JPH10161338A

JPH10161338A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JPH10161338A
Application number: JP33166196A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kato; 弘一加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】定着時、オフセット現象や熱ローラへの巻き
付き現象を発生することなく、省エネルギー定着に適当
な低温定着が可能なうえ、現像中にフィルミングが少な
いトナーの提供。【解決手段】熱定着前には離型剤成分が平均粒径が
０．１μｍ以下の粒状形である島成分１として分離した
海島構造の相分離構造を有するが、熱定着後には前記相
分離構造が消失することを特徴とする静電荷像現像用ト
ナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法等において形成される静電潜像を現
像するためのトナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真法、または静電記録法等
においては、光導電性感光体または誘電体等よりなる潜
像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、キ
ャリアと混合された２成分トナー、または現像スリーブ
等トナー供給ローラー上でブレード等によって薄層化さ
れ、かつ適当に帯電され微粉末化された１成分トナーを
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、溶剤蒸気等によって定着し、
複写物を得るものである。

【０００３】これらの現像法に適用するトナーの定着法
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）が要求される。また、このために結着樹
脂しては低軟化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、いわゆるホットオフセット現
象やコピー用紙が熱ローラ表面に付着して巻き付く、い
わゆる巻き付き現象（特に熱ローラ温度が低いときに多
い）が発生しやすくなる。特にカラートナーの場合、こ
れらホットオフセット現象は画像光沢性を悪くする。ま
た、低軟化樹脂により保存性にも問題が生じ、輸送時等
にブロッキング現象を引き起こすこともある。

【０００４】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５８−９７０５６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、高級アルコール等の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、十分な耐オフセット性および耐巻き付き性を
示すものは知られていない。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
着性は十分ではなく、カルナウバワックス、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及び低
温定着性は良好であるが、耐巻き付き性が十分ではな
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、高級アルコール及び
モンタン酸ワックスは低温定着性は良好であるが、耐オ
フセット性及び耐巻き付き性が十分でない。しかも従来
の離型材料は、現像中、離型剤がトナーから遊離して感
光体やキャリアに付着するいわゆるフィルミングやスペ
ントが多く、長期にわた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。

【０００５】その他に定着温度を下げる目的としては同
時に耐オフセット性やブロッキング性の付与を目的とし
て、組成や熱特性、分子量分布等を規定したものがあ
る。例えば、特開平３−１３９６６３ではトナーの軟化
温度等を規定、特開平３−１５２５５８では分子量分布
を規定、特開平３−１４５６５４ではバインダー樹脂の
架橋剤を規定、特開平３−２０６４６５ではバインダー
樹脂をブロックポリマーで作製、特開平３−２１９２６
２では粘弾性特性で規定、特開平３−１８８４６８では
ポリマーの酸価／水酸基価で規定、特開平３−２０３７
４８、３−２２９２６４ではポリエステルの酸価で規
定、特開平３−２３１７５７、４−３５３８６６、５−
１００４７７では粘弾性特性で規定、特開平４−２０５
１２、４−２３８１６、４−２３８１７、４−５０２１
６ではスチレンアクリル系のブロック共重合体で規定、
特開平４−２６８５８、４−８１７６９、４−８１７７
０では結晶性ポリエステルとビニル共重合体のブロック
またはグラフト共重合体で規定、特開平４−８１８６
３、特開平６−３４８０５８では分子量分布のピークで
規定、特開平４−１９０２４２では分子量分布と定着方
式で規定、特開平４−２５４８６３ではポリエステルと
スチレン／アクリル系ポリマーの分子量を規定、特開平
４−２６４５５９、４−２６４５６０、４−２７４２５
３、５−１９５３１、５−１８８６３８では分子量分布
を規定、特開平４−２７７７５５ではブロック共重合体
で規定、特開平４−３０９９６２ではアイオノマーを使
用、等多数みられるがまだ十分とはいえない。

【０００６】また、新規な材料を扱ったものとして、特
開昭６０−３１１４６では光崩壊性カプセル、特開昭６
２−１４８９６９では発熱性増幅材料、特開昭６３−２
８１１６８ではサーモトロピック液晶高分子シェルを有
するカプセルトナー、特開平１−１４９０６２では光照
射によるカプセルの体積膨張、特開平２−２５１９７１
では架橋サーモトロピック液晶ポリマー、特開平３−１
１８５５０では発熱性物質含有トナー、特開平４−２５
０４６０ではシクロヘキサン誘導体含有トナー、特開平
４−２９１３５５ではビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
含有トナー、特開平４−３２９５５１では近赤外光吸収
色素とエチレン系不飽和化合物含有トナー（近赤外光で
硬化）、特開平４−１００４７５、４−１００４７６で
はアゾ系高分子量開始剤を用いた熱分解性樹脂使用トナ
ー、特開平５−１７３３６４ではシクロヘキサノン系ケ
トン樹脂含有トナー、特開平８−１５８９４では酸価ま
たは水酸基価を１以上のポリマーを使用し、トナー表面
に金属アルコキシドを付着、特開平８−１５９０２では
カプセルトナーに使用するモノマーとして塩素含有モノ
マーを用いた、等が見られるがこれらでは不十分であっ
た。

【０００７】また、近年ＯＡ機器の省エネルギー化がさ
けばれ、複写機やプリンターにおいても消費電力の大半
を占める定着プロセスの改良が急務であるのが現状であ
る。従来は上記したような技術と低軟化温度樹脂（ポリ
エステル等）により定着プロセスの省エネルギー化を検
討してきたが、今後はよりいっそうの省エネルギー化の
ためのトナー低温定着化が重要となる。そのためにはこ
れまでの技術の併用だけでは不十分であり、新規な技術
を開発する必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、定着
時、オフセット現象や熱ローラへの巻き付き現象を発生
することなく、省エネルギー定着に適当な低温定着が可
能なうえ、現像中にフィルミングが少ないトナーを提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】電子写真法、静電記録
法、静電印刷法等において形成される静電潜像を現像す
るためのトナーを定着させるとき、多くは熱ローラ定着
が行われており、その時に熱ローラにトナーがオフセッ
トしないように離型剤が用いられている。この離型剤と
しては、一般的にはシリコンオイルが熱ローラに塗布さ
れたり、またはトナー中にシリコンオイルに変わる材料
として各種ワックスが用いられている。オフセット性を
回避するためには前述したシリコンオイルが適当である
が、複写機の製造コストを下げるため近年のトナーでは
トナー中に各種ワックスが添加混合されて商品化されて
いる。しかし、これまでこのワックスの添加混合だけで
は十分な離型性が得られないために使用中にオフセット
が発生するので、シリコンオイルと併用した形が取られ
てきた。

【００１０】本発明者らは、前述の静電潜像を現像する
ためのトナーとして、熱定着前には該トナー中に離型剤
成分が平均粒径が０．１μｍ以上１μｍ以下の粒状形の
島成分として分離した海島構造の相分離構造を有する
が、熱定着後には前記相分離構造が消失することを特徴
とするトナーを用いることにより、離型剤としてシリコ
ンオイルを併用しなくても、例えば離型剤としてワック
スのみを使用した場合であっても前述の課題を解決する
ことを見い出し、本発明に到達した。

【００１１】

【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の形態に基づ
いて本発明を具体的に説明する。少なくとも結着樹脂お
よび着色剤を含有するトナー中に、島成分として平均粒
径が０．１μｍ以上１μｍ以下、好ましくは０．２μｍ
以上０．８μｍ以下の粒状形のワックスの分散状態にな
るように、前記各成分を溶融混練し、冷却後に粉砕して
作製した。粉砕品は、通常平均粒径０．５〜３μｍ程度
のものである。

【００１２】前述のワックスの平均粒径が０．１μｍ以
下になるとオフセットが発生しやすくなり、一方１μｍ
以上になると十分な離型性は得られるものの感光体フィ
ルミングやキャリアスペントが発生する問題が生じた。
また、平均粒径が０．１μｍ以上１μ以下でないとトナ
ー中からワックスが完全に溶融してトナーと熱ローラの
界面に移行せず、十分な離型性を得ることができなかっ
た。平均粒径が０．１μｍ以上１μｍ以下になると熱ロ
ーラによる定着後のトナー中にはワックスがほとんど残
存しておらず、定着時にすべて使用されていることがわ
かった。この使用されたワックスは熱ローラ表面の全面
に広がっており、そのことが離型性を満足させている理
由と思われる。前述の現象を生ずるワックスとしては、
好ましくは脂肪酸エステルさらに好ましくは融点が７０
℃以上９０℃以下の脂肪酸エステルが挙げられる。７０
℃以下では流動性に問題があり十分な転写性が得られな
かった。９０℃以上になるとトナーの定着温度が高くな
り、省エネルギーの観点からも好ましくない。さらに
は、記録材上に定着されたトナーの表面には、図２に示
すようにワックス４は画像２中には存在せず、また該画
像表面にも多くても３０％しか残存しないので経時的に
問題のない離型性を得ることができた。すなわち、トナ
ー中に海島構造のワックスの平均粒径を制御し、定着時
に完全にトナーで形成された画像外部へワックスを溶出
させることで、経時的にも十分なオフセット性を付与
し、高画質な画像を得ることができた。また前記の脂肪
酸エステルは、該エステルとともに他の種類の離型剤成
分、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、高級アルコ
ール等を併用しても良い。但し、これら成分は、脂肪酸
エステルに対して通常０〜３０重量％程度である。

【００１３】本発明において使用される結着樹脂を形成
する単量体としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、
ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチル
スチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチル
スチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘ
キシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−
ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ド
デシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニル
スチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチ
レン、等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン
類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭素ビニル、フッ化
ビニル、等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、酢酸ビニルなどのビニルエステル類、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−
ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ア
クリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸ヘキサフルオ
ロイソプロピル、アクリル酸テトラフルオロプロピル、
アクリル酸オクタフルオロペンチル、アクリル酸ヘプタ
デカフルオロデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボ
ン酸エステル類、ビニルメチルエーテル等のビニルエー
テル類、ビニルメチルケトン、等のビニルケトン類、Ｎ
−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニ
ルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン、等のＮ−ビニル
化合物等を例示することができる。これらの単量体は、
単独であるいは２種類以上のものを組み合わせて用いる
ことができる。

【００１４】また本発明トナー中には、着色剤、帯電制
御剤等の添加剤を用いることができ、これにはカーボン
ブラック、オイルブラック、ニグロシン染料、含金属染
料等の金属キレート染料、アニリン染料、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、メチ
レンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ローズ
ベンガル、その他の染料、または、顔料が含まれる。ま
た本発明トナー中には、流動化剤を用いることができ、
例えば表面を疎水化したＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機酸化
物、ＳｉＣ等の無機微粒子、ステアリン酸亜鉛等金属石
鹸、その他を用いることができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を示し、さらに本発明を
具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定され
るものではない。

【００１６】実施例１結着樹脂スチレン−アクリル酸系ポリマー９５重量部離型剤カルナウバ５重量部着色剤カーボンブラック１０重量部帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩６重量部を溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、
ついでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕し
た。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を７．３μｍ
とした。本粒子１００重量部に対してシリカ微粉末を
１．５重量部添加混合してトナーとした。得られたトナ
ー５重量部をフェライトキャリア９５重量部と混合し現
像剤を作製して、リコー製ＦＴ−８２００で評価を行っ
た。得られた画像は高解像度の画像が得られ、定着ロー
ラへのオフセットはまったくみられなかった。１０００
００枚のコピーでも感光体フィルミング、キャリアスペ
ント、クリーニング不良、転写不良は見られなかった。
また耐熱保存試験（５０℃、３時間）においてもブロッ
キング現象は見られなかった。また、トナー中に存在す
るワックスの平均粒径は透過型電子顕微鏡で観察した結
果０．４μｍであった。得られた画像のトナーにはワッ
クスは残存していなかった（透過型電子顕微鏡での観察
結果）。画像表面には５％のワックスが見られた。さら
に、定着ローラ表面にはワックスが画像の反転画像とし
て残存していた。

【００１７】実施例２結着樹脂スチレン−メタクリル酸系ポリマー９０重量部離型剤カルナウバ１０重量部着色剤カーボンブラック１０重量部帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩５重量部を溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、
ついでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕し
た。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を６．４μｍ
とした。本粒子１００重量部に対してシリカ微粉末を
１．３重量部添加混合してトナーとした。得られたトナ
ー５重量部をフェライトキャリア９５重量部と混合し現
像剤を作製して、リコー製ＦＴ−８２００で評価を行っ
た。高解像度の画像が得られ、定着ローラへのオフセッ
トはみられなかった。１０００００枚のコピーでも感光
体フィルミング、キャリアスペント、クリーニング不
良、転写不良は見られなかった。また耐熱保存試験（５
０℃、３時間）においてもブロッキング現象は見られな
かった。また、トナー中に存在するワックスの平均粒径
は透過型電子顕微鏡で観察した結果０．８μｍであっ
た。得られた画像のトナーにはワックスは残存していな
かった（透過型電子顕微鏡での観察結果）。画像表面に
は３％のワックスが見られた。さらに、定着ローラ表面
にはワックスが画像の反転画像として残存していた。

【００１８】実施例３結着樹脂スチレン−メタクリル酸系重合体６０重量部フッ素系ポリマー１０重量部エステル系重合体２５重量部離型剤ポリプロピレン＋カルナウバ５重量部着色剤カーボンブラック１０重量部帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩６重量部を溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、
ついでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕し
た。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を８．８μｍ
とした。本粒子１００重量部に対してシリカ微粉末を
１．４重量部添加混合してトナーとした。得られたトナ
ー５重量部をフェライトキャリア９５重量部と混合し現
像剤を作製して、リコー製ＦＴ−８２００で評価を行っ
た。高解像度の画像が得られ、定着ローラへのオフセッ
トはみられなかった。１０００００枚のコピーでも感光
体フィルミング、キャリアスペント、クリーニング不
良、転写不良は見られなかった。また耐熱保存試験（５
０℃、３時間）においてもブロッキング現象は見られな
かった。また、トナー中に存在するワックスの平均粒径
は透過型電子顕微鏡で観察した結果０．２μｍであっ
た。得られた画像のトナーにはワックスは残存していな
かった（透過型電子顕微鏡での観察結果）。画像表面に
は４％のワックスが見られた。さらに、定着ローラ表面
にはワックスが画像の反転画像として残存していた。

【００１９】比較例１実施例１でカルナウバを低分子量ポリエチレンに変えた
以外は、実施例１と同様の方法で現像剤を作製し、実施
例１と同様の方法で評価を行った。得られた画像は定着
ローラにホットオフセットした画像であった。また、ト
ナー中に存在するワックスの平均粒径は透過型電子顕微
鏡で観察した結果１．２μｍであった。得られた画像の
トナーにはワックスが多く残存していた（透過型電子顕
微鏡での観察結果）。

【００２０】以下、本発明の実施の態様を示す。１．熱定着前には離型剤成分が平均粒径が０．１μｍ以
上１μｍ以下の粒状形である島成分として分離した海島
構造の相分離構造を有するが、熱定着後には前記相分離
構造が消失することを特徴とする静電荷像現像用トナ
ー。２．静電荷像現像用トナーが結着剤樹脂および着色剤を
含むものである前記１の静電荷像現像用トナー。３．海島構造の島成分が、熱定着時に定着ローラ表面全
面に転移可能なものである前記１ないし２の静電荷像現
像用トナー。４．島成分がワックスである前記３の静電荷像現像用ト
ナー。５．ワックスが少なくとも１種の高級脂肪酸エステルを
含むものである前記４の静電荷像現像用トナー。６．ワックスがカルナウバである前記５の静電荷像現像
用トナー。７．ワックスが融点７０℃以上９０℃以下のものである
前記５ないし６の静電荷像現像用トナー。

【００２１】８．静電荷像現像用トナーが平均粒径５〜
１５μｍのものである前記１ないし７の静電荷像現像用
トナー。９．熱定着後の画像中に離型剤成分が実質的に存在しな
いものである前記１ないし８の静電荷像現像用トナー。１０．熱定着後の画像表面に、該画像表面の３０％以下
の離型剤成分が残存するものである前記１ないし８の静
電荷像現像用トナー。

【００２２】

【効果】

１．請求項１特にオフセット性が改善された静電荷像現像用トナーが
得られた。２．請求項２改善されたオフセット性の耐久性が向上した静電荷像現
像用トナーが得られた。３．請求項３および４請求項１および２の効果に加えて、低温定着が可能な静
電荷像現像用トナーが得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱定着前の本発明のトナーの断面模式図であ
る。

【図２】本発明のトナーにより形成した画像の断面模式
図である。

【符号の説明】

１トナー中に分散するワックス２画像３紙４画像表面に存在するワックス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱定着前には離型剤成分が平均粒径が
０．１μｍ以上１μｍ以下の粒状形の島成分として分離
した海島構造の相分離構造を有するが、熱定着後には前
記相分離構造が消失することを特徴とする静電荷像現像
用トナー。
【請求項２】海島構造の島成分が、熱定着時に定着ロ
ーラ表面全面に転移可能なものである請求項１記載の静
電荷像現像用トナー。
【請求項３】島成分がワックスである請求項２記載の
静電荷像現像用トナー。
【請求項４】ワックスが少なくとも１種の高級脂肪酸
エステルを含むものである請求項３記載の静電荷像現像
用トナー。