対し、耐久力き有
していないセレン又は、有機光導電物質(OPC)等で
形成されているため、前記クリーニング用磁気ブラシや
ブレードによって簡単に傷がつきやすく、十分にトナー
を除去するために、ブレードを感光体表面に押し当てる
圧力も強くすることが出来ないなど問題点を有している
トナーに関しても、離型性の悪いものや軟質物質で構成
されたものは感光体上に付着しやすく、クリーニング不
良からのトナー融着を発生しやすい。
トナーのクリーニング性を高めるために、研摩剤、滑剤
、例えば、ケイ酸アルミニウム、アルミナ、炭酸カルシ
ウム、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、低分子量フルオロ
カーボン、などを添加しようという試みがなされている
しかし、これらの添加剤を含有するトナーについては、
感光ドラムの傷、又は、添加剤の感光体ドラム面へのフ
ィルミングによる汚染が発生しやすくなるといった問題
点が往々にしである。こうしたことから従来の添加剤に
よってクリーニング性を高める方向は好ましくないとさ
れ、むしろトナーの結着樹脂自体に着目してクリーニン
グ性の高いトナーを開発する方向に矛先が向けられて来
ている。
また、当然のことながら、トナーについては、クリーニ
ング特性以外にも耐ブロツキング特性、現像特性、転写
性、定着特性等において優れていることが必要であるが
、従来のトナーはこれらの特性のすべてを満足するもの
は殆んどないというのが実状である。例えば、従来のト
ナーは下記のような欠陥?一つ又はそれ以上有していた
。すなわち加熱によ、って比較的低い温度で容易に溶融
するトナーの多くは貯蔵中もしくは複写機内においてケ
ークするか凝集しやすい。
多くのトナーは環境の湿度変化によって、その摩擦電気
特性及び流動特性が不良になる。ま几多くのトナーでは
、連続使用による繰り返しの現像によるトナー粒子とキ
ャリアー粒子の衝突及びそれらと感光板表面との接触に
よるトナー、キャリアー粒子及び感光板の相互劣化によ
って、得られる画像の濃度が変化し、或いは背景濃度が
増し、複写物の品質を低下させる。さらに多くのトナー
では、潜像を有する感光板表面へのトナーの付着量?増
して、複写画像の濃度を増大させようとすると、通常背
景濃度が増し、いわゆるカブリ現象を生じる。
従って、種々のトナー特性を有していて、それ等が優れ
たものであシ、かつクリーニング性の良好なトナーの出
現が望まれている。
〔発明の目的〕
本発明は、上述の問題を解決したトナーを提供すること
を目的とするものである。
即ち、本発明の主たる目的は、感光ドラムからの離型性
にすぐれ、クリーニング装置によるクリーニング性能を
著しく高めたトナーを提供することにある。
本発明の他の目的は、トナーの長期にわたる使用、環境
の変動等によっても初期の良好な特性を維持したトナー
を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、トナー粒子間またはトナーと
キャリア間、または1成分現像の場合のトナー担持体上
のトナーをあらゆる摩擦手段によって摩擦帯電せしめる
方式において、トナーの摩擦帯電量が安定であシ、かつ
摩擦帯電量の分布が均一であシ、使用される現像システ
ムに適した帯電量にコントロールできる現像剤を提供す
ることにある。但し、ここでいうあらゆる摩擦手段とは
、トナー担持体つまシ現像スリーブによるトナーの摩擦
帯電、あるいはそれ以外の摩擦部材による摩擦帯電も含
まれる。
〔発明の構成〕
本発明者は、感光ドラムに対し弱いブレード圧を有する
りIJ + ニング装置、又は柔らかくドラム表面に接
触する毛ブラシによるクリーニング装置などを用いても
、十分に未転写トナーを除去しうる感光ドラムに対し離
型性にすぐれたトナーを得るため、鋭意検討を続けた結
果、特定の結着樹脂を用いることにより優れた効果が得
られることを見い出し、その事実に基づいて本発明を完
成に至らしめた。
即ち、本発明は、少くともポリエステル樹脂を結着樹脂
として含有し、かつ該ポリエステル樹脂がアミン基金布
することを特徴とするトナー1骨子とするものである。
そして前記ポリエステル樹脂は、好ましくは0.01〜
100KOHη/2のアミン価を有するものが使用され
、このことは前述の本発明の目的を良好に達成するとこ
ろにつながる。
また本発明においては、前記ポリエステル樹脂について
ハ、就中のカルボキシル基および/又は水酸基がアミノ
基を有する化合物で処理されることにより該ポリエステ
ル樹脂にアミン基が付与されることが好ましく、このこ
とも前述の本発明の目的を良好に達成するところにつな
がる。
前記アミノ基を含有する化合物としてはポリエステル樹
脂中のカルボキシル基(−COOH)や水酸基(−OH
)と反応可能なアミノアルコール、アミノカルボン酸類
等が挙げられるが、本発明では下記の一般式(1)で表
わされるアミノアルコール、又は下記の一般式(n)で
表わされるアミノカルボン酸を用いた場合に、特に良好
な結果が得られる。
式中のml nは、それぞれ1又はそれ以上の整数であ
り、RいR2、R,、およびR4は、それぞれ水素原子
、置換又は未置換の炭化水素基の中から選ばれる基であ
る。但し、RIとR2、RsとR4が同時に水素原子で
あることはない。
そして、上記置換又は未置換の炭化水素基としては、炭
素原子数1〜10の基が好ましい。具体的には、R1、
R2、R8、瓜は、それぞれ、水素原子、メチル基、エ
チル基、n−プロピル基、インプロピル基、シクロヘキ
シル基、フェニル基の中から選ばれる基であるのが好ま
しい。
一般式([)で示される化合物の具体例としては等が挙
げられる。
尚、前出の、ポリエステル樹脂のアミン価は、試料をメ
タノール−クロロホルム(3: 1 )溶液に溶解し、
過塩素酸の0.I N酢酸溶液を用いて電位差滴定を行
い、変曲点を中和点とし、そこに至る迄に要した量eK
OH量に換算し、試料12当シのKOHの■数を求める
ことによシ決定される。
ま次、本発明におけるポリエステル系樹脂とは、構成成
分の主鎖としてエステル結合を有する化合物を総称する
ものである。ポリエステル系樹脂は、酸とアルコールの
加熱エステル化によって合成し、酸及びアルコールを適
宜、必要に応じ選択することによシ、分子量数十刃の硬
質の樹脂から粘性を持つ液状のものまで自由に得ること
ができる。本発明におけるポリエステルは重量平均分子
量10 、000〜500 、000程度の常温では固
体の樹脂が良い。
本発明ではポリエステルを構成する酸成分、及びアルコ
ール成分を適宜選択して用いるが、例えば、酸成分とし
ては、不飽和酸である、無水マレイン酸、7マル酸、シ
トラコン酸、イタコン酸などがあシ、飽和酸としては無
水フタル酸、インフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、
こはく酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テ
トラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水7タル酸、
テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸
など、3官能以上の多塩基酸としては、トリメリット酸
、ピロメリット酸及びその無水物がある。
アルコール成分としては、エチレングリコール、フロピ
レンゲリコール、1.4−7”タンジオール、1,3−
ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレン
クリコール、ジプロビレンゲリコール、トリエチレング
リコール、1,5−ベンタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2,4−ト
IJメチルペンタンー1,3−ジオール、水素化ヒスフ
ェノール、2.2−ジ(4−ヒドロキシプロポキシフェ
ニル)フロパン、ペンタエリスリトールジアリルエーテ
ル、グリセリン、トリエチレングリコール、2−エチル
−1,3−ヘキサンジオール、フェニルグリシジルエー
テル、アリルグリシジルエーテルなどがある。なお前記
の酸、アルコールの例以外にも公知の多官能基含有する
酸、アルコールを全て使用できる。
本発明に於ける処理の具体的方法としては1、ポリエス
テル合成時に一般式(1)又は(II)で示される化合
物をあらかじめ加えておき、縮合反応によりポリエステ
ル鎖末端のC0OH基および/又はOH基を、一般式(
1)又は(It)で表わされる化合物で処理する方法、
および合成されたポリエステル樹脂金溶媒中に溶解し、
一般式(1)又は(U)で表わされる化合物を添加し、
ポリエステル樹脂末端の、 C0OH基、OH基をエス
テル化する方法等が挙げられる。
前者の場合では、一般式(D又は(n)の化合物の使用
量は、全モノマー量に対して帆001〜30重景パーセ
ント、好ましくは0.01〜15重量パーセント、特に
好ましくは0.05〜10重量パーセントであるのが良
い。前記範囲の下限以下では、本発明の効果は達成され
に<<、マたその上限以上では得られたポリエステル樹
脂の分子量が低下しすぎて本発明の目的達成には好まし
くない。
後者の方法の場合では一般式(1)又は(n)の化合物
の、使用量はポリエステル樹脂に対して、大過剰となる
ようにするのが!IIj1理に除して効果的である。
本発明のトナー中には、結着樹脂として、上記のポリエ
ステル樹脂以外に、本発明の効果を損わない範囲の量の
ビニル系樹脂等の他の樹脂を含有せしめることができる
また、本発明のトナー中には任意の着色剤、および必要
に応じて荷電制御剤、流動性改質剤等の補助剤を含有せ
しめることができ、該荷電制御剤、及び該流動性改質剤
はトナーと混合(外添)してもよい。着色剤としては従
来知られている染料、顔料が使用でき、例えば、カーボ
ンブラック、銅フタロシアニン、鉄黒、ハンザイエロー
、ベンジジンイエローなどが挙げられる。また荷電制御
剤としては、含金属染料、ニグロシンなどがある。さら
に流動性改質剤としてはコロイダルシリカ等があシ、コ
ロイダルシリカをトナー中に含有せしめる場合には10
〜40重量%、外添する場合には0.1〜5重量%とす
るのがよい。
また、本発明のトナー分磁性トナーとして用いるために
、磁性粉?含有せしめても良い。このような磁性粉とし
ては、磁場の中に置かれて磁化される物質が用いられ、
鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末もしく
はマグネタイト、γ−酸化鉄、フェライトなどの合金や
化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー重量に対し
て10〜70重量%が良い。
以上のトナー構成をマイクロカプセルトナーにおいて、
壁材、芯材あるいは両方に担持させることも可能である
本発明のトナーの製造にあたっては、熱ロール、ニーダ
−、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材料を
良く混練した後、機械的な粉砕、分級によって得る方法
、あるいは結着樹脂溶液中に前記の各種材料を分散し友
後、噴霧乾燥することによシ得る方法、あるいは、結着
樹脂を構成すべき単量体に所定材料を混合して乳化懸濁
液とした後に重合させてトナーを得る重合法トナー製造
法等、それぞれの方法が応用出来る。
本発明トナーは必要に応じて鉄粉、ガラスピーズ、ニッ
ケル粉、フェライト粉などのキャリアー粒子と混合され
て、いわゆる二成分現像剤として用いてもよい。
本発明のトナーは種々の現像方法に適用できる。例えば
、磁気ブラシ現像方法、カスケード現像方法、米国特許
第3.909.258号明細書に記載された導電性磁性
トナーを用いる方法、特開昭53−31)36号公報に
記載された高抵抗磁性トナーを用いる方法、特開昭54
−42141号公報、同55−18656号公報、同5
4−43027号公報などに記載された方法、ファーブ
ラシ現像方法、パウダークラウド法、インプレッション
現像法などがある。
又、スリーブ等の現像剤担持体に現像剤を保持させる場
合には、磁力、クーロン力、静電気力、影像力、機械的
な力等を利用することが可能である。
また本発明に使用する転写方法としては、静電転写方式
、バイアスロール方式、圧力転写方式、磁気転写方式等
従来よシ周知の方法が用いられる。
さらに感光体上の残余のトナーをクリーニングする方法
としては、従来よシ周知のブレードクリーニング方式、
ファーブラシクリーニング方式、磁気ブラシクリーニン
グ方式等が用いられるが、発明のトナーには特にブレー
ドクリーニング方式が適している。また、クリーニング
工程に至る直前において必要に応じてトナークリーニン
グを容易にするために除電工程等を設けても良い。本発
明によるクリーニング性に関する効果は、特にOPC感
光体(有機光導電体)、アモルファスシリコン感光体に
対して好ましい結果を示す。
〔実施例〕 以下、製造例および実施例を用いて本発明の詳細な説明
するが、本発明はこれ等の実施例によシ何ら限定される
ものではない。尚、各例中の部数は全て重量部である。
〔製造例1〕 ポリオキシプロピレン(2,5)−2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパン530部e四つロフラス
コに入れ攪拌器、コンデンサー、温度計、ガス導入管を
セットし、マントルヒーター内に置く。反応容器内を窒
素ガス置換した金物例a) 7部を加える。この混合物
系ヲ180℃に加熱攪拌し15時間経過後室温まで冷却
し更に再沈殿法によシ精製してポリマーを得た。
得られたポリマーは、赤外分光分析、元素分析によシ、
前記化合物例a)で処理されている事を確認した。
更にメタノール/クロロホルム溶媒を用いた電位差滴定
法による該ポリマー中のアミン価は4.8 KOH■/
fであった。
〔製造例2〕 製造例1と同様の方式に従いポリオキシプロピレン(2
,5)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パン530部をフラスコに入し、窒素置換及び50℃加
熱を行なう。これにインフタル酸135部、トリメリッ
ト酸38部及び前記化合物例C)10部を添加し、これ
ら混合物ヲ210℃に加熱攪拌し反応させ、反応終了後
室温に冷却する。
精製後得られたポリマー中のアミン価は1.8K O,
H■/2であった。
〔製造例3〕 製造例1に於いて、前記化合物例a)  7部にかえて
前記化合物例f) 2部とする以外は製造例1と同様に
してポリマーを得た。得られたポリマーのアミン価は0
.1KOHη/2であった。
〔製造例4〕 製造例2に於いて前記化合物例j)10部とする以外は
製造例2と同様にしてポリマーを得た。得られたポリマ
ーのアミン価は、1).5KOH■/lであった。
〔製造例5〕 製造例1と同様の方式に従い、ポリオキシプロピレン(
2,5)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパン480部、グリセリン20部をフラスコに入れ窒
素置換し50℃に加熱する。
これにテレフタル酸、170部と、前記化合物例n)2
5部を加え、これらの混合物ヲ210℃に加熱攪拌し反
応させる。反応終了後、室温に冷却する。
得られたポリマーのアミン価は、 28.5KOH■/
2であった。
〔製造例6〕 製造例1と同様の方式に従い、ポリオキシプロピレン(
2,5)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパン440 部fフラスコに入し室部を添加しこれら
混合物を約210℃に加熱攪拌し反応させる。反応終了
後、室温に冷却する。
得られたポリマーのアミン価は0.8 KOH■/グで
あった。
〔製造例7〕 製造例1に於いて、前記化合物例q)15部とする以外
は製造例1と同様にしてポリマーを得た。
得られたポリマーのアミン価は0.1 KOH■/fで
あった。
〔製造例8〕 製造例1に於いて前記化合物例a) 7部を除く事の他
には、製造例1と同様にしてポリエステルを得た。
〔製造例9〕 製造例2に於いて、前記化合物例c)10部を除く事の
他には製造例2と同様にしてポリエステルを得た。
実施例1 製造例1のポリエステル    100部ニグロシン染
料         4部黒色酸化鉄        
   70部を混合し、得られた混合物をロールミルに
て150℃15分間加熱混練した後冷却し、ハンマーミ
ルにて粗砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕
機で微粉砕した。更に風力分級を行ない5〜25μを選
択し、1重量%のコロイダルシリカを添加しトナーとし
た。
次いで該トナーを使用しPC−20複写機(キャノン製
PC−20は、opc感光体を用い、ブレードクリーニ
ング方式を採用した複写機である。)を用いて15℃湿
度10 S RHの環境下で連続5000枚の複写を行
なったがクリーニング不良は全く発生せず、最後まで良
好な画像が得られた。
実施例2 トナー処方を、 製造例2のポリエステル    100部r  F82
0g          80部ニグロシン染料   
      2部とした以外は実施例1と同様にしてト
ナーを得た。
次いで該トナー?使用し、NP−1502複写機(キャ
ノン製、NP−1502はopc感光体を用いブレード
クリーニング方式を採用した複写機である。)を用いて
、35℃湿度90%RHおよび10℃湿度51RHの各
環境下でそれぞれ20,000枚の複写を行なったが、
クリーニング不良、フィルミング、現像流れlは全く発
生しなかつ次。
実施例3 トナー処方を、 製造例3のポリエステル     70部ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート  30部銅フタロシアニン顔
料      10部とした以外は、実施例1と同様に
してトナーを得た。次に、該トナーを使用し、実施例1
と同様にPC−20複写機を用い5000枚の複写を行
なつたがりIJ−ニング不良は発生しなかった。
実施例4 トナー処方を、 製造例4のポリエステル     90部スチレン−ブ
タジェン共重合体    10部トリフェニルメタン染
料        5部ジブチルチンオキサイド   
    5部黒色酸化鉄           60部
とした以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
該トナーを用い、NP−9030複写機(キャノン製、
NP−9030はアモルファスシリコン感光体を用いブ
レードクリーニング方式?採用した複写機である。)を
用いて15℃湿度10SRHの環境下、連続400,0
00枚の複写2行なった所、クリーニング不良、フィル
ミングは全く発生しなかつ念。
実施例5 実施例1で得たトナー金用い、NP−9030複写機を
用いて35℃湿度80%RHの環境下、連続400 、
000枚の複写を行・なったがクリーニング不良、画像
流れは全く発生しなかった。
〔比較例1〕 実施例1に於いて、製造例1のポリエステル100部を
製造例8のポリエステル100部とする事の他は、実施
例1と同様に行なった所1500枚複写後、・激しいク
リーニング不良が発生した。
〔比較例2〕 実施例2に於いて製造例2のポリエステル100部を製
造例9のポリエステル100部とする事の他は実施例2
と同様に行なった所35℃湿度90%RH下では900
0枚でクリーニング不良が発生し、10℃湿度5チRH
下では13000枚でクリーニング不良が発生した。
〔発明の効果の概略〕
本発明のトナーは、結着樹脂として用いるポリエステル
樹脂がアミン基含有する化合物で処理されているため、
感光ドラムに対して弱いブレード圧を有するクリーニン
グ装置、又は柔らかく感光ドラム表面に接触する毛ブラ
シによるクリーニング装置等を用いる方法に適用した場
合にも隻十分なトナーのクリーニング性を有するもので
あシ、かつ、トナーに必要なその他の種々の特性を有し
ているものである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくともポリエステル樹脂を結着樹脂として含
    有し、かつ該ポリエステル樹脂がアミノ基を有すること
    を特徴とするトナー。
  2. (2)ポリエステル樹脂が、アミン価が0.01〜10
    0KOHmg/gのものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項に記載のトナー。
  3. (3)ポリエステル樹脂が、アミノアルコールまたはア
    ミノカルボン酸から生成したアミノ基を有するものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の
    トナー。
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