JPH10293410A

JPH10293410A - 静電像現像トナー

Info

Publication number: JPH10293410A
Application number: JP10043197A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Oda; 正純小田; Toshihiko Oguchi; 寿彦小口
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】現像時の環境にかかわらず画質の高い画像を
常に形成することができるとともに、耐色性に優れ、形
成した画像の画質を長期にわたり維持することができ
る、取り扱いの容易な静電像現像トナーを提供するこ
と。【解決手段】熱可塑性樹脂、顔料およびシリコーンオ
イルを含有した第１の粉体に、シリコーンレジンからな
る第２の粉体を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、常に鮮明な画像を
獲得でき、長期にわたり安定な静電像現像トナーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真等による画像の形成
は、暗所で光導電フィルム上に形成した静電荷像に対し
静電像現像トナーを付着させることにより行われてい
る。静電像現像トナーは、通常、熱可塑性樹脂中に顔料
あるいは染料を分散させた後、所望の粒度に粉砕して得
られたものである。

【０００３】ところで、近年、複写画像の高精細化や複
写速度の向上に伴い、静電像現像トナーの特性に対する
要求は益々厳しくなってきた。特に、静電像現像トナー
の表面の構造は、静電像現像トナーの流動性や帯電量等
の特性に影響を与え、ひいては、現像した画像の画質に
大きな影響を与えることから、該構造を制御するために
各種の試みがなされてきた。

【０００４】すなわち、静電像現像トナーの表面の構造
は、構成成分である顔料等の該表面における存在状態に
よって決定するので、例えば、各構成成分の添加量や分
散プロセスを変えたり、静電像現像トナーを製造した後
に、コロイダルシリカ等の酸化物の微粒子や樹脂の微粒
子等の外添剤を添加し、該外添剤を静電像現像トナーの
表面に付着させる等の試みがなされてきた。さらに、静
電像現像カラートナーでは、現像した画像の長期に渡る
耐色性が問題となるため、該耐色性の向上のために、静
電像現像トナー中へ耐色剤を混入する試みがなされてき
た。

【０００５】特に、上記外添剤の静電像現像トナーへの
添加は、静電像現像トナーを用いて形成する画像の画質
の向上あるいは該画像の維持に関し最も有効な手段とし
て広く用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電像
現像トナーへ上記外添剤を添加した場合には、形成した
画像にカブリと呼ばれる地汚れが発生するという問題が
あった。特に、該地汚れは、多くの外添剤を添加した静
電像現像トナーにおいてより顕著に発生する。また、外
添剤を添加した静電像現像トナーにより、常温および常
湿下において優れた画質の画像を形成していた場合であ
っても、高温および高湿下においてはカブリの著しい画
像を形成することが多く、現在、最もよく用いられてい
るシリカの微粉末をはじめとする金属酸化物等からなる
無機系の外添剤を用いると、形成した画像に地汚れが生
じる傾向が強い。

【０００７】また、現像時点にかかわらず良好な画像を
形成するには、常に、最適量の外添剤が静電像現像トナ
ーの表面に付着していることが必要である。しかしなが
ら、現像の過程で消費される静電像現像トナーの消費比
率と外添剤の消費比率とを全く同じに保つことは困難で
あるため、静電像現像トナーの表面に付着している外添
剤の比率に徐々にずれが生ずることになる。

【０００８】したがって、現像の過程とともに静電像現
像トナーの流動性や帯電性が変化し、記録媒体への静電
像現像トナーの転写効率等が変動するため、形成した画
像の画質が現像の過程とともに徐々に劣化するという問
題があった。

【０００９】さらに、繰り返し現像を行う過程におい
て、外添剤が静電像現像トナーの表面に強く固着して固
着層を形成することから、現像の過程とともに静電像現
像トナーの流動性や帯電性が変化し、記録媒体への静電
像現像トナーの転写効率等が変動するので、形成した画
像の画質が現像の過程とともに劣化するという問題があ
った。

【００１０】また、画像を構成する静電像現像トナーの
安定性が低いため、形成した画像の画質を長期にわたり
維持することが困難であるという問題があった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、現像時の環境にかかわらず画質の高い画像を
常に形成することができるとともに、耐色性に優れ、形
成した画像の画質を長期にわたり維持することができ
る、取り扱いの容易な静電像現像トナーを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意研究
を重ねた結果、熱可塑性樹脂と顔料とを主成分とする静
電現像トナーに、シリコーンオイルおよびシリコーンレ
ジンからなる粉体を導入することにより、上記目的を達
成した静電像現像トナーが得られることを見い出した。

【００１３】すなわち、本発明に係る静電像現像トナー
は、熱可塑性樹脂、顔料およびシリコーンオイルを含有
した第１の粉体に、シリコーンレジンからなる第２の粉
体を添加してなることを特徴としている。

【００１４】本発明に係る静電像現像トナーによれば、
熱可塑性樹脂および顔料とともにシリコーンオイルを含
有する第１の粉体にシリコーンレジンからなる第２の粉
体を添加することにより、静電像現像トナーの流動性が
向上するとともに帯電性が安定するので、転写媒体に対
する転写効率が向上し、また、転写媒体に対する転写効
率が現像時点にかかわらずほぼ一定となり、画像の濃度
を安定して向上させることができる。したがって、画質
の高い画像を常に形成することが可能となる。また、静
電像現像トナーの流動性が向上するので、静電像現像ト
ナーの取り扱いも容易なものとなる。さらに、本発明に
係る静電像現像トナーは、雰囲気中に存在する水等の物
質に対して化学的に安定なので、画質の高い画像を長期
にわたり維持することが可能となる。

【００１５】本発明に係る静電像現像トナーにおいて、
バインダーとして機能する熱可塑性樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリエステル、ポリスチレン、エポキシ樹
脂、スチレン−アクリル共重合体およびポリカーボネー
ト等を挙げることができ、これらを単独で、または２種
類以上混合して使用することができる。また、静電像現
像トナーにおいて、熱可塑性樹脂は80〜90wt％を占める
ことになる。

【００１６】また、顔料としては、静電像現像トナーに
通常用いることができるものであれば特に限定はされ
ず、目的に応じて適宜選択することが可能であるが、例
えば、カーボンブラック、フタロシアニン顔料、アゾレ
ーキ顔料およびキナクリドン系顔料等の有機顔料を好適
に用いることができる。なお、静電像現像トナーにおい
て、顔料は 0.5〜15.0wt％を占めることになる。

【００１７】次に、本発明に係る静電像現像トナーにお
けるシリコーンオイルについて説明する。一般に、シリ
コーンオイルは表面張力が非常に小さいため、静電像現
像トナーの構成成分として添加すると、該静電像現像ト
ナーに含まれる顔料等の各構成成分の分散性が向上し該
構成成分が均一に分散することになるので、色わかれの
防止等の効果を付与することができる。また、非粘着性
の性質を有しているので静電像現像トナーの流動性が向
上し、その取り扱いが容易になるとともに、複写機等の
内部への静電像現像トナーの付着を防止する等の効果を
付与することができる。

【００１８】シリコーンオイルは、通常、直鎖状の分子
構造を有しており、ケイ素原子に結合する有機基の種類
やシロキサンの重合度の大小により分類することができ
るが、ケイ素原子に結合する有機基の種類により分類す
ると、純シリコーンオイルと変性シリコーンオイルとに
大別することができる。純シリコーンオイルは、直接法
でつくられるオルガノクロロシランをそのまま加水分解
・重合という工程によりオイル化したものと定義でき、
一方、変性シリコーンオイルは、オルガノクロロシラン
からオイルを作る過程で、他の有機物との反応を行う工
程を含んでいるものとして定義することができる。本発
明に係る静電像現像トナーにおいて、好適に用いること
ができるシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコー
ンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハ
イドロジェンシリコーンオイル等の純シリコーンオイル
や、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコ
ーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アル
コール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオ
イル、エポキシ変性シリコーンオイル、フェノール変性
シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、
メルカプト変性シリコーンオイルおよびその他の有機変
性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイルを挙げる
ことができ、これらを単独で、または２種類以上混合し
て適宜使用することができる。また、シリコーンオイル
の分子量（重合度）は 30000以上であることが望まし
い。シリコーンオイルの粘度は分子量が増すにつれて上
昇する傾向があるので、シリコーンオイルの分子量が上
記範囲より小さい場合には、粘度が十分でないことから
得られる静電像現像トナーの流動性が低下し、複写機等
の内部（供給ロール等）に付着する等の問題が発生す
る。さらに、シリコーンオイルの含有量は0.05〜 5.0wt
％であることが望ましい。シリコーンオイルの含有量が
0.05％未満、あるいは 5.0wt％を越えた場合には、静電
像現像トナーの転写媒体への転写効率に低下がみられ
る。

【００１９】さらに、本発明の静電像現像トナーに係る
シリコーンレジンは、ポリシロキサン中に残っている水
酸基どうしの縮合を進めて３次元に架橋した構造を有す
るとともに、化学反応性に乏しく、浮遊・不溶性の粉体
からなるシリコーンレジンであり、特に、メチルシリコ
−ンレジンを好適に用いることができる。シリコーンレ
ジンの形状は、球形および不定形でよいが、粒径が 0.5
μｍ〜20μｍであることが望ましい。なお、該粒径は、
同一の体積を有する球の直径として定義している。シリ
コ−ンレジンの粒径が 0.5μｍ以下である場合には、静
電像現像トナーの使用に際し、複写機の供給ロール等に
シリコ−ンレジンが付着する等の問題を生じることにな
る。また、粒径が20μｍを越えた場合には、他の構成成
分と同程度の粒径であるため、画像の濃度を制御するこ
とが困難になる。なお、シリコ−ンレジンの粉体とし
て、その形状が球状の粉体とともに、例えば、角張った
形状である不定形の粉体を混合した混合物としてもよ
い。シリコ−ンレジンの粉体が球状の形状のみからなる
場合には、得られる静電像現像トナーの流動性は向上す
るものの、静電像現像トナーの転写媒体への付着量が減
少するため、形成される画像の濃度が薄くなるからであ
る。また、シリコ−ンレジンの粉体の添加量は、熱可塑
性樹脂、顔料およびシリコーンオイルを含有した混合物
100重量部に対して0.01重量部〜 5.0重量部、より好ま
しくは、 0.1重量部〜 1.0重量部とすることが望まし
い。上記混合物 100重量部に対して、シリコ−ンレジン
の粉体の添加量が0.01重量部未満である場合には、静電
像現像トナーの流動性の向上および形成される画像の画
質の向上に対する効果がほとんど期待できない。−方、
上記混合物 100重量部に対して、シリコ−ンレジンの粉
体の添加量が 5.0重量部を越えた場合には、静電像現像
トナーの流動性は向上するものの、形成した画像にカブ
リを生じやすくなり画質が低下し、また、静電像現像ト
ナーの転写媒体に対する熱定着性も阻害する傾向があ
る。

【００２０】本発明の静電像現像トナーを製造するにあ
たっては、熱可塑性樹脂、顔料、シリコーンオイルおよ
び必要に応じて他の成分を混合して混練し、粉砕および
分級の工程を通して、数μｍ〜数十μｍの粉体を得る
（第１の粉体）。次いで、該第１の粉体にシリコ−ンレ
ジンの粉体（第２の粉体）を添加して静電像現像トナー
を得る。第１の粉体にシリコ−ンレジンの粉体を添加す
る方法としては、ｖ型ブレンダー中で第１の粉体とシリ
コ−ンレジンの粉体（第２の粉体）とを混合する方法
や、ヘンシェルミキサー等の、高速で回転する羽根を有
する混合機により第１の粉体と第２の粉体とを撹拌する
方法を挙げることができる。また、必要に応じて、第１
の粉体および第２の粉体とともに撹拌用のメディア粒子
を共存させ、これらを一緒に混合・撹拌してもよい。こ
の場合、メディア粒子の粒径および形状は、混合・撹拌
時の衝突によって上記第１の粉体および第２の粉体が破
砕しない程度に調節する必要がある。

【００２１】なお、本発明の静電像現像トナーにおいて
は、通常、流動化剤として使用されているコロイダルシ
リカをはじめとする金属酸化物等の無機系の外添剤や、
熱可塑性樹脂中への顔料の分散を改良するための分散用
レジンおよび静電像現像トナーの保持する帯電量等を制
御するための電荷制御剤等を適宜添加してもよい。例え
ば、本発明の静電像現像トナーを乾式二成分系現像剤と
して用いる場合には、粒径が40μｍ〜 200μｍのキャリ
ヤー材料である鉄粉と静電像現像トナーとを 100:1〜1
0:1程度の割合となるように混合し、電荷制御剤とし
て、正極用にはニグロシン系の電子供与性の染料を、負
極用には電子受容性の有機錯体を好適に添加することが
できる。なお、カスケード現像法においては、キャリヤ
ー材料としてガラスビーズ、アルミニウム球およびスチ
ール球を好適に用いることができ、これらの表面をエチ
ルセルロース、ポリアミド、ポリメタクリル酸またはポ
リビニルホルマール等の樹脂で被覆し、摩擦帯電性およ
び温度依存性を制御するようにしてもよい。また、磁気
ブラシ現像法では、キャリヤー材料として鉄、ニッケ
ル、コバルトおよび亜鉛等のフェライトを用いることが
でき、その表面をスチレン−アクリル共重合体等で被覆
し、帯電量や極性等の制御を行うこともできる。また、
本発明の静電像現像トナーを乾式一成分系現像剤として
用いる場合には、導電性磁性トナーとして機能するよう
に熱可塑性樹脂中に50〜60wt％の磁性粉を含有させ、十
分な導電性を得るためにカーボンブラック等の導電性の
微粉体を混合することができる。なお、該磁性粉として
は、粒径が 0.1μｍ〜 1μｍのFe₃ O₄、γ−Fe₂
O₃、 CrO₂、ニッケルフェライト等を用いることがで
きる。また、磁性トナーの比抵抗を10¹⁴Ωcm以上にし、
摩擦帯電により電荷をもたせた絶縁性磁性トナーとして
用いることも可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る静電像現像
トナーの一実施の形態を説明する。

【００２３】（実施例１）熱可塑性樹脂であるポリエス
テルに、顔料であるカーボンブラックを 3wt％、４級ア
ンモニウム塩を官能基としたスチレン−アクリル共重合
体からなる正帯電制御剤を 1wt％、分子量 60000の純シ
リコンオイル（ジメチルポリシロキサンタイプシリコー
ンオイル）を 0.3wt％となるように添加し、二軸押出混
練機にて混練して混練物を得た。次に、該混練物をジェ
ット式粉砕機で粉砕した後、篩にて分級し、平均粒径 9
μｍの粉体を得た。次いで、該粉体 100重量部に対して
不定形の形状を有するシリコ−ンレジンの粉体（平均粒
径 3.5μｍ）を 1重量部、正帯電処理剤として平均粒径
0.5μｍのシリカの粉体を 3重量部添加し、ヘンシェル
ミキサーにて 3分間混合して静電像現像トナーを得た。

【００２４】次に、得られた静電像現像トナーを１成分
現像機に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画
像を現像することにより、静電像現像トナーの普通紙へ
の転写および定着を行って画像を形成した。

【００２５】そして、画像の地汚れ（カブリレベル）を
色差計にて測定したところ、色差は1.0％以下であり、
非常にカブリの少ない鮮明な画像を形成することができ
た。また、静電像現像トナーを補給しつつ、同一画像に
ついて 10000枚の連続コピーを実施したところ、 10000
枚目に形成された画像の画質は、はじめに形成された画
像の画質と比較して大きな変化は認められず、非常にカ
ブリの少ない鮮明な画像であった。さらに、該静電像現
像トナーにおいて、べた転写残りは10％程度であり、転
写効率が良好であることが確認された。また、形成され
た画像の濃度は1.5と大きいものであった。

【００２６】さらに、上記画像の形成された普通紙を２
つの群（群Ａおよび群Ｂ）に分け、群Ａは２５℃で６０
日間放置し、群Ｂは２４時間毎に５℃〜５０℃の温度サ
イクルを繰り返すよう設定した環境試験機中に６０日間
放置して安定性を観察した。その結果、群Ａおよび群Ｂ
において、形成された画像の画質の劣化を認めることは
できず、長期に渡る耐色性を示すことが確認された。

【００２７】（実施例２）実施例１において、帯電制御
剤をスルホン酸を官能基としたスチレン−アクリル共重
合体からなる負帯電制御剤とした以外は、全く同様の条
件で静電像現像トナーを得た。

【００２８】得られた静電像現像トナーを１成分現像機
に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画像を現
像することにより、静電像現像トナーの普通紙への転写
および定着を行って画像を形成した。

【００２９】そして、画像の地汚れ（カブリレベル）を
色差計にて測定したところ、色差は1.0％以下であり、
非常にカブリの少ない鮮明な画像を形成することができ
た。また、静電像現像トナーを補給しつつ、同一画像に
ついて 10000枚の連続コピーを実施したところ、 10000
枚目に形成された画像の画質は、はじめに形成された画
像の画質と比較して大きな変化は認められず、非常にカ
ブリの少ない鮮明な画像であった。さらに、該静電像現
像トナーにおいて、べた転写残りは10％程度であり、転
写効率が良好であることが確認された。また、形成され
た画像の濃度は1.5と大きいものであった。

【００３０】さらに、上記画像の形成された普通紙を２
つの群（群Ａおよび群Ｂ）に分け、群Ａは２５℃で６０
日間放置し、群Ｂは２４時間毎に５℃〜５０℃の温度サ
イクルを繰り返すよう設定した環境試験機中に６０日間
放置して安定性を観察した。その結果、群Ａおよび群Ｂ
において、形成された画像の画質の劣化を認めることは
できず、長期に渡る耐色性を示すことが確認された。

【００３１】（比較例１）実施例１において、シリコー
ンオイルを添加せずに混練を行って混練物を得た以外
は、全く同様の条件で静電像現像トナーを得た。

【００３２】得られた静電像現像トナーを１成分現像機
に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画像を現
像することにより、静電像現像トナーの普通紙への転写
および定着を行って画像を形成した。

【００３３】そして、画像の地汚れ（カブリレベル）を
色差計にて測定したところ、色差は4.0％と高く、カブ
リの多い不鮮明な画像を形成した。また、静電像現像ト
ナーを補給しつつ、同一画像について 10000枚の連続コ
ピーを実施したところ、現像機内のロール等に静電像現
像トナーが付着し、大部分の画像の画質は、はじめに形
成された画像の画質と比較して汚れが多くカブリの多い
不鮮明な画像であった。

【００３４】（比較例２）実施例１において、シリコ−
ンレジンの粉体の代わりに正帯電処理用のシリカの粉体
（平均粒径 0.5μｍ）を 3重量部添加した以外は、全く
同様の条件で静電像現像トナーを得た。

【００３５】得られた静電像現像トナーを１成分現像機
に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画像を現
像することにより、静電像現像トナーの普通紙への転写
および定着を行って画像を形成した。

【００３６】その結果、該静電像現像トナーにおいて
は、べた転写残りは20％程度となり、転写効率が低下し
たことが確認された。また、形成された画像の濃度は1.
25であり、非常に濃度の薄い画像であった。

【００３７】さらに、上記画像の形成された普通紙を２
つの群（群Ａおよび群Ｂ）に分け、群Ａは２５℃で６０
日間放置し、群Ｂは２４時間毎に５℃〜５０℃の温度サ
イクルを繰り返すよう設定した環境試験機中に６０日間
放置して安定性を観察したところ、群Ａおよび群Ｂの双
方において、形成された画像の画質が劣化し、長期に渡
る耐色性を発揮することはなかった。

【００３８】（比較例３）実施例２において、シリコー
ンオイルを添加せずに混練を行って混練物を得た以外
は、全く同様の条件で静電像現像トナーを得た。

【００３９】得られた静電像現像トナーを１成分現像機
に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画像を現
像することにより、静電像現像トナーの普通紙への転写
および定着を行って画像を形成した。

【００４０】そして、画像の地汚れ（カブリレベル）を
色差計にて測定したところ、色差は4.5％と高く、カブ
リの多い不鮮明な画像を形成した。また、静電像現像ト
ナーを補給しつつ、同一画像について 10000枚の連続コ
ピーを実施したところ、現像機内のロール等に静電像現
像トナーが付着し、大部分の画像の画質は、はじめに形
成された画像の画質と比較して汚れが多くカブリの多い
不鮮明な画像であった。

【００４１】（比較例４）実施例２において、シリコ−
ンレジンの粉体の代わりに正帯電処理用のシリカの粉体
（平均粒径 0.5μｍ）を 3重量部添加した以外は、全く
同様の条件で静電像現像トナーを得た。

【００４２】得られた静電像現像トナーを１成分現像機
に充填し、レーザープリンターで正帯電の静電画像を現
像することにより、静電像現像トナーの普通紙への転写
および定着を行って画像を形成した。

【００４３】その結果、該静電像現像トナーにおいて
は、べた転写残りは20％程度となり、転写効率が低下し
たことが確認された。また、形成された画像の濃度は1.
25であり、非常に濃度の薄い画像であった。

【００４４】さらに、上記画像の形成された普通紙を２
つの群（群Ａおよび群Ｂ）に分け、群Ａは２５℃で６０
日間放置し、群Ｂは２４時間毎に５℃〜５０℃の温度サ
イクルを繰り返すよう設定した環境試験機中に６０日間
放置して安定性を観察したところ、群Ａおよび群Ｂの双
方において、形成された画像の画質が劣化し、長期に渡
る耐色性を発揮することはなかった。

【００４５】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の静電像
現像トナーによれば、熱可塑性樹脂および顔料とともに
シリコーンオイルを含有する第１の粉体にシリコーンレ
ジンからなる第２の粉体を添加することにより、静電像
現像トナーの流動性が向上するとともに帯電性が安定す
るので、現像時の環境にかかわらず画質の高い画像を常
に形成することが可能な静電像現像トナーを提供するこ
とができる。

【００４６】また、シリコーンレジンからなる粉体を添
加したことにより、雰囲気に対する化学的な安定性が増
加するので、画質の高い画像を長期にわたり維持するこ
とが可能な静電像現像トナーを提供することができる。

【００４７】さらに、静電像現像トナーの流動性が向上
するので、取り扱いの容易な静電像現像トナーを提供す
ることができる。

【００４８】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂、顔料およびシリコーンオ
イルを含有した第１の粉体に、シリコーンレジンからな
る第２の粉体を添加してなることを特徴とする静電像現
像トナー。
【請求項２】前記シリコーンオイルの含有量が0.05〜
5.0wt％であることを特徴とする請求項１に記載の静電
像現像トナー。
【請求項３】前記第２の粉体の添加量が前記第１の粉
体 100重量部に対して0.01重量部〜 5.0重量部であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電像
現像トナー。