JPH0743940A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定着温度が低温であり、対オフセット性、転
写紙への定着強度、および摩擦帯電量においても実用上
何等問題を有していない電子写真用トナーを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重
合体からなる結着樹脂中に、天然ワックスと酸化防止剤
とを含有させたことを特徴とする電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関
し、特に熱ロール定着方式を採用している複写機、プリ
ンター等に使用される電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方法を用いた複写機およ
びプリターは、一般家庭を含めて広く普及している。し
かも普及と同時にさらに高級化している。例えば、両面
コピー機能を備え、かつ原稿自動送り装置が搭載された
複写機が一般化しつつある。

【０００３】複写機の普及に伴い、多機能化を主な目的
として、低エネルギー化（消費電力の低減）；印刷機と
複写機との境に位置するいわゆるグレイエリアへの普及
を目的として、高速化；および機械コストを下げること
を目的として、定着ロールの簡素化を図るために、ロー
ル圧力の低下がそれぞれ望まれている。

【０００４】上記要望を満たすため、定着温度が低く、
耐オフセット性および定着強度に優れたトナーが求めら
れている。特に、両面コピー時の汚れ、および原稿自動
送り装置を通過する時の汚れの発生を防止するには、優
れた定着強度を有するトナーが望まれている。

【０００５】従来より広く使用されている電子写真用ト
ナーは、一般に以下に示す組成を有している。 結着樹脂 ８０〜９０ 重量％ 着色剤 ５〜１５ 重量％ 荷電制御剤 ０．５〜５ 重量％ クリーニング剤、流動化剤等 ０．１〜１ 重量％

【０００６】上記組成からわかるように、結着樹脂はト
ナーの大部分を占めている。そのため結着樹脂の物性
が、トナーの物性に大きく影響する。つまり、結着樹脂
の物性を制御することにより、トナーの物性を制御する
ことができる。

【０００７】そこで、上記要望を満たすため、結着樹脂
に融点の低い物質を含有させる等の技術が提案されてい
る。つまり、結着樹脂の融点を低くすることでトナー自
体の溶融開始温度を低くしようとする試みがなされてい
た。具体的には、一般に融点が低い天然ワックスを結着
樹脂に含有させる試みがなされていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、天然ワ
ックスを結着樹脂に含有させたトナーは、オレフィン系
ワックスを含有したトナーと比較して、摩擦帯電量が大
きくなる傾向があるため、過度の摩擦帯電で安定した帯
電量が維持できない欠点があった。そのため、実用上で
も二成分現像剤中のトナー濃度を制御するための透磁率
センサーのコントロール不調、画像濃度の低下などの弊
害を引き起こしていた。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、低い定着温度で定着すること
ができ、耐オフセット性、転写紙への定着強度、および
摩擦帯電量においても実用上何等問題を有していない電
子写真用トナーを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】さきに説明したように、
結着樹脂中に天然ワックスを含有させることにより、ト
ナーの摩擦帯電量は大きくなるが、溶融開始温度は低く
押さえることができるということから、結着樹脂中に天
然ワックスを含有するにもかかわらず、摩擦帯電量が押
さえられた電子写真用トナーを提供すべく鋭意研究を重
ねた。その結果、トナーの摩擦帯電量が上昇するのは、
一般に天然ワックスが有している数％の遊離脂肪酸に原
因があることを見いだした。つまり、電子写真用トナー
は製造時に１００〜２００℃で溶融混練される過程があ
り、そのような高温状態では天然ワックスに含まれてい
る数％の遊離脂肪酸の酸化が促進される。すると、遊離
脂肪酸中の活性な極性基が増加し、摩擦帯電量の上昇を
引き起こしていることを突き止めた。そこで、本発明の
電子写真用トナーは、スチレン−（メタ）アクリル酸エ
ステル共重合体からなる結着樹脂中に天然ワックスと酸
化防止剤とを含有させることにより、前記目的を達成し
た。

【００１１】以下、本発明の電子写真用トナーについて
詳細に説明する。本発明の電子写真用トナーは、主に天
然ワックス、酸化防止剤、結着樹脂、着色剤、およびそ
の他のトナー成分が分散されてなる粒子であり、その平
均粒子径は５μｍ〜２０μｍである。

【００１２】本発明の電子写真用トナーに用いられる天
然ワックスは、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物
系ワックス、石油系ワックスに大きく分類することがで
きる。上記植物系ワックスとしては、ホホバ油、ライス
ワックス、カルナウバワックス、木ろう、キャンデリラ
ワックス等を例示することができる。動物系ワックスと
しては、セラック、蜜蝋、ラノリン、鯨ロウ等を例示す
ることができ、鉱物系ワックスとしてはモンタンワック
ス、オゾケライト、セレシン等を例示することができ
る。このような天然ワックスの中でも、低融点で結晶化
度が高いので植物系ワックスが特に好ましい。

【００１３】さらに植物系ワックスの中でも融点が６５
℃〜９０℃であるワックスが好ましい。この融点は、従
来から一般的に使用されているオレフィン系ワックスに
比較して低いため、電子写真用トナーに含有された場
合、トナーの溶融開始温度、軟化点を低下させることが
できる。したがって、従来の定着温度より低い温度での
定着が可能となるからである。天然ワックスの融点が６
５℃より低いと室温でトナーが溶融して他のトナーに融
着するなどトナーの保存性に問題が発生するので、好ま
しくない。また９０℃より高いとトナーの溶融開始温度
低下に効果的ではないので好ましくない。なお、本明細
書内では「融点」とは示差熱分析による熱吸収のピーク
位置の温度を意味する。

【００１４】上記天然ワックスは結着樹脂成分中に１重
量％〜２０重量％範囲で含有されていることが好まし
い。１重量％未満であると上記天然ワックスをトナーに
含有させたことによる効果が表れず、低温度での転写紙
に対する充分な定着温度を得ることができないので好ま
しくない。また、２０重量％より多いと、高温でオフセ
ット現象が発生し易くなるので、好ましくない。

【００１５】上記酸化防止剤は、合成系酸化防止剤と天
然系酸化防止剤とに大別することができる。上記合成系
酸化防止剤の例としては、ジブチルオキシトルエンブチ
ルオキシアニソール、プロトカテチェ酸エチル等を挙げ
ることができ、天然系酸化防止剤としてはビタミンＣ
（Ｌ−アスコルビン酸）、ビタミンＥ、トコフェロール
・イノシトール等を例示することができる。

【００１６】本発明の電子写真用トナーに含有される結
着樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル酸エ
ステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹
脂、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂等、
従来トナーの結着樹脂として用いられていた物質を使用
することができる。

【００１７】着色剤としては、カーボンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、ク
ロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイル
レッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライ
ド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサ
レート、またはこれらの混合物等を例示することができ
る。これらの着色剤は、充分な濃度の可視像を形成する
のに好ましい割合でトナーに含有されることが必要であ
る。具体的には、通常、上記結着樹脂１００重量部に対
して１重量部以上２０重量部以下程度の割合で添加され
る。

【００１８】結着樹脂および着色剤の他に、トナーに所
望の物性を付与するために、流動性向上剤、電荷制御
剤、離型剤、および磁性体等を、適宜分散させて含有さ
せることもできる。上記流動性向上剤としては、シリカ
微粉体、金属石鹸、非イオン性界面活性剤等を例示でき
る。電荷制御材としては、アゾ系合金染料、アルコキシ
ル化アミン、四級アンモニウム塩、塩化パラフィン、塩
素化ポリエステル等を例示できる。離型剤としてはポリ
エチレン、ポリプロピレン等のオレフィンワックスを併
用しても良く、磁性体としてはニッケルフェライト、鉄
合金粉末、四三酸化鉄等を例示できる。

【００１９】なお、本発明に電子写真用トナーは、鉄
粉、フェライト、造粒マグネタイト等からなるキャリア
と混合され、二成分現像剤として使用することができ
る。また、例示したような磁性体が含有されている場合
には、キャリアと混合されることなく、そのまま一成分
系現像剤として静電荷像の現像に使用することもでき
る。

【００２０】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明をより詳しく説
明する。なお、実施例において「部」とは「重量部」を
示すものとする。

【００２１】（実施例１）本実施例では以下に示す組成
からなるトナー粒子を調整した。そのトナー粒子の組成
を以下に示す。 ・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 ９０部 （日本カーバイド工業社製、商品名：ＮＣ−６５５０） ・クロム含金属染料 １．５部 （オリエント化学工業社製、商品名：ボントロンＳ−３４） ・カーボンブラック ６．５部 （三菱化成工業社製、商品名：ＭＡ−１００） ・ライスワックス （野田ワックス社：イノシトール０．０５％添加品） １０部 但し、上記ライスワックスの示差熱分析による融点は７
９℃であった。

【００２２】上記組成からなる原料をスーパーミキサー
で混合し、二軸混練機を用いて約１１０℃で熱溶融混練
した後、ジェットミルで粉砕し、その後乾式気流分級機
を用いて分級して平均粒子径が１２μｍであるトナー粒
子を得た。ついで、得られたトナー粒子１００部に対し
て、疏水性シリカ（キャボット社製、商品名：キャボシ
ルＴＳ−５３０）を０．４部を添加し、ヘンシェルミキ
サー内で１分間撹拌することにより、得られたトナー粒
子の表面に上記疏水性シリカを付着させ、本実施例の電
子写真用トナーを得た。

【００２３】（実施例２）本実施例では以下に示す組成
からなるトナー粒子を調製した。そのトナー粒子の組成
を以下に示す。 ・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 ９０部 （日本カーバイド工業社製、商品名：ＮＣ−６５５０） ・クロム含金属染料 １．５部 （オリエント化学工業社製、商品名：ボントロンＳ−３４） ・カーボンブラック ６．５部 （三菱化成工業社製、商品名：ＭＡ−１００） ・水添ホホバ油 （トコフェロール ミツバ貿易社０．０５％添加品） １０部 但し、上記水添ホホバ油の示差熱分析による融点は７６
℃であった。上記組成からなる原料を使用してトナーを
得る処理は、実施例１と同様に行った。

【００２４】（実施例３）本実施例では以下に示す組成
からなるトナー粒子を調製した。そのトナー粒子の組成
を以下に示す。 ・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 ９０部 （日本カーバイド工業社製、商品名：ＮＣ−６５５０） ・クロム含金属染料 １．５部 （オリエント化学工業社製、商品名：ボントロンＳ−３４） ・カーボンブラック ６．５部 （三菱化成工業社製、商品名：ＭＡ−１００） ・キャンデリラワックス （野田ワックス：Ｌ−アスコルビン酸０．０５％添加品） １０部 但し、上記キャンデリラワックスの示差熱分析による融
点は６９℃であった。上記組成からなる原料を使用して
トナーを得る処理は、実施例１と同様に行った。

【００２５】（比較例１）ライスワックスを混合させな
い以外は、上記実施例１と同様にして、比較用の電子写
真用トナーを得た。

【００２６】（比較例２）ライスワックスの代わりに、
ポリプロピレンワックス（三洋化成工業社製、商品名：
ビスコール５５０Ｐ）を１０部混合させた以外は、上記
実施例１と同様にして、比較用の電子写真用トナーを得
た。

【００２７】（比較例３）実施例１のライスワックスの
代わりに、酸化防止剤を含まず、示差熱分析による融点
が８１℃に存在するライスワックスを１０部混合させた
以外は、上記実施例１と同様にして、比較用の電子写真
用トナーを得た。

【００２８】（比較例４）実施例２の電子写真用トナー
に含有されている水添ホホバ油の代わりに、示差熱分析
による融点が７４℃に存在する水添ホホバ油を１０部混
合させ、さらに酸化防止剤を含有させない以外は、上記
実施例１と同様にして比較用の電子写真用トナーを得
た。

【００２９】（比較例５）実施例３の電子写真用トナー
に含有されているキャンデリラワックスの代わりに、示
差熱分析による融点が７０℃にキャンデリラワックスを
１０部混合させ、さらに酸化防止剤を含有させない以外
は、上記実施例１と同様にして比較用の電子写真用トナ
ーを得た。

【００３０】ついで、実施例１、２および比較例１から
５で得られた電子写真用トナーを用いて、下記の項目に
ついて試験を行った。

【００３１】（１）非オフセット温度領域試験 まず、上記実施例、および比較例で得られた電子写真用
トナー４部に対して、樹脂被覆を施していないフェライ
トキャリア（パウダーテック社製、商品名：ＦＬ−１０
２０）を９６部添加して、混合し、二成分系現像剤を作
成した。次に、得られた二成分系現像剤を市販の複写機
（シャープ社製、商品名：ＳＦ−９８００）に充填し
て、Ａ４の転写紙に縦２ｃｍ、横５ｃｍの帯状の未定着
画像を複数作成した。その後、表層がテフロンで形成さ
れた熱定着ロールと、表層がシリコーンゴムで形成され
た圧力定着ロールとが対になって回転する定着機を、ロ
ール圧力が１Ｋｇ／ｃｍ2 、ロールスピードが１００ｍ
ｍ／秒になるように調整し、上記熱定着ロールの表面温
度を段階的に変化させ、各表面温度において上記未定着
画像を有した転写紙にトナー像の定着を行った。余白部
分にトナーの汚れが生じるか否かの観察を目視により行
い、汚れが生じない温度領域を非オフセット温度領域と
した。

【００３２】（２）定着強度試験 上記定着機の熱定着ロールの表面温度を１５０℃および
１７０℃に設定し、上記未定着画像が形成された転写紙
のトナー画像の定着を行った。得られた定着画像を綿パ
ッドを用いて摩擦した。摩擦前の定着画像の画像濃度
と、摩擦後の定着画像の画像濃度とを反射濃度計（マク
ベス社製、商品名：ＲＤ−９１４）を用いて測定した。
ついで下記式に得られた測定値を当てはめ、定着強度を
算出した。 定着強度（％）＝（摩擦後の定着画像の画像濃度／摩擦
前の定着画像の画像濃度）×１００

【００３３】（３）多数枚コピー試験 前試験（１）において得た各現像剤を、市販の複写機
（シャープ社製、商品名ＳＦ−９８００）に充填し、１
００００枚の連続コピーを行った。初期および１０００
０枚連続コピーをした後の摩擦帯電量、および画像濃度
を測定した。コピーに用いた原稿の大きさはＡ４であ
り、その６％が黒色部である。なお、摩擦帯電量は、ブ
ローオフ摩擦帯量電測定装置（東芝ケミカル社製、商品
名：ＴＢ−２００）を使用して測定し、画像濃度は反射
濃度計（マクベス社製、商品名：ＲＤ−９１４）を使用
してそれぞれ測定した。上記試験結果を表１および表２
に示す。

【００３４】

【００３５】

【００３６】上記表１に示された測定結果から明らかな
ように、実施例１から実施例３で得られた電子写真用ト
ナーは天然ワックスと酸化防止剤とを共に含有している
ため、非オフセット温度領域は低温から高温に渡ってお
り、その温度幅は７０℃から７５℃であった。したがっ
て、実施例１から３で得られた電子写真用トナーは、実
用上充分な非オフセット温度領域を有していることが確
認された。これに対して比較例１の電子写真用トナーは
ワックスを含有していないので非オフセット温度領域自
体が狭かった。さらに比較例２の電子写真用トナーは添
加されているワックスが天然ワックスではなく合成ワッ
クスであり、さらに融点が１３６℃と高いので、非オフ
セット温度領域の下限温度が高かった。

【００３７】さらに、表２から明らかなように、定着温
度が１５０℃である場合、実施例１から実施例３で得ら
れたトナーを含有する現像剤は７０％以上の定着強度を
有している。したがって、実施例１から３で得られたト
ナーは低温でも充分満足のいく定着強度を有して、原稿
に定着されていることが判った。また、実施例１から実
施例３で得られた電子写真用トナーを含有する現像剤で
１００００枚連続コピーしても初期の摩擦帯電量と、連
続コピー後の摩擦帯電量との差は殆どなく、安定してい
た。また、画像濃度も初期値と連続コピー後の値とは殆
ど差がなかった。したがって、実施例１から実施例３で
得られたトナーは、１００００枚連続コピーに使用され
た後も、初期値なみの高濃度を維持できることが確認さ
れた。この優れた特性は、実施例１から実施例３の電子
写真用トナーが天然ワックスと酸化防止剤とを共に含有
しているために付与されたと思われる。

【００３８】これに対して比較例１および２で得られた
トナーを使用した現像剤は、１５０℃という定着温度で
は、５０％以下という低い定着強度しか得られないとい
うことが確認された。また、比較例３から比較例５で得
られた電子写真用トナーを使用した現像剤は、多数枚コ
ピー後には摩擦帯電量が上昇してしまった。また、画像
濃度も初期値と連続コピー後の値との間にはかなりの差
が生じた。したがって、比較例３から５で得られたトナ
ーを使用した現像剤は、多数枚コピーに耐えられないと
いうことが確認された。

【００３９】

【発明の効果】本発明にかかる電子写真用トナーは、ス
チレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体からなる
結着樹脂中に、天然ワックスと酸化防止剤とが含有され
たことを特徴とする電子写真用トナーである。上記天然
ワックスは軟化点が低いので、電子写真用トナー自体の
軟化点を下げることができる。したがって、本発明の電
子写真用トナーは、低い定着温度で定着することができ
る。また、天然ワックスは電子写真用トナーに離型性を
付与することができるので、天然ワックスが含有された
電子写真用トナーは耐オフセット性においても実用上何
等問題を有しておらず、さらに転写紙への定着強度にも
優れている。

【００４０】さらに、本発明の電子写真用トナーは酸化
防止剤が含有されているので、製造時に高温に晒されて
も天然ワックス中の遊離脂肪酸が酸化されず、極性基が
形成されることがない。したがって、本発明の電子写真
用トナーによれば、摩擦帯電量が小さく押さえることが
できる上、それを維持することができる。つまり、多数
枚コピーをした時などに起こる摩擦帯電量の上昇を押さ
えることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン−（メタ）アクリル酸エステル
   共重合体からなる結着樹脂中に天然ワックスと酸化防止
   剤とを含有させたことを特徴とする電子写真用現像剤。
2. 【請求項２】 スチレン−（メタ）アクリル酸エステル
   共重合体からなる結着樹脂中に融点が６５℃以上９０℃
   以下である植物系ワックスを０．５重量％以上２０重量
   ％以下と酸化防止剤とを含有させたことを特徴とする電
   子写真用トナー。