JPH07140697A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超高速複写においてもトナーが定着シートに強
固に融着し、且つ耐オフセット性にも優れ、流動性、帯
電性が安定し、二成分系においてはスペントトナーの少
ない電子写真用トナーを提供することである。 【構成】少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナ
ー粒子と外添剤とからなる電子写真用トナーにおいて、
離型剤としてプロピレンとオレフィンの共重合体と使用
し、外添剤として一次粒子の平均粒径が１３ｎｍ以下の
疎水性シリカ微粒子を使用することを特徴とする電子写
真用トナーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関
し、より詳細には静電式複写機や、レーザービームプリ
ンタ等の、いわゆるカールソンプロセスを応用した画像
形成に使用される電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写方法は、光導電現象を利用
して画像を形成し、ハードコピーを得るシステムで、プ
ロセスとしては、帯電、露光、現像、転写、定着、クリ
ーニングの各工程からなっている。その中で定着工程
は、静電潜像を有する光導電性感光体または静電記録体
上に現像されたトナー像を直接融着させるか、あるいは
現像されたトナー像を光導電性感光体もしくは静電記録
体上から紙等の転写シート上に転写し、これを転写シー
ト上に融着させることによって行われる。その際、トナ
ー像の融着は、一般に加熱によって行われ、加熱方式と
してはヒーターによる非接触加熱方式及び加熱ローラー
による圧着加熱方式が採用されている。

【０００３】中でも圧着加熱方式は、トナーに対して離
型性を有する材料で表面を形成させた加熱ローラーに被
定着シートのトナー像面を圧接触させて定着を行うもの
であり、この方法は熱交換が良好で、連続的にトナーの
融着が行えるため、電子写真複写法には有効である。し
かしながら、この方法ではトナー像に対して加熱溶融状
態で定着ローラーが圧接触しているため、トナー像の一
部が定着ローラー表面に付着移転し、次の被定着シート
上にこれが再移転して汚れを発生させる、いわゆるオフ
セット現象を生じる。

【０００４】そこで従来は、定着ローラー表面にトナー
を付着させないために、定着ローラーとしてはフッ素系
の離型性の良好な材料を使用したり、表面にシリコンオ
イルを塗布することが行われていた。また、トナーとし
ては樹脂の溶融粘度を高くするか、特開昭４９−６５２
３１ではオフセット防止剤として離型性の優れた低分子
ポリプロピレンを含有させることにより、加熱されたロ
ーラーにトナーが接触した際低分子ポリプロピレンが液
化してトナー表面に遊離し、定着ローラーの表面を被覆
することによって、トナーが定着ローラーの表面に付着
することを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】ところが、最近複写
スピードの超高速化とともに、定着シートの搬送速度が
極めて速くなり定着時間が短くなるため、より低い温度
でトナーが定着シートに融着することが要求される。そ
のためには、低粘度の定着樹脂を使用することが考えら
れる。しかし、定着樹脂を低粘度にすると特に高温高湿
の環境下でオフセット現象が発生するため、加熱ローラ
ーや加圧ローラーの性能に頼らざるをえないのが現状で
ある。また、樹脂だけでなく、トナー全体を低粘度にす
ると、特に高温高湿下でのトナーの流動性が低下すると
ともに、トナーの帯電性も低下し、トナー飛散が発生す
る。更にまた、二成分現像剤においては、現像器内で圧
力が加わるためにキャリアに付着するトナー（いわゆる
スペントトナー）が増加し、トナー飛散、カブリが発生
する。

【０００６】本発明の目的は、以上の事情に鑑みてなさ
れたものであって、超高速複写においてもトナーが定着
シートに強固に融着し、且つ耐オフセット性にも優れ、
流動性、帯電性が安定し、二成分系においてはスペント
トナーの少ない電子写真用トナーを提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、少な
くとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子と外添
剤とからなる電子写真用トナーにおいて、離型剤として
プロピレンとオレフィンの共重合体と使用し、外添剤と
して一次粒子の平均粒径が１３ｎｍ以下の疎水性シリカ
微粒子を使用することを特徴とする電子写真用トナーが
提供される。。

【０００８】

【作用】本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂と離型
剤とを含有したトナー粒子と外添剤とからなる電子写真
用トナーにおいて、離型剤としてプロピレンとオレフィ
ンの共重合体を使用し、外添剤として一次粒子の平均粒
径が１３ｎｍ以下の疎水性シリカ微粒子を使用すること
が顕著な特徴である。

【０００９】本発明のトナーにおいて、離型剤としてオ
レフィンとプロピレンの共重合体を含有することが重要
である。即ち、オレフィンとプロピレンを共重合させる
ことにより、結晶性が低下し、トナーの軟化点が従来の
低分子ポリプロピレンよりも低下させることができるた
め、低い温度でもトナーを定着シートに融着せしめるこ
とができる。また、離型剤自身によってトナー全体を低
粘度化しているため、定着樹脂が定着ローラーに付着移
転することはなく、従来通りの耐オフセット性は維持で
きる。

【００１０】オレフィンとプロピレンの共重合体を構成
するオレフィンとは、ペンテン、ブテン、プロパン等が
あげられる。またオレフィンとプロピレンの組成比は５
０：５０乃至９９：１、好ましくは６５：３５乃至８
５：１５である。また、本発明のトナーにおいて、外添
剤として一次粒子の平均粒径が１３ｎｍ以下の疎水性シ
リカ微粒子をトナー粒子に混合分散することも重要であ
る。疎水性シリカ微粒子を混合分散させることによっ
て、トナーとトナー間またはトナーとキャリア間の接触
面積を低下させることができるため、流動性、帯電性が
向上でき、スペントトナーも少なくなるからである。疎
水性シリカ微粒子の一次粒子の平均粒径が１３ｎｍより
大きいと接触面積を少量しか低下させることできず上記
効果は低下する。

【００１１】本明細書において、疎水性シリカ微粒子の
一次粒子の平均粒径とは、走査型電子顕微鏡写真から求
めた個数平均径である。疎水性シリカ微粒子の添加量
は、トナー総量に対して、０．０１乃至２重量％、好ま
しくは０．０５乃至１．０重量％である。添加量が上記
範囲より多い場合は、最終的に得られるトナーの帯電量
が高くなる傾向にあり、画像濃度の低下が発生し易く、
また疎水性シリカ微粒子が遊離することによって、感光
体に付着し白筋、黒筋を発生させるおそれがあるからで
ある。一方少ない場合は、流動性、帯電性が低下し易
く、スペントトナーも多くなる傾向にあるからである。

【００１２】本発明の用いる疎水性シリカ系添加剤は、
気相法シリカ、即ち塩化ケイ素の高温（火）加水分解法
から得られる微細シリカを、ジメチルジクロルシランの
ようなシラン類で処理し、表面のシラノールをオルガノ
シランで封鎖することにより得られる。本発明における
トナー粒子は、結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離
型剤等の添加剤を配合し、適当な粒径に造粒して製造さ
れる。

【００１３】このトナー成分である結着樹脂には、スチ
レン系樹脂、アクリル系樹脂、或いはスチレン−アクリ
ル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリ
コン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が使用される。着
色剤としては、従来より使用されている公知のものが使
用できる。例えば三菱化成製カーボンブラック＃２５
（登録商標）のように、一次粒子の平均粒径が４０乃至
６０ｎｍの粒子が好適である。その他以下にあげる着色
剤が好適に使用できる。

【００１４】黒色 ファーネスブラック、チャンネルブラック、ガスブラッ
ク、オイルブラック、アセチレンブラック等のカーボン
ブラック、ランプブラック、アニリンブラック 白色 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛 赤色 ベンガラ、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カド
ミュウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、
ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、
レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシン
レーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリ
リアントカーミン３Ｂ 橙色 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレ
ンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ 黄色 黄鉛、亜鉛華、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、ミ
ネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネ
ーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザーイ
エローＧ、ハンザーイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロ
ーＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレー
キ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ 緑色 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン 青色 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー部分塩素化
物、ファーネストスカイブルー、インダンスレンブルー
ＢＣ、無金属フタロシアニンブルー 紫色 マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオ
レットレーキ 体質顔料としては、例えばパライト粉、炭酸バリウム、
クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナ
ホワイト等があげられる。

【００１５】導電性顔料としては、例えば導電性カーボ
ンブラック、アルミニウム粉等の各種金属粉があげられ
る。磁性顔料としては、例えば四三酸化鉄（マグネタイ
ト鉄黒）；三二酸化鉄（γ−Ｆｅ2Ｏ3）、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄イットリウム（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ1
2）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ガト
リウム（Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ4）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄ニッケル
（ＮｉＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ3）、
酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ3）等の各種フェライ
ト；鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００１６】光導電性顔料としては、例えば酸化亜鉛、
セレン、硫化カドミウム、セレン、硫化カドミウム、セ
レン化カドミウム等があげられる。電荷制御剤として
は、それ自体公知の任意の電荷制御剤、例えばニグロシ
ンベース（ＣＩ ５０４１５）、オイルブラック（ＣＩ
２６１５０）、スピロンブラック等の油溶性染料、含
金属アゾ染料、ナフテン酸金属塩、アルキルサリチル酸
の金属塩、脂肪酸や石鹸、樹脂酸石鹸等が使用される。 トナーの製造 結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、離型剤等を混合攪拌す
る。混合攪拌は低負荷・低せん断力が作用する条件下で
行うべきであり、一般にコニカルブレンダー、リボンブ
レンダー、Ｖ型ブレンダー、ナウタミキサー、ヘンシェ
ルミキサー、ボールミル等の各種混合攪拌装置で行うこ
とができる。混合攪拌温度は、結着樹脂のガラス転移点
（Ｔｇ）よりも低い温度とするのがよい。必要な混合攪
拌時間は装置の種類、投入量によっても相違するが、一
般に１０乃至３００分の範囲が適当である。

【００１７】このようにして得られた前混合物を常法に
より溶融混練し、この混練物を粉砕、分級してトナーと
する。得られたトナーには、前記混合攪拌機中で疎水性
シリカ微粒子をまぶし処理して最終トナーとする。 こ
のようにトナー粒子と疎水性シリカ微粒子とを混合分散
して得られる本発明の電子写真トナーは、一成分現像
剤、二成分現像剤のいずれとしても有用である。一成分
として使用する場合には上記磁性体を含有するトナー粒
子、疎水性シリカ微粒子を混合分散して現像剤とする。
二成分現像剤として用いる場合には、トナー粒子と疎水
性シリカ微粒子からなる電子写真用トナーを、ガラスビ
ーズや酸化または未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆
キャリア、または鉄、ニッケル、コバルト、フェライト
等の磁性体をアクリル系重合体、フッ素樹脂系重合体、
ポリエステル、変性シリコン樹脂等の重合体で被覆した
被覆キャリアと混合して、現像剤とする。上記キャリア
は一般に３０乃至５００μｍの粒径を有している。また
二成分現像剤を用いる場合は、トナー濃度は２乃至１５
％であるのが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明の電子
写真用トナー及び製造方法をより詳細に説明する。 《実施例１》 （成分） スチレン−アクリル系重合体 １００重量部 カーボンブラック ８．５重量部 クロム錯塩染料（電荷制御剤） １．５重量部 ブテンとプロピレンの共重合体（離型剤） ２．０重量部 以上の成分を２軸押出し機で溶融混練し、ジェットミル
粉砕し、分級機で風力分級を行って、平均粒径１０μｍ
のトナー粒子を得た。

【００１９】このトナー粒子に、疎水性シリカ微粒子
（一次粒子の平均粒径１３ｎｍ、日本アエロジル社製の
商品名「Ｒ−９７４］、以下単に「Ｒ９７４」）をトナ
ー総量に対して、０．３重量％の割合で混合分散して最
終的なトナーを得た。 《実施例２》離型剤としてペンテンとプロピレンの共重
合体を使用すること以外は実施例１と同様にしてトナー
を得た。 《比較例１》離型剤として低分子ポリプロピレンを使用
すること以外は実施例１と同様にしてトナーを得た。 《比較例２》離型剤としてブテンとプロピレンの共重合
体を使用し、疎水性シリカとして一次粒子の平均粒子径
が１５ｎｍのものを使用する以外は実施例１と同様にし
てトナーを得た。 ＜評価試験＞各実施例及び比較例で得たトナーについ
て、それぞれ平均粒径８０μｍのフェライトキャリアを
配合し、均一に攪拌混合してトナー濃度３．５％の二成
分系現像剤を作製した。そして、三田工業社製（商品名
「ＤＣ−４５８５」）を用いて、表１に示すように所定
枚数ごとに環境条件を変えて総計２万枚の複写を行い、
低温低湿環境下の画像濃度、高温高湿環境下のカブリ濃
度、帯電量、トナーの流動性及び複写テスト終了時のト
ナー飛散の有無を調べた。

【００２０】

【表１】

【００２１】各試験方法は以下の通りである。 （１）画像濃度（Ｉ．Ｄ．）測定 反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて
複写画像黒べた部の濃度を測定した。 （２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定 前記反射濃度計を用いて、複写画像余白部の濃度を測定
して、カバリ濃度とした。但し、比較的カブリが生じや
すいＨ／Ｈのみの測定とする。 （３）帯電量 東芝ケミカル社製のブローオフ帯電量測定器で測定し
た。 （４）トナー飛散 ２万枚複写終了時の複写機内状態を目視で判断し、以下
の基準で評価した。

【００２２】○：トナー飛散なし △：わずかにトナー飛散あり ×：トナー飛散あり （６）流動性 トナー２０ｇを図１に示す落下量試験機１に投入し、ロ
ーレット加工が施された金属性ローラー２（直径２０ｍ
ｍ、長さ１３５ｍｍ）を５分間回転させ、そのときの落
下量を調べた。ここで、現像剤の落下量が多いほど、流
動性に優れていることを示している。 （７）定着性 三田工業株式会社製の電子写真複写機、型番ＤＣ−４５
８５を用いて、低温低湿（１０℃、４５％）環境下で黒
べた原稿に対するトナー像が形成された転写紙を通紙し
て定着させ、その時の画像濃度を測定する。次にその定
着されたトナー像に対して、軟鋼（直径５０ｍｍ、重さ
４００ｇ）の底面にさらしを両面テープで固定した定着
性治具を用い、その自重によりトナー像上を５往復させ
る。そして、再度トナー像の画像濃度を測定し、次式よ
り定着率を求めた。

【００２３】

【数１】

【００２４】但し、画像濃度は前記反射濃度計を用いて
測定した。 （８）耐オフセット性 三田工業株式会社製の電子写真複写機、型番ＤＣ−４５
８５を用いて、高温高湿環境下で図２に示す原稿を用い
て、５００枚複写し、その際、非画像部のオフセット現
象、汚れを目視で判断し、以下の評価基準で評価した。

【００２５】○：オフセット、汚れ等なし ×：オフセット、汚れ等あり （９）スペント率 前記各環境下で２万枚複写前後の現像剤をブローするこ
とによってトナーを除去し、それぞれを堀場製作所製の
炭素量分析装置（商品名カーボンアナライザー）で含有
炭素量（重量％）を測定した。そして、次式によりスペ
ント率を求めた。

【００２６】

【数２】

【００２７】表２の結果から、実施例１、２では定着率
と耐オフセット性の双方が良好であるほか、流動性、帯
電性、トナー飛散、スペント率も良好である。それに対
して比較例では、定着率と耐オフセット性のいずれかが
満足できず、その他流動性、帯電性、トナー飛散、スペ
ント率とも良好ではない。

【００２８】

【表２】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】トナーの落下量を測定するロレット式落下量測
定機の図である。

【図２】トナーの耐オフセット性を評価するための原稿
の説明図である。

【符号の説明】 １ 測定機 ２ 金属製ローラ ３ トナーホッパー ４ モーター

フロントページの続き (72)発明者 樋口 剛史 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 岡本 克巳 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有する
   トナー粒子と外添剤とからなる電子写真用トナーにおい
   て、離型剤としてプロピレンとオレフィンの共重合体と
   使用し、外添剤として一次粒子の平均粒径が１３ｎｍ以
   下の疎水性シリカ微粒子を使用することを特徴とする電
   子写真用トナー。