JP2000267329A

JP2000267329A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP2000267329A
Application number: JP7329399A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Oda; 博文尾田; Takeshi Hiramatsu; 平松　　剛
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】定着性に優れ、かつ耐オフセット性や耐ブロ
ッキング性などにも優れている静電荷像現像用トナーを
提供する。【解決手段】４０℃から１００℃の温度範囲に粘度の
降下が開始する温度（Ｔｓ）が存在し、且つこの温度
（Ｔｓ）における粘度（η_Ts）と、これよりも１０℃高
い温度における粘度（η_Ts+10）とが、下記式を満足す
るようにする。【数１】ｌｏｇ（η_Ts）−ｌｏｇ（η_Ts+10）≧１．３

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電荷像現像用トナ
ーに関するものであり、特に定着性、耐オフセット性及
び耐ブロッキング性に優れた静電荷像現像用トナーに関
するものである。また、本発明は、これらの特性に加え
て高い流動性を有する静電荷像現像用トナーに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】静電荷像現像用トナーは、電子写真複写
機の現像剤として広く知られている。最も一般的な電子
写真複写機では、まず露光により感光体上に被複写物に
対応した静電潜像を形成させる。次いでこの静電潜像を
トナーで現像して静電潜像に対応したトナー像を形成さ
せる。最後にこのトナー像を複写紙に転写させ、定着ロ
ーラーで加熱加圧することにより、トナー像が複写紙上
に固着される。

【０００３】静電荷像現像用トナーには、上記のプロセ
スを円滑に行うために、種々の特性が要求される。中で
も定着ローラーでの加熱加圧により、トナーが複写紙上
にすみやかに定着する、いわゆる定着性の良いこと、定
着ローラーにトナーが付着して次回に定着ローラーと接
触する複写紙を汚染する、いわゆるオフセット現象を起
こさないことが重要である。また、このような定着時の
性能に加えて、トナーは現像装置内において機械的な衝
撃を受けても微粉を発生しないこと、凝集しないで流動
性の良いことも要求される。更には製造から現像装置に
供給されるまでの間にブロッキングを起こさないことも
要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の要求性能を全て十分に満足する静電荷像現像用トナー
を製造することは困難である。特に定着性と耐オフセッ
ト性及び耐ブロッキング性とは相反する特性なので、両
者を十分に満足させることは極めて困難である。従来か
ら静電荷像現像用トナーの主成分であり、かつその性能
に大きく影響する結着樹脂や、これに配合する滑剤その
他種々の助剤について多くの提案がなされているが、未
だ十分な解決策は見出されていない。従って本発明は定
着性と耐オフセット性及び耐ブロッキング性を両立させ
た静電荷像現像用トナーを提供しようとするものであ
る。また、本発明は、これらの特性に加えて高い流動性
を有する静電荷像現像用トナーを提供しようとするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る静電荷像現
像用トナーは、４０℃から１００℃の温度範囲に粘度の
降下が開始する温度（Ｔｓ）が存在し、且つこの温度
（Ｔｓ）における粘度（η_Ts）と、これよりも１０℃高
い温度における粘度（η_Ts+10）とが、式（１）

【０００６】

【数２】ｌｏｇ（η_Ts）−ｌｏｇ（η_Ts+10）≧１．３・・・・・・（１）

【０００７】を満足することを特徴とするものである。
また、本発明に係る静電荷像現像用トナーは、上記の特
性を有することに加えて、その表面に無機微粉末及びこ
れと反対の帯電極性の微粉末を含有していて、両者の合
計が０．５重量％以上であることを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明について詳細に説明する
と、本発明に係る静電荷像現像用トナーは、結着樹脂に
着色剤を配合し、これに常用の種々の助剤を添加したも
のを、溶融混練したのち所定の粒度に粉砕することによ
り製造することができる。結着樹脂としては従来からこ
の用途に用い得ることが知られている任意のものを用い
ことができるが、通常はスチレン系樹脂、エポキシ系樹
脂又は飽和若しくは不飽和ポリエステル樹脂などが用い
られる。好ましくはスチレン若しくは置換スチレンの
（共）重合体、又はこれらのモノマーと他のビニル系モ
ノマーとの共重合体であるスチレン系樹脂が用いられ
る。そのいくつかを例示すると、ポリスチレン、ポリク
ロロスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−
クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビ
ニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレ
ン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体（例えば、ス
チレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、スチレン
−（メタ）アクリル酸エチル共重合体、スチレン−（メ
タ）アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸フェ
ニル共重合体など）、スチレン−クロロアクリル酸メチ
ル共重合体、及びスチレン−アクリロニトリル−アクリ
ル酸エステル共重合体などが挙げられる。スチレン系樹
脂の中でも特に好ましいのはスチレン−アクリル酸エス
テル共重合体である。結着樹脂は所望ならばいくつかを
併用することもできる。

【０００９】着色剤も従来からこの用途に用いることが
知られている任意の染顔料を用いることができる。例え
ば、カーボンブラック、紺青、フタロシアニンブルー、
フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミ
ン系染料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジン
イエロー、ローズベンガル、トリアリールメタン系染
料、アントラキノン系染料、アゾ系顔料などが用いられ
る。これらの着色剤も所望によりいくつかを併用しても
良い。

【００１０】本発明に係る静電荷像現像用トナーは、４
０℃から１００℃、好ましくは６０℃から８０℃の温度
範囲に粘度の降下が開始する温度（Ｔｓ）が存在し、且
つこの温度（Ｔｓ）における粘度（η_Ts）と、これより
も１０℃高い温度における粘度（η_Ts+10）とが式
（１）を満足することが必要であり、

【００１１】

【数３】ｌｏｇ（η_Ts）−ｌｏｇ（η_Ts+10）≧１．３・・・・・・（１）

【００１２】そのために通常は上記の温度範囲内の狭い
温度範囲で融解する、例えば示差走査熱量計（ＤＳＣ）
での測定において融解に対応する吸熱ピークの半値幅が
１５℃以下、好ましくは１０℃以下であるようなワック
スなどを含有させる。例えば低分子量ポリエチレン、低
分子量ポリプロピレンなどのような分子量１０００以下
のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、エス
テルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等の
１種又は２種以上を含有させればよい。その量は結着樹
脂１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは３
〜１０重量部程度である。なお、これらのワックス類な
どは、通常はトナーの製造時に結着樹脂に配合するが、
結着樹脂の製造時に重合反応系内にこれらを存在させ
て、これらを含む、ないしはこれらがグラフト重合した
結着樹脂として用いることもできる。

【００１３】本発明に係る静電荷像現像用トナーには、
上記の各成分に加えて、常用の種々の助剤を含有させる
ことができる。例えばトナーの離型性を改良し、高温オ
フセットを防止するために、高級脂肪酸、脂肪酸アミ
ド、金属石鹸などの離型剤を含有させても良い。その量
は結着樹脂１００重量部に対して通常０．１〜１０重量
部である。また、トナーの帯電性を調整するために、通
常は正帯電性又は負帯電性の帯電制御剤を含有させる。
帯電制御剤としては種々のものが知られており、その中
から適宜選択して用いればよい。例えば正帯電性トナー
に対しては、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム
塩、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合
物等、負帯電性トナーに対しては、含金属アゾ系染料、
サリチル酸金属錯体、アルキルサリチル酸の金属錯体、
カーリックスアレーン化合物などを含有させる。その量
は結着樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部
程度が好ましい。

【００１４】静電荷像現像用トナーには、一般に流動性
向上剤としてシリカ、チタニア、アルミナ、マグネシ
ア、酸化亜鉛などの無機微粉がその表面に添加されてい
る。また、感光体に付着したトナーを研磨して除去する
目的で流動性向上剤に加えて無機微粉末、例えば酸化
鉄、酸化クロム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネ
シウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、アルミナ、
チタニア、酸化亜鉛などを表面に添加することも知られ
ている。また、このような微粉末は、その抵抗を調節し
たり、疎水性を向上させたり、帯電特性を調整するため
に、シランカップリング剤、チタネートカップリング
剤、シリコンオイル、アミノ基を有するスチレン系樹脂
などで表面処理して用いられている。本発明に係るトナ
ーもその表面に流動性向上剤としての無機微粉末と、こ
れとは反対の帯電極性を有する微粉末とを含有している
のが好ましい。また、その含有量は両者の合計が０．５
重量％以上であるのが好ましい。両者を合わせて０．５
重量％未満の量で含有させたり、流動性向上剤のみを
０．５重量％以上含有させた静電荷像現像剤を用いて印
字を行うと、白抜けや黒ぽちが生じやすく、また、連続
印字したときの濃度変化が大きいなどという問題があ
る。流動性向上剤としては一般に負帯電性のシリカを用
いるのが好ましい。また、このシリカと併用する正帯電
性の微粉末としてはアミノ基を有するシランカップリン
グ剤で処理された無機化合物、又はアミノ基を有するア
クリル酸エステルをモノマーの一成分とする共重合体の
微粉末、若しくはこの共重合体でコーティングされてい
る微粉末を用いるのが好ましい。

【００１５】本発明に係る静電荷像現像用トナーは、磁
性キャリアと混合して二成分現像剤として用いることが
でき、また磁性粉末を含有させた磁性一成分系現像剤と
して用いることもできる。磁性粉末は結着樹脂１００重
量部に対して通常２０〜７０重量部となるように用いれ
ばよい。磁性キャリアとしては粒径２０〜２００μｍ程
度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉などの常用の
ものを用いればよい。また、これらはシリコーン系樹
脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂な
どでコーティング処理して用いるのも好ましい。

【００１６】本発明に係る静電荷像現像用トナーは、常
法に従って製造することができる。通常は結着樹脂、着
色剤、４０℃〜１００℃、好ましくは６０℃〜８０℃の
温度範囲のうち或る点で急速に融解するワックス類、帯
電制御剤などを混合し、次いで混練して均一な組成物と
する。これを冷却したのち、粉砕分級して、所定の粒径
範囲のものを取得する。通常は粒径３〜１２μｍ、好ま
しくは３〜１０μｍのものを取得する。これに流動性向
上剤として常用のシリカなどの無機微粉を添加し、表面
に付着させて静電荷像現像剤とする。好ましくは本発明
においては流動性向上剤に加えて、これと反対の帯電極
性の微粉末を併用する。これにより、連続印字を行って
も白抜け、黒ぽち等の画像欠陥が発生せず、かつ画像濃
度の変化が少なく、良好な画像を安定して得ることがで
きる。流動性向上剤及びこれと反対の帯電極性の微粉末
の添加量は併せて０．５重量％以上であるのが好まし
い。通常はそれぞれの添加量が０．１重量％以上で且つ
合計で０．５重量％以上であるのが好ましい。添加量の
上限は通常２．０重量％程度でよく、これ以上添加して
もさらなる効果の向上は望めない。

【００１７】結着樹脂、着色剤、帯電制御剤及びワック
ス類などを混合するするにはダブルコーン・ミキサー、
Ｖ型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、
ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等を用いれば良
い。混合物の混練には加圧ニーダーやバンバリーミキサ
ー等の回分式装置を用いることもできるが、連続生産可
能な押出機を用いるのが有利である。例えば神戸製鋼所
製のＫＴＫ型２軸押出機、東芝機械社製のＴＥＭ型２軸
押出機、ケイ・シー・ケイ社製の２軸押出機、池貝鉄工
所製のＰＣＭ型２軸押出機、ブス社製のコ・ニーダーな
どを用いる。混練物は２本ロール等で圧延したのち、冷
却・固化させ、固化物はクラッシャー、ハンマーミル、
フェザーミル等で粗粉砕し、引き続いてジェットミル、
高速ローター回転式ミル等で細粉砕する。粉砕物は慣性
分級方式のエルボジェット、遠心力分級方式のミクロプ
レックス、ＤＳセパレーター等で分級して、所定の粒径
範囲のものをトナーとして取得する。分級工程で発生し
た粗粉は粉砕工程に戻し、微粉は原料の配合工程に戻
す。このようにして得た製品に、流動性向上剤、好まし
くは流動性向上剤及びこれと反対の帯電極性の微粉末を
添加し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーなどの
粉体にせん断力を付与する装置で攪拌・混合して、これ
らの外添剤を製品の表面に付着させ、本発明に係る静電
荷像現像用トナーとする。この際、発熱して凝集物が生
成し易いので、装置を冷却するなどして温度調節するの
が好ましい。また、外添剤との混合を終えたものを篩分
して、凝集物を除去するのが好ましい。篩分は佐藤式振
動篩、ジャイロシフター、遠心式スクリーン分級機など
を用いて行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。なお、本明細書においてトナーの粘度の低下が
開始する温度は、レオロジ社のＭＲ５００を用い、下記
の条件で測定した温度−粘度曲線から求めた。

【００１９】測定法：動的（正弦波）１Ｈｚモード：温度分散治具：パラレルプレートプレート径：２０ｍｍギャップ：２ｍｍ昇温速度：２℃／分歪み：自動

【００２０】トナー表面に添加する微粉末の帯電極性
は、３０ｃｃのガラス製サンプルビンにパウダーテック
社製のノンコートフェライトキャリア（Ｆ１００）１
９．９ｇと粉末サンプル０．１ｇを計り込み、手振りで
１０回程度軽く振って混合した後、振幅１５ｍｍ、８．
３３Ｈｚの水平振動を与えるしんとう機にて１分間攪拌
した後のサンプルを、ブローオフ帯電量測定装置を用い
て測定した帯電量の極性である。

【００２１】また、使用した原料は以下の通りである。結着樹脂Ａ：スチレン／ｎ−ブチルアクリレート樹脂
（Ｍｗ＝２７万、Ｍｎ＝０．３２万、軟化点＝１３２
℃）結着樹脂Ｂ：スチレン／ｎ−ブチルアクリレート樹脂
（Ｍｗ＝１４万、Ｍｎ＝０．８８万、軟化点＝１２８
℃）結着樹脂Ｃ：スチレン／ｎ−ブチルアクリレート樹脂
（Ｍｗ＝３０万、Ｍｎ＝０．３０万、軟化点＝１３１
℃）結着樹脂Ｄ：スチレン／ｎ−ブチルアクリレート樹脂
（Ｍｗ＝２０万、Ｍｎ＝０．３５万、軟化点＝１３０
℃）着色剤Ａ：カーボンブラックＭＡ１００Ｓ（三菱化学社
製品、一次粒径２２ｎｍ、窒素吸着比表面積１１４ｍ²
／ｇ、ＤＢＰ吸収量１００ｃｍ³／１００ｇ、ｐＨ３．
５）着色剤Ｂ：カーボンブラック＃２５（三菱化学社製品、
一次粒径４０ｎｍ、窒素吸着比表面積５２ｍ²／ｇ、Ｄ
ＢＰ吸収量６９ｃｍ³／１００ｇ、ｐＨ８．０）着色剤Ｃ：赤色顔料３４２９ＥＣＲ（大日精化社製
品）ポリオレフィンワックスＡ：低分子量ポリエチレンＰＥ
１３０（ヘキスト社製品、分子量約３０００、軟化点１
２５℃）ポリオレフィンワックスＢ：低分子量ポリプロピレン
（三洋化成社製品ＴＰ−３２、平均分子量＝８０００、
軟化点１５５℃）ポリオレフィンワックスＣ：低分子量ポリプロピレン
（三井化学社製品ＮＰ５０５、分子量Ｍｎ＝約９００
０、軟化点１５５℃）帯電制御剤Ａ：Ｓ５４（オリエント化学社製品金属含
有アゾ染料）帯電制御剤Ｂ：ナフトールＡＳ系化合物帯電制御剤Ｃ：Ｓ３４（オリエント化学社製品金属含
有アゾ染料）帯電制御剤Ｄ：Ｐ５１（オリエント化学社製品４級ア
ンモニウム塩化合物）パラフィンワックス：融点６９℃ ベヘン酸ベヘニル：融点７２℃

【００２２】実施例１〜７及び比較例１〜３原料を表１に示す重量比で配合し、配合物を２軸押出機
を用いて連続的に混練した。混練物を冷却したのち粉砕
・分級して、平均粒径９μｍの着色粉末を取得した。こ
の着色粉末１００重量部に対して、アミノ基を含有する
アクリル樹脂でコーティングしたマグネタイト粉末（平
均粒径０．３μｍ、ノンコートフェライトキャリアに対
して正に帯電する）０．３重量部と、シリカ粉末（ＢＥ
Ｔ法による比表面積１７０ｍ₂／ｇ、ノンコートフェラ
イトキャリアに対して負に帯電する。）０．７重量部を
添加し、スーパーミキサーで処理したのち、目開き７５
μｍの超音波篩で篩分し、篩下品を製品として取得し
た。これをシリコン樹脂でコーティングしたフェライト
キャリアと混合して２成分現像剤を調製した。

【００２３】有機感光体を備えたレーザープリンターを
用いて、上記の２成分現像剤の印字試験を行った。評価
は金属ローラーにテフロンコーティングした直径４０ｍ
ｍの上部ヒートローラーと、シリコンゴムを被覆した直
径４０ｍｍの下部バックアップローラーからなる定着装
置に、未定着物を３００ｍｍ／秒、ニップ幅５ｍｍの条
件で通過させることにより行った。表２の定着強度は、
ヒートロール表面を１８０℃に設定して定着したときの
テープ剥離強度である。

【００２４】テープ剥離強度は以下のようにして測定し
た。未定着のベタ画像を取り、上記定着装置を通してト
ナー像を紙に定着させる。定着したベタ像の画像濃度を
マクベス社のＲＤ９１４を用いて測定する。ベタ画像に
粘着テープ（Ｓｃｏｔｃｈメンディングテープ住友ス
リーエム社製）を張り付けた後、粘着テープを一定速度
で引き剥がす。粘着テープを引き剥がした後に再び画像
濃度を測定し、テープ剥離前後の画像濃度の比（％）を
計算し、その値を定着強度とする。

【００２５】また、上記の製品をシリコン樹脂でコーテ
ィングしたフェライトキャリアと３．５：９６．５（重
量比）で混合して調製した２成分現像剤を用いて、有機
感光体を用いたレーザープリンターで１０万枚の連続印
刷試験を行ったところ、いずれの製品も色抜け等の画像
欠陥がなく、カブリが少なく、画像濃度の十分な印刷物
を与えた。また、トナーの搬送、補給などにも問題がな
いことが確認できた。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例８〜１５原料を表３に示す配合比で配合し、配合物を２軸押出機
を用いて連続的に混練した。混練物を冷却したのち粉砕
・分級して、平均粒径９μｍの着色粉末Ａ〜Ｃを取得し
た。この着色粉末１００重量部に下記の外添剤を表４に
示す配合比で添加し、スーパーミキサーで処理したの
ち、目開き７５μｍの超音波篩で篩分し、篩下品を製品
として取得した。

【００２９】上記で得た製品と、シリコン樹脂でコーテ
ィングしたフェライトキャリアとを４：９６（重量比）
で混合して２成分現像剤を調製した。有機感光体を備え
たレーザープリンターを用いて、上記の２成分現像剤の
印刷試験を行った。画像濃度変化量は、印字率０．５％
と１５％とでそれぞれ２０００枚印字したときの変化量
であり、マクベス濃度計を用いて測定した値である。定
着強度の評価は、金属ローラーにテフロンコーティング
をした直径４０ｍｍの上部ヒートローラー（１８０℃）
とシリコンゴムを被覆した直径４０ｍｍの下部バックア
ップローラーからなる定着装置に、未定着物を３００ｍ
ｍ／秒、ニップ幅５ｍｍの条件で通過させることにより
定着させた印字物について、テープ剥離強度を測定した
ものである。

【００３０】外添剤Ａ：Ｒ９７４（負帯電性シリカ微粉
末、日本アエロジル社製品、ＢＥＴ法による比表面積１
７０ｍ₂／ｇ、ノンコートフェライトキャリアに対して
負に帯電する）外添剤Ｂ：Ｒ９７２（負帯電性シリカ微粉末、日本アエ
ロジル社製品、ＢＥＴ法による比表面積１１０ｍ₂／
ｇ、ノンコートフェライトキャリアに対して負に帯電す
る）外添剤Ｃ：ＲＡ２００ＨＳ（正帯電性シリカ微粉末、日
本アエロジル社製品、ＢＥＴ法による比表面積１４５ｍ
₂／ｇ、ノンコートフェライトキャリアに対して正に帯
電する）

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のトナーの温度−粘度曲線である。

【図２】比較例３のトナーの温度−粘度曲線である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA01 AA06 AA08 CA02 CA04 CA12 CA13 CA14 CA26 CA28 CB03 CB13 DA02 DA03 DA06 DA10 EA03 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂と着色剤とを必須成分とする静
電荷像現像用トナーであって、４０℃から１００℃の温
度範囲に粘度の降下が開始する温度（Ｔｓ）が存在し、
且つこの温度（Ｔｓ）における粘度（η_Ts）と、これ
よりも１０℃高い温度における粘度（η_Ts+10）とが式
（１）【数１】ｌｏｇ（η_Ts）−ｌｏｇ（η_Ts+10）≧１．３・・・・・・（１）を満足することを特徴とする静電荷像現像用トナー。た
だし、粘度の単位はＰａ.sである。
【請求項２】粘度の降下が開始する温度（Ｔｓ）が６
０〜８０℃の温度範囲に存在することを特徴とする請求
項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項３】結着樹脂がスチレンとアクリル酸エステ
ルとの共重合体であることを特徴とする請求項１又は２
記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項４】静電荷像現像用トナーが、その表面に無
機微粉末及びこれと反対の帯電極性の微粉末を有してお
り、両者の合計が０．５重量％以上であることを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかに記載の静電荷像現像
用トナー。
【請求項５】無機微粉末が負帯電性のシリカであり、
これと反対の帯電極性の微粉末がアミノ基を有するシラ
ンカップリング剤、又はアミノ基を有するシリコンオイ
ルで処理されたものであることを特徴とする請求項４記
載の静電荷像現像用トナー。
【請求項６】無機微粉末が負帯電性のシリカであり、
これと反対の帯電極性の微粉末がアミノ基を有するアク
リル酸エステルをモノマーの一成分とする共重合体の微
粉末、又はこの共重合体でコーティングされているもの
であることを特徴とする請求項４記載の静電荷像現像用
トナー。