JPH04214570A - 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］ 本発明は電子写真法、静電印刷法などにおいて、電気的
潜像または磁気的潜像を現像するのに用いられるトナー
に関する。特に熱ロール定着法において、より低温で充
分定着するオイルレストナーに関する。

［従来の技術］ 電子写真法、静電印刷法、静電記録法などで形成される
静電荷像は乾式法の場合、一般にバインダー樹脂および
着色剤を主成分とする乾式トナーで現像後、コピー用紙
上に転写、定着される。トナー像の定着法としては種々
あるが、熱効率が高いことおよび高速定着が可能である
ことから熱ローラー定着方式が広く採用されている。こ
のような熱定着方式で高速定着を行う場合、トナーには
良好な低温定着性（または定着下限温度が低いこと）が
要求され、またこのためにバインダー樹脂としては低軟
化点のものが使用される。しかしトナー中に低軟化点樹
脂を含有させると、定着時にトナー像の一部が熱ローラ
ーの表面に付着し、これがコピー用紙上に転移して地汚
れを起こす、いわゆるオフセット性および巻き付き現象
（特に熱ローラー温度が低いときに多い）が発生し易く
なる。そこでこれらの現象を防止する手段として特開昭
５１−１４３３３３号、同５７−１４８７５２号、同５
８−９７０５６号、同６０−２４７２５０号等では離型
剤として固形シリコーンワニス、高級脂肪酸、高級アル
コール、各種ワックス等を添加することが提案されてい
るが、いずれも良好な低温定着性を維持しながら、充分
な耐オフセット性および耐巻き付き性を示すものは知れ
ていない。具体的には従来の低分子量ポリエチレン、低
分子量ポリプロピレン等のポリオレフィンワックスは耐
オフセット性は良好であるが、低温定着性が充分でなく
、キャンデリラワックス等の植物性ワックスは耐オフセ
ット性および低温定着性は良好であるが、耐巻き付き性
が十分でなく、また、固形シリコーンワニス、固形シリ
コーンオイル、アミドワックス、高級脂肪酸、高級アル
コールは低温定着性は良好であるが耐オフセット性およ
び耐巻き付き性が十分でない。しかも従来の離型剤はバ
インダー樹脂への分散性が悪いため、現像中、離形剤が
トナーから遊離して感光体や現像スリーブに付着する、
いわゆるフィルミングが多く、またスペントトナーによ
るキャリア汚染も生じ、長期に亘って安定して良質の画
像を形成することは困難であった。さらには前記各種ワ
ックスを含有せしめることにより、高温高湿下における
摩擦帯電量と低温低湿における摩擦帯電量の差（以後、
Ｑ／Ｍ環境変動とする）が大きくなり、ラン中における
画像濃度の変動が発生し易くなるという問題が発生し、
いまだ満足できる改善はなされていないのが現状である
。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、定着時、十分な耐オフセット性を有し
、定着下限温度が低く、しかも定着ロールへの巻き付き
が発生しないこと、さらに他の目的は地汚れやトナー飛
散がなく、連続使用時においても初期画像と同等の忠実
度の高い画像が得られ、高速定着に好適な静電荷像現像
用トナーを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、結着樹脂、着色剤および離型剤を主成分とす
る静電荷像現像用トナーにおいて、結着樹脂としてポリ
エステル樹脂、離型剤としてカルナウバワックス及び／
又はモンタン系エステルワックスと下記一般式（１）で
表される含フッ素４級アンモニウム塩化合物をそれぞれ
用いることを特徴とする静電荷像現像用トナー一般式（
１） ［式中 Ｘ：−ＳＯ２−、−ＣＯ− Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４：Ｈ、炭素数１〜１０のアルキ
ル基、アリール基 ｎ、ｍ：正の整数］ である。

本発明においてカルナウバワックス及び／又はモンタン
系エステルワックスの使用量はバインダー樹脂に対して
通常０．５〜２０％、好ましくは１〜１０ｗｔ％である
。また、前記一般式であられされる含フッ素４級アンモ
ニウム塩化合物の使用量は０．０１〜２０ｗｔ％であり
、好ましくは０．１〜５ｗｔ％である。

次に本発明のトナーに用いられる他の材料について説明
する。

本発明に使用されるバインダー樹脂としては、ポリエテ
ル樹脂を用いるが中でもビスフェノールジオール型と多
価カルボン酸から合成されるポリエステル樹脂であると
耐塩ビマット性やカラートナーの色材の色を損なうこと
なく、良好な現像剤を得ることができる。また、さらに
前記一般式で表される含フッ素４級アンモニウム塩化合
物を含有することにより、良好な耐オフセット性を効果
的に得られ、さらにＱ／Ｍ環境変動においても良好なト
ナーを得ることができる。

また、カルナウバワックス及び／又はモンタン系エステ
ルワックスを含有することにより良好な低温定着性およ
び耐巻き付き性、耐フィルミング性を得ることができる
。

また、本発明に使用するカルナウバワックスの酸価は、
２．０以下であることは好ましく、２．０をこえた場合
、環境変動が大きくなるという不具合が生じる。又、モ
ンタン系エステルワックスの酸価は、５以上１４以下で
あることが好ましく、５より小さいと、トナー混練中に
おける結着樹脂との分散不良が発生しやすいなどの問題
が発生する。又、ワックス製造工程における収率の低下
からコストアップ等の問題も発生する。又、酸価が１４
を越えた場合、環境変動が大きくなるという不具合が生
じる。

本発明に使用される含フッ素４級アンモニウム塩化合物
としては下記化合物が挙げられる。

本発明に使用される着色剤としてはカーボンブラック、
ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリ
ンブルー、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６Ｇ、レーキ、カ
ルコオイルブルー、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、トリアリルメタン
系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公
知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得
る。これらの着色剤の使用量はバインダー樹脂に対して
、通常１〜３０ｗｔ％、好ましくは３〜２０ｗｔ％であ
る。

さらに本発明のトナーは二成分系現像剤として用いる場
合にはキャリア粉と混合して用いられる。

本発明に使用し得るキャリアとしては、公知のものがす
べて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッ
ケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等およ
びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられ
る。

さらに本発明のトナーはさらに磁性材料を含有させ、磁
性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に
含まれる磁性材料としては、マグネタト、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
な金属あるいはこれら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などが挙げられる。

これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のも
のが望ましく、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
である。

また、本発明のトナーは必要に応じて添加物を混合して
もよい。添加物としては例えばテフロン、ステアリン酸
亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素等
の研磨剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化アル
ミニウムなどの流動性付与剤、ケーキング防止剤、ある
いは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与
剤、あるいは低分子量ポリオレフィンなどの定着助剤等
がある。

以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。な
お、部数はすべて重量部である。

［実施例］ 実施例１ ポリエステル樹脂（数平均分子量 Ｍｎ＝６０００、重量平均分子量Ｍｗ＝５００００、ガ
ラス転移点Ｔｇ＝６１℃）８１部カルナウバワックス（
酸価０．５）４部カーボンブラック（三菱カーボン 社製＃４４）１２部 含フッ素４級アンモニウム塩化合 物例−１　３部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで８０〜１１０℃の温度で約４０
分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を粉
砕、分級し、５〜２０μｍの粒径のトナーを得た。

このトナー３部に対し、シリコーン樹脂を被覆した１０
０〜２５０メッシュのフェライトキャリア９７部とをボ
ールミルで混合し、２成分系現像剤を得た。

次に定着ローラーとしてテフロン被覆ローラーを具備し
た普通紙複写機（当社製ＦＴ−７０３０）に前記現像剤
をセットし、熱ローラー温度１３０℃で連続コピーテス
トを行ったところ、オフセットや巻き付き現象を生じる
ことなく、初期はもちろん、１０万枚コピー後も良好な
画像が得られ、感光体や現像スリーブへのフィルミング
もみられなかった。

また、定着テストとしてホットオフセット、コールドオ
フセット、巻き付き発生温度および定着下限温度を測定
したところ、後記表−１に示すように良好な結果が得ら
れた。また、さらに３０℃９０％、１０℃１５％それぞ
れの環境下において画像出しをおこない、帯電量を測定
したところ、−２８．５μｃ／ｇ、−２６．３μｃ／ｇ
と良好な結果が得られ、さらにそれぞれ良好な画像が得
られた。さらに１０万枚後の現像剤のトナースペントを
測定したところ、トナースペントは認められなかった。

比較例１ 実施例１のカルナウバワックスの代わりに、低分子量ポ
リプロピレン（三洋化成工業社製６６０Ｐ）用いる以外
は実施例１と同様に現像剤を得、連続コピーテストを行
ったところ、巻き付き現象が発生し、良好な画像は得ら
れなかった。また定着性は後記表−１に示すようによい
が、巻き付き性や、低温定着性は十分であったが、ホッ
トオフセットが発生し実用レベルではなかった。また環
境変動においてもその変動率が大きく不十分な結果とな
った。

実施例２ ポリエステル樹脂（数平均分子量 Ｍｎ＝５３００、重量平均分子量Ｍｗ＝５１０００、ガ
ラス転移点Ｔｇ＝５９．５℃）８５部カルナウバワック
ス（酸価０．９）３部カーボンブラック（三菱カーボン 社製＃４４）９部 含フッ素４級アンモニウム塩化合 物例−２　０．５部 含クロムモノアゾ染料（オリエン ト化学社製Ｓ−３４）２部 上記組成の混合物を実施例１と同様に、ヘンシェルミキ
サー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで８０〜１１
０℃の温度で約４０分加熱溶融し、室温まで冷却後、得
られた混練物を粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。

このトナー３．５部に対し、１５０〜２５０メッシュの
酸化鉄粉キャリア（日本鉄粉社製ＴＥＦＶ）９６．５部
とをボールミルで混合し、二成分系現像剤を得た。

以下この現像剤を用いて実施例１と同様に連続コピーテ
ストを行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が得
られた。またこのものの定着性は後記表−１に示すよう
に良好であった。

実施例３ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−３を用いたほか
は実施例１と同様にして、現像剤を得た。次のこの現像
剤を実施例１と同様にして連続コピーテストを行ったと
ころ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。またこ
のものの定着性は後記表−１に示すように良好であった
。

比較例２ 実施例２のカルナウバワックスを用いない以外は実施例
２と同様に現像剤を作製し、連続コピーテストを行った
ところ、耐オフセット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果
であったが巻き付き現象が発生し、良好な画像は得られ
なかった。

さらには後記表−１で示されるように低温定着性が不十
分であった。

比較例３ 実施例３のカルナウバワックスを用いない以外は実施例
３と同様に現像剤を作製し、連続コピーテストを行った
ところ、比較例２同様、耐オフセット性やＱ／Ｍ環境変
動は満足な結果であったが巻き付き現象が発生し、良好
な画像は得られなかった。さらには後記表−１で示され
るように低温定着性が不十分であった。

実施例４ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−７を用いたほか
は実施例１と同様にして現像剤を得た。次にこの現像剤
を実施例１と同様にして連続コピーテストを行ったとこ
ろ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。またこの
ものの定着性は後記表−１に示すように良好であった。

実施例５ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１０を用いたほ
かは実施例１と同様にして、現像剤を得た。次にこの現
像剤を実施例１と同様にして連続コピーテストを行った
ところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。また
このものの定着性は後記表−１に示すように良好であっ
た。

実施例６ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１３を用いたほ
かは実施例１と同様にして、現像剤を得た。次にこの現
像剤を実施例１と同様にして連続コピーテストを行った
ところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。また
このものの定着性は後記表−１に示すように良好であっ
た。

比較例４ 実施例３の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−３を
用いない以外は実施例３と同様に現像剤を作製し、連続
コピーテストを行ったところ、比較例２同様、耐オフセ
ット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが巻き付
き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。さらに
は後記表−１で示されるように低温定着性が不十分であ
った。

比較例５ 実施例５の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１０
を用いない以外は実施例５と同様に現像剤を作製し、連
続コピーテストを行ったところ、比較例２同様、耐オフ
セット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが巻き
付き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。さら
には後記表−１で示されるように低温定着性が不十分で
あった。

比較例６ 実施例６の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１３
を用いない以外は実施例６と同様に現像剤を作製し、連
続コピーテストを行ったところ、比較例２同様、耐オフ
セット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが巻き
付き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。さら
には後記表−１で示されるように低温定着性が不十分で
あった。

オフセット発生温度； コピー紙上に転写されたトナー画像を前記テフロン被覆
ローラーでローラーの加熱温度を順次上昇させながら、
ローラーのニップ幅４ｍｍおよび線速２５０ｍｍ／ｓｅ
ｃの条件で定着する操作を繰り返して地汚れが発生する
温度を求め、このときの最低温度をコールドオフセット
発生温度とし、また最高温度をホットオフセット発生温
度とする。

巻き付き発生温度； いわゆるベタ黒の原稿を用いてコピー用紙のほぼ全面に
トナーを転写せしめ、これをローラーの加熱温度を順次
低下させるほかはオフセット発生温度の測定の場合と同
様に定着させる操作を繰り返し、ローラーにこのコピー
用紙が巻き付いた時の温度を求める。

定着下限温度； オフセット発生温度の測定の場合と同様にして定着を行
い、クロックメーターによるトナー定着率が７０％に達
したときの温度を求める。

環境変動； ３０℃９０％、１０℃１５％それぞれの環境下において
帯電量を測定し、その変動率を求める。

実施例７ ポリエステル樹脂（数平均分子量 Ｍｎ＝６０００、重量平均分子量Ｍｗ＝５００００、ガ
ラス転移点Ｔｇ＝６１℃）８１部モンタン系エステルワ
ックス （酸価９．５）４部 カーボンブラック（三菱カーボン 社製＃４４）１２部 含フッ素４級アンモニウム塩化合物 例−１　３部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで８０〜１１０℃の温度で約４０
分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を粉
砕、分級し、５〜２０μｍの粒径のトナーを得た。

このトナー３部に対し、シリコーン樹脂を被覆した１０
０〜２５０メッシュのフェライトキャリア９７部とをボ
ールミルで混合し、２成分系現像剤を得た。

次に定着ローラーとしてテフロン被覆ローラーを具備し
た普通紙複写機（当社製ＦＴ−７０３０）に前記現像剤
をセットし、熱ローラー温度１３０℃で連続コピーテス
トを行ったところ、オフセットや巻き付き現象を生じる
ことなく、初期はもちろん、１０万枚コピー後も良好な
画像が得られ、感光体や現像スリーブへのフィルミング
もみられなかった。

また、定着テストとしてホットオフセット、コールドオ
フセット、巻き付き発生温度および定着下限温度を測定
したところ、後記表−１に示すように良好な結果が得ら
れた。またさらに３０℃９０％、１０℃１５％それぞれ
の環境下において画像出しをおこない、帯電量を測定し
たところ、２８．５μｃ／ｇ、２６．３μｃ／ｇと良好
な結果が得られ、さらにそれぞれ良好な画像が得られた
。さらに１０万枚後の現像剤のトナースペントを測定し
たところ、トナースペントは認められなかった。

比較例７ 実施例７のモンタン系エステルワックスの代わりに、低
分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製６６０Ｐ）を
用いる以外は実施例１と同様に現像剤を得、連続コピー
テストを行ったところ、巻き付き現象が発生し、良好な
画像は得られなかった。また定着性は後記表−１に示す
ようによいが、巻き付き性や、低温定着性は十分であっ
たが、ホットオフセットが発生し実用レベルではなかっ
た。また環境変動においてもその変動率が大きく不十分
な結果となった。

実施例８ ポリエステル樹脂（数平均分子量 Ｍｎ＝５３００、重量平均分子量Ｍｗ＝５１０００、ガ
ラス転移点Ｔｇ＝５９．５℃）８５部モンタン系エステ
ルワックス （酸価１２．０）３部 カーボンブラック（三菱カーボン 社製＃４４）９部 含フッ素４級アンモニウム塩化合物 例−２　３部 上記組成の混合物を実施例７と同様に、ヘンシェルミキ
サー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで８０〜１１
０℃の温度で約４０分加熱溶融し、室温まで冷却後、得
られた混練物を粉砕分級し、５〜２０μｍの粒径のトナ
ーを得た。

このトナー３．５部に対し、１５０〜２５０メッシュの
酸化鉄粉キャリア（日本鉄粉社製ＴＥＦＶ）９６．５部
とをボールミルで混合し、二成分系現像剤を得た。

以下この現像剤を用いて実施例７と同様に連続コピーテ
ストを行ったところ、実施例７と同様に良好な結果が得
られた。またこのものの定着性は後記表−２に示すよう
に良好であった。

実施例９ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−３を用いたほか
は実施例７と同様にして、現像剤を得た。次のこの現像
剤を実施例７と同様にして連続コピーテストを行ったと
ころ、実施例７と同様に良好な結果が得られた。またこ
のものの定着性は後記表−２に示すように良好であった
。

比較例８ 実施例８のモンタン系エステルワックスを用いない以外
は実施例８と同様に現像剤を作製し、連続コピーテスト
を行ったところ、耐オフセット性やＱ／Ｍ環境変動は満
足な結果であったが巻き付き現象が発生し、良好な画像
は得られなかった。さらには後記表−２で示されるよう
に低温定着性が不十分であった。

比較例９ 実施例９のモンタン系エステルワックスを用いない以外
は実施例９と同様に現像剤を作製し、連続コピーテスト
を行ったところ、比較例８同様、耐オフセット性やＱ／
Ｍ環境変動は満足な結果であったが巻き付き現象が発生
し、良好な画像は得られなかった。さらには後記表−２
で示されるように低温定着性が不十分であった。

実施例１０ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−７を用いたほか
は実施例７と同様にして現像剤を得た。次にこの現像剤
を実施例７と同様にして連続コピーテストを行ったとこ
ろ、実施例７と同様に良好な結果が得られた。またこの
ものの定着性は後記表−２に示すように良好であった。

実施例１１ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１０を用いたほ
かは実施例７と同様にして、現像剤を得た。次にこの現
像剤を実施例７と同様にして連続コピーテストを行った
ところ、実施例７と同様に良好な結果が得られた。また
このものの定着性は後記表−２に示すように良好であっ
た。

実施例１２ 含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１３を用いたほ
かは実施例７と同様にして、現像剤を得た。次にこの現
像剤を実施例７と同様にして連続コピーテストを行った
ところ、実施例７と同様に良好な結果が得られた。また
このものの定着性は後記表−２に示すように良好であっ
た。

比較例１０ 実施例９の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−７を
用いない以外は実施例９と同様に現像剤を作製し、連続
コピーテストを行ったところ、比較例８同様、耐オフセ
ット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが巻き付
き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。さらに
は後記表−２で示されるように低温定着性が不十分であ
った。

比較例１１ 実施例１１の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１
０を用いない以外は実施例１１と同様に現像剤を作製し
、連続コピーテストを行ったところ、比較例８同様、耐
オフセット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが
巻き付き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。

さらには後記表−２で示されるように低温定着性が不十
分であった。

比較例１２ 実施例１２の含フッ素４級アンモニウム塩化合物例−１
３を用いない以外は実施例１２と同様に現像剤を作製し
、連続コピーテストを行ったところ、比較例８同様、耐
オフセット性やＱ／Ｍ環境変動は満足な結果であったが
巻き付き現象が発生し、良好な画像は得られなかった。

さらには後記表−２で示されるように低温定着性が不十
分であった。

［発明の効果］ 本発明の静電荷像現像用トナーは以上のようにカルナウ
バワックス及び／又はモンタン系エステルワックスと、
含フッ素４級アンモニウム塩化合物を含有しているので
、 （１）十分な耐オフセット性、耐巻き付き性を有し、 （２）低温定着が可能なので、高速定着ができ、（３）
離型剤のバインダー樹脂への分散性がよく、したがって
、現像中感光体や現像スリーブへのトナーフィルミング
が少なくスペントトナーによるキャリア汚染もなく、長
期間に亘って安定して高品質の画像を形成できるなどの
利点を有している。

特許出願人　株式会社リコー 代理人　弁理士　小松　秀岳 代理人　弁理士　旭　宏 代理人　弁理士　加々美　紀雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 結着樹脂、着色剤および離型剤を主成分とする静電荷像
   現像用トナーにおいて、結着樹脂としてポリエステル樹
   脂、離型剤としてカルナウバワックス及び／又はモンタ
   ン系ワックスと下記一般式（１）で表される含フッ素４
   級アンモニウム塩化合物をそれぞれ用いることを特徴と
   する静電荷像現像用トナー。 一般式（１） ［式中 Ｘ：−ＳＯ２−、−ＣＯ− Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４：Ｈ、炭素数１〜１０のアルキ
   ル基、アリール基 ｎ、ｍ：正の整数］