JP2000147827A

JP2000147827A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP2000147827A
Application number: JP33842398A
Authority: JP
Inventors: Ken Matsumoto; 建松本; Hiromi Totsuka; 博己戸塚; Masashi Kanamaru; 政司金丸; Akihiro Sano; 昭洋佐野
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】低エネルギー定着特性が良好で、長期連続複
写における現像槽内でのトナースペント、現像ローラー
及びブレードへの融着、飛散、カブリ等の発生がなく、
かつ、安定した画像特性を実現できる静電荷像現像用ト
ナーを提供すること。【解決手段】酸価が６ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のポリエス
テル樹脂、着色剤及びオキシ酢酸エステルを２０％以上
含むロウエステルを含有する静電荷像現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長期連続複写時にも安
定な画像が得られる静電荷像現像用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等に使用される現像方式は、
二成分現像方式と一成分現像方式に大別できる。二成分
現像方式とは、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、
すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯
電させて磁気ブラシを形成し、感光体上に形成した静電
荷像を現像する方式である。一成分現像方式は、さらに
磁性一成分現像方式と、非磁性一成分現像方式とに分け
ることができる。磁性一成分現像方式とは、磁性一成分
トナーで現像する方式であり、非磁性一成分現像方式と
は、非磁性一成分トナーを現像スリーブ上に薄層で形
成、感光体と接触または非接触で現像する方式である。

【０００３】この非磁性一成分現像方式では、良好な可
視画像を得るため二成分現像方式と同様に、非磁性一成
分トナーに十分な帯電量を付与することが必要である。
また、現像スリーブ上の非磁性一成分トナーの厚さを均
一にコントロールすることが必要不可欠である。現在の
ところ、十分な帯電量を付与するため、またはトナーの
厚さを均一にコントロールするため、現像スリーブをゴ
ムまたは金属製のブレード部材を圧縮して用いることが
多い。また、非磁性一成分トナーにおいては、含金アゾ
染料などの帯電制御剤を含有させることで比較的高い電
荷を持たせるという技術も提案されている。

【０００４】しかしながら、従来の非磁性一成分トナー
は、現像スリーブに圧接するように設けられたブレード
部材への圧接力が低いと、トナーへの電荷付与が不足す
る場合がある。このため、十分な画像濃度が得られなか
ったり、カブリが多い等の問題が生じていた。逆に、圧
接力が高いと、トナーへの電荷付与は十分となり、先の
問題は解消されるが、現像が繰り返し行われるうちにブ
レード部材や現像スリーブ表面の磨耗が著しくなり、そ
れらの表面に凹凸が発生し、この凹凸のためにトナーが
ブレード部材と現像スリーブとの間を通過する際に与え
られる力が不均一となったり、部分的に現像剤層が厚く
なることがある。その結果、トナーが必要とする電荷量
が不足し、画像上に濃度ムラやカブリを発生する。特
に、非接触現像方式においては、連続コピー時に現像ス
リーブから感光体へトナーが飛翔するという飛翔性が悪
化し、現像特性が低下しやすかった。また、従来の非磁
性一成分トナーでは、現像スリーブにトナーが圧接力あ
るいは熱により融着する現象、いわゆるスリーブ融着が
生ずることがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低エネルギ
ー定着特性が良好で、長期間連続複写における現像槽内
でのトナースペント、現像ローラ上及びブレードへの融
着、飛散、カブリ等の発生がなく、かつ、安定した画像
特性を実現できる、新規な静電荷像現像用トナーを提供
するものである。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題を解決するため鋭意検討した結果、低エネルギー定着
特性が良好で、長期間連続複写において安定した現像性
を得るためには、特定の条件を充足する結着樹脂と特定
のロウエステル、そして、特定の条件を満たす材料を含
有させ、それらがトナー中で高い分散状態で存在するこ
とが極めて重要であることに注目し、本発明を完成し
た。本発明は、少なくとも結着樹脂として、酸価が６ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリエステル樹脂〔Ａ〕、着色
剤〔Ｂ〕を含有するトナー組成物において、オキシ酸エ
ステルを２０重量％以上含むロウエステル〔Ｃ〕を含有
することを特徴とする静電荷像現像用トナーである。

【０００７】低エネルギー定着特性を得るために、樹脂
の分子量や熱特性を下げることがある。但し、単に分子
量を下げれば、現像槽内でトナークラックが発生しやす
くなったり、ブレード融着、現像ローラ融着が顕著に発
生しやすくなり、耐久性が悪化する。また、樹脂の熱特
性を下げすぎると、主に高温側でのオフセットが発生し
やすくなり、使用可能定着温度幅が狭くなる傾向があ
る。長期連続複写において発生しやすい帯電量の低下
は、トナーが繰り返し摩擦を受けることにより、表面の
外添剤の脱離や埋没が発生したり、トナー表面が劣化し
たり、材料の一部が脱離すること等によって引き起こさ
れると考えられる。特に材料の分散が悪かったり、トナ
ー組成物の粒径が大きかったりすると、トナーの粒子間
で物理特性や帯電特性、現像特性等で非常にバラツキを
生じやすくなり、耐久性の低下の原因ともなる。

【０００８】ブレードおよび現像ローラー上のトナー融
着は、現像器内では、現像ローラーとブレード、現像ロ
ーラーと供給ローラーもしくはトナー供給ブラシ等の間
で、繰り返しトナーが摩擦されることによって、もしく
は、特に非磁性一成分接触現像法では、更に感光体ドラ
ムと現像ローラーとの間で摩擦されることによって、ト
ナーが強いストレスを受け、トナーが劣化するに従っ
て、トナー表面の外添剤の脱離、トナー組成物の中でも
樹脂強度が弱い、低分子オリゴマー等や、粒径が比較的
大きい材料が主に離脱等を引起し、その遊離物が、更
に、ブレード、現像ローラー等の現像部材のトナーとの
強い摩擦がかかる箇所に融着が発生するためである。そ
して、トナー融着が蓄積すると、それら現像器部材本来
の機能を低下させたり、また、本来、ブレードは現像ロ
ーラー上のトナーを均一な厚さに制御することも機能の
一つだが、ブレード上のトナーが蓄積していった場合、
現像ローラー上のトナー層厚が、不均一になるばかりで
なく、次第に現像ローラー上にスジ状の不良を引起し、
ついには、画像不良を発生させることが考えられる。す
なわち、低分子量部もしくはオリゴマーの含有量が少な
い特定の結着樹脂及び分散材料性を向上可能な特定の物
質を使用し、各組成物のｐＨ値を合わせ、各材料の相溶
性を改善することで高い材料分散性を得ることが可能と
なり、本発明を完成した。本発明は、低エネルギー定着
特性が得られるばかりでなく、高い材料分散性によっ
て、また、特定のトナー融着の原因となる物質を低減し
ているため、長期連続複写において、トナー融着を防止
でき、現像特性の安定化、帯電特性の安定化に非常に高
い有効性を発揮する。

【０００９】ポリエステル樹脂（Ａ）としては酸価が６
ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の飽和もしくは不飽和ポリエステル
樹脂が用いられる。また、ポリエステル樹脂（Ａ）のテ
トラヒドロフラン（以下ＴＨＦと略す）可溶分の分子量
はゲルパーミエイションクロマトグラフィ（以下ＧＰＣ
と略す）によって測定されるクロマトグラムにおいて、
ピークが１つ以上存在し、その１つ以上のピークの内、
最大のピークにおける分子量（以下ピークトップ分子量
と略す）が１００００以下であるものが好ましい。ま
た、１つのピークは３０００〜２００００、特に４００
０〜１５０００にあるものが好ましい（以下このピーク
をＬピークと略す）。更にＬピークよりも高分子量側に
ピークまたはショルダーが１つ以上あり（以下このピー
ク又はショルダーをＨピーク又はＨショルダーと略
す）、更にＨピーク又はＨショルダーの位置が７０００
〜５０００００、特に１２０００〜２０００００にある
ものが好ましい。Ｌピークの位置が３０００より低いと
二成分トナーの場合、現像槽内でトナーのスペント及び
トナークラックが発生しやすくなり、一成分トナーの場
合、ブレード融着や現像ローラーへのフィルミングが発
生しやすくなり、耐久性が低下する。また、Ｌピークが
２００００より高いと低温領域での定着性が悪化しやす
くなる傾向にある。Ｈピーク又はＨショルダーの位置が
７０００より低いと、定着性は良好であるが、ホットオ
フセットが発生しやすくなり使用可能な定着温度幅が狭
くなる。

【００１０】更に、ピークトップ分子量及び数平均分子
量の関係において、下記式

【数２】ｌｏｇ₁₀〔ピークトップ分子量〕−ｌｏｇ
₁₀〔数平均分子量〕≦０．３に該当するポリエステル樹脂（Ａ）は、その樹脂中の主
な分子量領域が低分子量化されているので、低エネルギ
ー定着特性が優れ、上記式を満足しないものは定着性が
悪化しやすくなる傾向にある。また、ポリエステル樹脂
（Ａ）のＴＨＦ可溶分の内、分子量が１０００未満のも
のが４．０重量％以下であることが好ましい。分子量が
１０００未満のものは、ブレード融着や現像ローラーへ
のフィルミング等のトナー融着物の原因となりやすいた
め、分子量が１０００未満のポリエステル樹脂成分を除
くことによってトナーの耐久性が向上し、このようなト
ナー融着物が生じにくいトナーを得ることができる。な
お、本発明において、ポリエステル樹脂（Ａ）の分子量
分布は、ＧＰＣによって次の条件で測定された値であ
る。すなわち温度２５℃においてＴＨＦを毎分１ｍｌの
流速で流し、濃度０．４ｇ／ｄｌのＴＨＦ試料溶液を試
料重量として８ｍｇ注入し測定する。また、試料の分子
量測定にあたっては、該試料の有する分子量分布が、数
種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量
線の分子量分布の対数とカウント数が直線となる範囲内
に包含される測定条件を選択する。また、本測定にあた
り、測定の信頼性は上記の測定条件で行ったＮＢＳ７０
６ポリスチレン標準試料（Ｍｗ＝２８．８×１０⁴、Ｍ
ｎ＝１３．７×１０⁴、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１１）のＭｗ
／Ｍｎが２．１１±０．１０となることにより確認でき
る。

【００１１】ポリエステル樹脂（Ａ）の酸価は６ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ以上であり、好ましくは６〜４０ｍｇＫＯＨ／
ｇ、更に好ましくは１０〜２５ｍｇＫＯＨ／ｇである。
酸価が６ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合は、帯電特性が低下
し、特に低温時に鮮明な画像が得られなくなる。また、
着色剤等の材料としてｐＨ値が低いものを使用した場
合、酸価が６ｍｇＫＯＨ／ｇ以上のポリエステル樹脂
（Ａ）を用いることによって、トナー中の各材料の分散
性を向上させることができる。ポリエステル樹脂（Ａ）
の水酸基価は１ｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好まし
い。酸価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇより高い場合、又は水酸
基価が１ｇＫＯＨ／ｇより高い場合では、末端のカルボ
キシル基や水酸基は親水性が強いため、環境の変化、特
に温度変化に対してトナーの帯電特性、流動性が大きく
変化し、カブリ等の現像特性の不良が発生しやすくな
る。

【００１２】本発明の静電荷像現像用トナーはポリエス
テル樹脂（Ａ）の他に、公知の結着樹脂を含有していて
もよい。公知の結着樹脂としては、例えば下記の重合体
が挙げられる。ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポ
リ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共
重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブ
タジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、ス
チレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共
重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチ
レンアクリル酸メチル共重合体、スチレンアクリル酸エ
チル共重合体、スチレンアクリル酸ブチル共重合体、ス
チレンアクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アク
リル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸
エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重
合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エオクル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェ
ニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メ
チル共重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリ
ル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンま
たはスチレン置換体を含む単独重合体または共重合
体）、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、低分子ポリエチレン、低
分子ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン
樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチル
アクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチ
ラール樹脂等。スチレン系樹脂及びエポキシ樹脂が好ま
しい。これらの樹脂を含有する場合含有量は、ポリエス
テル樹脂（Ａ）１００重量部に対して６０〜１００重量
部程度である。

【００１３】着色剤（Ｂ）としては、カーボンブラッ
ク、アニリンブルー、カイコオイルブルー、クロムイエ
ロー、ウルトラマンブルー、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、ラン
プブラック、ローズベンガル、ローダミン系染料または
顔料、アントラキノン系染料、モノアゾ及びジスアゾ系
染料または顔料等が用いられる。カーボンブラックの場
合は、一次粒子径が２５〜７０ｎｍ、特に３０〜５５ｎ
ｍであり、比表面積が１１０ｍ²／ｇ以下であり、ｐＨ
が５．０以下のものが好ましい。このようなカーボンブ
ラックを使用すると、溶融・混練による解砕性及び他の
材料との分散性が良好である。着色剤の含有量は現像に
より可視像を形成することができるようなトナーを着色
するに十分な量であればよく、例えば結着樹脂１００重
量部に対して２〜２０重量部が好ましい。

【００１４】ロウエステル（Ｃ）とは、高級脂肪酸と高
級アルコールからなるエステルとオキシ酸エステルの両
方を含むものをいう。ここで、ロウエステルのアルキル
鎖長は、脂肪酸側とアルコール側の合計で炭素原子が３
０〜８０、特に４５〜６５のものが材料との分散性の点
で好ましい。また、オキシ酸エステルを全ロウエステル
中の２０〜５０重量％、特に３０〜３５重量％含有する
ものが分散性を良くするので好ましい。ロウエステル
（Ｃ）としては、例えばカルナバワックス、合成エステ
ルワックス等が用いられる。分散補助剤（Ｄ）として
は、例えばスチレン−無水マレイン酸共重合体、無水マ
レイン酸ポリプロピレン、無水マレイン酸ポリエチレン
等のオレフィン−無水マレイン酸共重合体が用いられ
る。特に次式

【化２】（式中Ｒ₁及びＲ₂は水素原子、アルキル基又はアルキ
ル基を有していてもよいフェニル基、ｎは自然数を示
す）で表される分散補助剤（Ｄ）が好ましく、このよう
な分散補助剤としては三菱化学社製商品名：ダイヤカル
ナ等が上市されている。分散補助剤（Ｄ）は特に着色剤
の分散性を向上させることができる。その添加量は結着
樹脂１００重量部に対して、０．１〜８重量部が好まし
い。

【００１５】本発明のトナーは他の添加剤、例えば荷電
制御剤、離型剤等を含有していてもよい。荷電制御剤と
しては、例えば含金アゾ染料、ニグロシン染料、第４級
アンモニウム塩、トリフェニルメタン系制御剤、オイル
ブラック等の油溶性染料、ナフテン酸、サリチル酸、オ
クチル酸、及びそれらのマンガン、コバルト、鉄、亜
鉛、アルミニウム、鉛等の金属塩、アルキルサリチル酸
金属キレート等が挙げられる。離型剤としては、例えば
低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のポ
リアルキレンワックス、パラフィンワックス、高級脂肪
酸、脂肪酸アミド等が挙げられる。その添加量は結着樹
脂１００重量部に対して０．１重量部が好ましい。荷電
制御剤、離型剤等をトナーに含有させる方法としては、
トナー内部に添加する方法と外添する方法があるが、内
添する場合が一般的である。そのほか、感光体を保護
し、現像特性の劣化を防止して高品質の画像を得るた
め、高級脂肪酸、その金属塩等を適宜添加してもよい。

【００１６】

【実施例】以下に実施例及び比較例により、本発明をさ
らに詳細に説明する。なお、下記例中の「部」は「重量
部」を意味する。実施例１・ポリエステル樹脂（XPE-1954 三井化学社製）１００部・含金染料（保土谷化学社製 TRH) ２部・ロウエステル（中京油脂社製カルナバNo.2）１部・分散補助剤（三菱化学社製ダイヤカルナ）１部・カーボンブラック（三菱化学社製 MA-220）１０部・ポリプロピレン（三洋化成社製ビスコール330P）２部上記の材料をスーパーミキサーで混合後、エクストルー
ダーで溶融混合し、冷却固化後、ジェットミル、風力分
級機にて粉砕分級して平均粒子径６．５μｍの母体トナ
ー粒子を作製した。この母体トナー粒子１００部にシリ
カ（日本アエロジル社製R-812 ）１部をヘンシェルミキ
サーを用いて外添処理し、本発明のトナーを得た。な
お、ポリエステル樹脂（XPE-1954）の酸価は２１ｍｇＫ
ＯＨ／ｇ、ピークトップ分子量は６５９４、分子量１０
００未満のものの含有量は３．３重量％であり、

【数３】ｌｏｇ₁₀〔ピークトップ分子量〕−ｌｏｇ
₁₀〔数平均分子量〕＝０．１６８であった。また、ロウエステル（カルナバNo.2）のオキ
シ酸エステルの含有量は３２重量％であり、カーボンブ
ラック（MA-220）のｐＨは３．０、一次粒子径は５５ｎ
ｍであった。

【００１７】実施例２カーボンブラックとして、ＭＡ−２２０の代わりに同社
製♯２５（ｐＨ８．０、一次粒子径４０ｎｍ）を同量用
い、その他は実施例１と同様にして本発明のトナーを得
た。実施例３分散補助剤ダイヤカルナを除いた以外は実施例１と同様
にして本発明のトナーを得た。

【００１８】比較例１ポリエステル樹脂（XPE-1954）の代わりに酸価４ｍｇＫ
ＯＨ／ｇのポリエステル樹脂を用いた以外は実施例１と
同様にして比較用のトナーを得た。比較例２カルナバNo.2 を除いた以外は実施例１と同様にして比
較用のトナーを得た。比較例３カルナバNo.2及びダイヤカルナを除いた以外は実施例１
と同様にして比較用のトナーを得た。

【００１９】実施例及び比較例で得られたトナーを非磁
性一成分現像方法のレーザープリンター（ＮＥＣ社製
マルチライタ2200XE）で１０万枚までの実写評価を行っ
た。この実写評価は、画像濃度、カブリ、中抜け及び細
線再現性について行った。画像濃度は３ｃｍ四方の黒ベ
タ部画像濃度をマクベス濃度計により評価した。カブリ
は白ベタ部のカブリをカラーメーターZE2000（日本電色
社製）により評価した。中抜けはＡ４全面黒ベタ画像部
における中抜けを目視により、細線再現性は２００line
s/inchの細線再現性、ブレードへのトナー融着によるＡ
４全面黒ベタ画像印字時の縦スジ不良を目視により評価
した。その結果を表１に示す。実施例１〜３のトナー
は、各評価項目とも良好であった。一方、比較例のトナ
ーは細線再現性及び中抜けの不良がみられた。また、連
続複写時において、トナー融着による画像特性の不良が
発生した。

【００２０】

【表１】

【００２１】細線再現性の評価Ａ：細線の太さが一定で、線間飛び散り、抜けがなく非
常に良好Ｂ：細線は明瞭で実用上問題なしＣ：細線に抜け、線間飛び散りがみられる。縦スジ：実施例１〜３及び比較例４には発生なし、比較
例１では画像に６本、比較例２では９本、比較例３では
１４本発生。

【００２２】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは耐久性
が良好であり、また、このトナーにより得られる複写物
は中抜け等の画像不良がなく、細線再現性が良好である
ため、高精細な画像が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金丸政司静岡県静岡市用宗巴町３番１号株式会社巴川製紙所技術研究所内 (72)発明者佐野昭洋静岡県静岡市用宗巴町３番１号株式会社巴川製紙所技術研究所内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA06 CA02 CA08 CA14 CA30 CB18 DA10 EA05 EA06 EA07 EA10 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂として、酸価が６ｍ
ｇＫＯＨ／ｇ以上であるポリエステル樹脂（Ａ）、着色
剤（Ｂ）を含有するトナー組成物において、オキシ酸エ
ステルを２０重量％以上含むロウエステル（Ｃ）を含有
することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項２】ポリエステル樹脂（Ａ）のテトラヒドロ
フラン可溶分が下記の条件を充足することを特徴とする
請求項１記載の静電荷像現像用トナー。（１）ピークトップ分子量が１００００以下、（２）１
０００未満の分子量が４．０重量％以下、（３）【数１】ｌｏｇ₁₀〔ピークトップ分子量〕−ｌｏｇ
₁₀〔数平均分子量〕≦０．３。
【請求項３】着色剤（Ｂ）のｐＨ値が５．０以下、一
次粒子径が２５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項
１記載の静電荷像現像用トナー
【請求項４】下記式で表される分散補助剤（Ｄ）を含
有することを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用
トナー。【化１】（式中Ｒ₁及びＲ₂は水素原子、アルキル基又はアルキ
ル基を有していてもよいフェニル基、ｎは自然数を示
す）
【請求項５】少なくとも現像ローラーもしくは現像フ
ィルムと層規制部材とによって構成される現像装置を用
い、静電荷像を現像し、ついで転写材に転写を行う非磁
性一成分現像方法に用いられることを特徴とする請求項
１記載の静電荷像現像用トナー。