JP2000258946A

JP2000258946A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JP2000258946A
Application number: JP6559399A
Authority: JP
Inventors: Jun Morimoto; 純森本
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低い定着温度で定着するこ
とができ、オフセット性においても実用上なんら問題を
発生せず、転写紙への定着強度の優れた電子写真用トナ
ーを提供することにある。【解決手段】少なくともトナー粒子及び脱離ワックス
からなる電子写真用トナーであって、該トナー粒子が天
然ガス系フィッシャートロプシュワックス及びポリエチ
レンワックスを含有し、該脱離ワックスの内で電子写真
用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直径を有する
ものが、電子写真用トナーの０．５％以下である電子写
真用トナー。

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又は
プリンターに用いられる電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた複写機及び
プリンターはその普及が広まるにつれて、家庭への普
及、および複写機又はプリンターの多機能化を主な目的
とした低エネルギー化（消費電力の削減）、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
目的とした高速化が望まれ、あるいは複写機の低価格化
をはかるために熱定着ロールの簡素化を図る、例えば低
ロール圧力化が望まれている。また、複写機の高級化に
ともない両面コピー機能や原稿自動送り装置の搭載され
た複写機が広く普及されてきたため、複写機及びプリン
ターに用いられる電子写真用トナーには定着温度が低
く、耐オフセット性に優れ、かつ両面コピー時の汚れや
原稿自動送り装置における汚れの発生を防止するため、
転写紙への定着強度の優れた電子写真用トナーが要求さ
れている。

【０００３】従来、下記のように結着樹脂の分子量や分
子量分布を改良することにより、上記要求を満たす試み
がなされていた。具体的には、結着樹脂として低分子量
を有する樹脂を用い、定着温度を低くしようとする試み
がなされていた。しかしながら、低分子量の結着樹脂を
使用することによりトナーの融点を低くするという目的
を果たすことができたが、同時に溶融粘度も低下し、こ
れにより、熱定着ロールにトナーが付着するという現
象、いわゆるオフセット現象が発生するという問題が新
たに生じた。このオフセット現象の発生を防ぐため、該
結着樹脂の分子量分布の低分子量領域と高分子量領域と
を広くしたり、あるいは高分子部分を架橋させたりする
方法が行なわれていた。しかしながら、これらの方法で
トナーに低温定着性を充分に持たせるためには、転写紙
へのトナーの親和性を期待して、結着樹脂のガラス転移
温度を下げざるを得なかった。しかしながら、結着樹脂
のガラス転移温度を下げただけでは、トナーの溶融開始
温度が下がってしまい、室温付近でトナーが溶融し始
め、保存性が損なわれてしまうという新たな問題が生じ
ていた。また、結着樹脂中の低分子量の樹脂を多く配合
すると、トナー自体が脆くなり、機械的な摩擦等で容易
に粉砕され易くなり、両面コピー時に転写紙が汚れた
り、原稿自動送り装置を汚染するという不都合が生じて
いた。また、上記オフセット現象を防ぐため低分子量ポ
リプロピレン等の離型剤を含有させる方法もある。しか
しながら、従来市販されている低分子量ポリプロピレン
は融点が１３５〜１４５℃であり、該低分子量ポリプロ
ピレンをトナー中に含有して低い定着温度で定着させた
場合は、オフセット現象を防ぐ効果が十分に得られずオ
フセットが発生し、かつトナーの融点が高くなるため、
転写紙への十分な定着強度を得ることができないという
問題があった。また、石炭を原料とするフィッシャート
ロプシュワックスをトナーに配合することが特開昭６１
−２７３５５４号において提案されている。しかしこの
ようなトナーはオフセット防止には有効であったが、高
温雰囲気でのトナーの保存安定性に問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は低い定
着温度で定着することができ、非オフセット性において
も実用上なんら問題を発生せず、転写紙への定着強度の
優れた電子写真用トナーを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともト
ナー粒子及び脱離ワックスからなる電子写真用トナーで
あって、該トナー粒子が天然ガス系フィッシャートロプ
シュワックス及びポリエチレンワックスを含有し、該脱
離ワックスの内で電子写真用トナーの体積平均粒子径の
１／２以上の直径を有するものが、電子写真用トナーの
０．５％以下であることを特徴とする電子写真用トナー
である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電子写真用トナーは、少なくともトナー粒子及
び脱離ワックスからなるものである。ここでいう脱離ワ
ックスとは、天然ガス系フィッシャートロプシュワック
ス、ポリエチレンワックス及びその他トナーに製造時に
配合させたワックスであって、トナー粒子に含有してい
ないワックス成分をいう。また、脱離ワックスは、トナ
ー粒子の集合体の中に単独で混合されているか、トナー
粒子の表面に塊状物として付着している。脱離ワックス
は、電子写真用トナーを０．１ｇ秤量してスライドガラ
スにのせ、該電子写真用トナーの上から更にスライドガ
ラスをのせて電子写真用トナーを２枚のスライドガラス
で挟み込む。そして、この２枚のスライドガラスで挟み
込まれた電子写真用トナーを偏光をかけて光学顕微鏡に
より観察することにより、トナー粒子に含有されていな
いワックス成分である脱離ワックスが光沢を有する物質
として確認することができる。

【０００７】本発明の電子写真用トナーに適用するフィ
ッシャートロプシュワックスは天然ガスを原料にフィッ
シャートロプシュ法により製造されたものであって、一
酸化炭素の触媒水素化により合成されたワックス状炭化
水素である。そして構造的にはメチル分岐の少ない直鎖
状のパラフィン系ワックスである。このような天然ガス
系フィッシャートロプシュワックスとしては、シェル・
ＭＤＳ社製の商品名：ＦＴ−１００、ＦＴ−００３０、
ＦＴ−００５０、ＦＴ−００７０、ＦＴ−０１６５、Ｆ
Ｔ−１１５５、ＦＴ−６０Ｓ等が上市されている。天然
ガス系フィッシャートロプシュワックスは、示差走査熱
量分析計（以下、ＤＳＣと略す）による吸熱ピークが８
０〜１００℃であるものが好ましい。吸熱ピークが８０
℃より低いものは、トナーの保存安定性に問題が生じや
すく、また流動性が悪くなりやすい。一方、１００℃よ
り高いとトナーの溶融粘度を下げる効果が少ないためト
ナーの低温定着性が得られにくくなる。天然ガス系フィ
ッシャートロプシュワックスは結着樹脂との相溶性があ
まり良くないため大量に使用するとワックスの分散が悪
化し、粉砕時にワックス単体の脱離等により耐高温オフ
セット性、流動性が悪くなりやすいので好ましくない。
したがって、結着樹脂１００重量部に対して２〜１０重
量部であることが好ましい。また、本発明でいうＤＳＣ
による吸熱ピークは、吸収熱量のピーク温度のことであ
り、セイコー電子工業社ＳＳＣ−５２００を用い２０〜
１５０℃の間を１０℃／分の割合で昇温させ、次に１５
０℃から２０℃に急冷させる過程を２回繰り返し２回目
の吸収熱量を測定したものである。

【０００８】本発明の電子写真用トナーに適用するポリ
エチレンワックスは、上記ＤＳＣの吸熱ピークが１３０
〜１５０℃のものが好ましい。吸熱ピークが１３０℃よ
り低いものは、脱離ワックスの増加により二成分系現像
剤に使用した場合では、キャリアスペント現象が発生し
画像濃度の低下や地カブリの増加が生じやすく、一成分
現像剤ではスリーブへのトナー融着が発生しやすい。一
方、１５０℃より高い場合ではトナーの低温定着性が得
られにくい。

【０００９】トナー粒子中における天然ガス系フィッシ
ャートロプシュワックス及びポリエチレンワックスの含
有量は、該ポリエチレンワックス１重量部に対して天然
ガス系フィッシャートロプシュワックスが２〜１０重量
部であることが好ましい。ポリエチレンワックスの含有
量が天然ガス系フィッシャートロプシュワックスと同量
か又は多い場合では、多数枚コピー時に画像濃度が低下
しやすく、十分な定着強度を得ることができない場合が
ある。

【００１０】本発明では、前記方法により確認された複
数の脱離ワックスの内で電子写真用トナーの体積平均粒
子径の１／２以上の直径を有するものが、電子写真用ト
ナーの０．５％以下でなければならない。ここでいう直
径とは、前記２枚のスライドガラスで挟み込まれた電子
写真用トナーを観察することにより確認された脱離ワッ
クスの最長径をいう。また、電子写真用トナーの０．５
％以下とは、上記光学顕微鏡によって観察された電子写
真用トナーを写真に撮り、次に該写真を画像解析システ
ムＰＩＡＳ（日本ピーシーシステムズ社製）にて画像解
析し、トナー粒子、脱離ワックス及びその他の疎水性シ
リカ等の粒子を含む電子写真用トナーの上記写真中の全
面積を求め、該全面積中の脱離ワックスの面積比率をい
うものである。電子写真用トナーの体積平均粒子径の１
／２以上の直径を有する脱離ワックスが、電子写真用ト
ナーの０．５％より多い場合では、二成分系現像剤に使
用した場合キャリアスペント現象が発生し画像濃度の低
下や地カブリの増加が生じ、一成分現像剤ではスリーブ
へのトナー融着が発生するため多数枚コピー時に画像濃
度が低下する。なお、電子写真用トナーの体積平均粒子
径はコールターカウンターを用いて測定することができ
る。電子写真用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の
直径を有する脱離ワックスを電子写真用トナーの０．５
％以下にするためには、天然ガス系フィッシャートロプ
シュワックスとポリエチレンワックスとの含有量を調整
したり、トナーの混練条件を調整することにより設定で
きる。

【００１１】次に本発明の電子写真用トナーを構成する
天然ガスを原料とするフィッシャートロプシュワックス
及びポリエチレンワックス以外の材料、すなわち結着樹
脂、着色剤等について説明する。本発明に使用される結
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、ポ
リ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等が
挙げられる。また、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
オクサレートおよびこれらの混合物、その他を挙げるこ
とができる。これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が
形成されるに十分な割合で含有されることが必要であ
り、通常結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部
程度の割合とされる。

【００１２】また、本発明の電子写真用トナーを構成す
るトナー粒子には、その他のトナー成分例えば電荷制御
剤、離型剤、磁性体等を適宜分散含有せしめてもよく、
その体積平均粒子径は５〜２０μｍの範囲である。ま
た、このようにして得られる粒子にシリカ微粉体等より
なる流動性向上剤を添加混合して電子写真用トナーを構
成してもよい。本発明の電子写真用トナーは、鉄粉、フ
ェライト、造粒マグネタイト、磁性粉を含有する樹脂微
粉末等より成るキャリアと混合されて二成分現像剤ある
いはキャリアとの混合をせず、磁性又は非磁性一成分用
現像剤として使用されてもよい。

【００１３】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。＜実施例１＞スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂１００部（モノマー組成スチレン／ブチルアクリレート、Ｍｎ：４．０×１０³、Ｍｗ：２０．５×１０⁴）クロム含金属染料１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５部（三菱化学社製商品名：ＭＡ−１００）天然ガス系フィッシャートロプシュワックス３部（シェル・ＭＤＳ社製商品名：ＦＴ−１００、吸熱ピーク：９２℃）ポリエチレンワックス１部（吸熱ピーク：１３２℃）上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径が
１０μｍのトナー粒子を得た。そして、該粒子１００部
と疎水性シリカ（日本アエロジル社製商品名：Ｒ９７
２）０．４部とをヘンシェルミキサー内で１分間攪拌
し、該粒子の表面に疎水性シリカを付着させ本発明の電
子写真用トナーを得た。この電子写真用トナーの体積平
均粒子径の１／２以上の直径を有する脱離ワックスの含
有量は０．１％であった。

【００１４】＜実施例２＞ポリエチレンワックスを吸熱
ピークが１４０℃のポリエチレンワックス１部に代えた
以外は実施例１と同様にして本発明の電子写真用トナー
を得た。この電子写真用トナーの体積平均粒子径の１／
２以上の直径を有する脱離ワックスの含有量は０．１％
であった。

【００１５】＜実施例３＞天然ガス系フィッシャートロ
プシュワックスの含有量を５部に代えた以外は実施例２
と同様にして本発明の電子写真用トナーを得た。この電
子写真用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直径を
有する脱離ワックスの含有量は０．２％であった。

【００１６】＜実施例４＞天然ガス系フィッシャートロ
プシュワックスの含有量を７部にし、且つポリエチレン
ワックスの含有量を２部に代えた以外は実施例２と同様
にして本発明の電子写真用トナーを得た。この電子写真
用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直径を有する
脱離ワックスの含有量は０．３％であった。

【００１７】＜実施例５＞スチレン−アクリル酸エステ
ル共重合体樹脂をポリエステル樹脂１００部に代えた以
外は実施例３と同様にして本発明の電子写真用トナーを
得た。この電子写真用トナーの体積平均粒子径の１／２
以上の直径を有する脱離ワックスの含有量は０．２％で
あった。

【００１８】＜比較例１＞天然ガス系フィッシャートロ
プシュワックスの含有量を１０部にし、且つポリエチレ
ンワックスの含有量を４部に代えた以外は実施例３と同
様にして比較用の電子写真用トナーを得た。この電子写
真用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直径を有す
る脱離ワックスの含有量は１．０％であった。

【００１９】＜比較例２＞天然ガス系フィッシャートロ
プシュ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）３部を
使用した以外は、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。この電子写真用トナーの体積平均粒
子径の１／２以上の直径を有する脱離ワックスの含有量
は０．２％であった。

【００２０】＜比較例３＞ポリエチレンワックスの代わ
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）１部を使用した以外は、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。こ
の電子写真用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直
径を有する脱離ワックスの含有量は０．１％であった。

【００２１】次に前記実施例及び比較例で得られた各電
子写真用トナーについて下記の項目の試験をおこなっ
た。（１）非オフセット温度領域及び非オフセット温度幅まず、各電子写真用トナー４部とノンコートフェライト
キャリア（パウダーテック社製商品名：ＦＬ−１０
０）９６部とを混合して二成分系現像剤を作製した。次
に該現像剤を使用して市販の複写機（シャープ社製商
品名：ＳＦ−９８００）によりＡ４の転写紙に縦２ｃ
ｍ、横５ｃｍの帯状の未定着画像を複数作製した。つい
で、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が対にな
って回転する定着機をロール圧力が１Ｋｇ／ｃｍ²及び
ロールスピードが５０ｍｍ／ｓｅｃになるように調節
し、該熱定着ロールの表面温度を段階的に変化させて、
各表面温度において上記未定着画像を有した転写紙のト
ナー像の定着をおこなった。この時余白部分にトナー汚
れが生じるか否かの観察をおこない、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。また、非オフセ
ット温度領域の最大値と最小値の差を非オフセット温度
幅とした。

【００２２】（２）定着強度前記定着機の熱定着ロールの表面温度を１６０℃に設定
し、前記未定着画像が形成された転写紙のトナー像の定
着をおこなった。そして、形成された定着画像の画像濃
度を反射濃度計（マクベス社製、商品名：ＲＤ−９１
４）を使用して測定した後、該定着画像に対して消しゴ
ムによる摺擦を施し、ついで同様にして画像濃度を測定
した。得られた測定値から下記式によって定着強度を算
出し低エネルギー定着性の指標とした。

【数１】

【００２３】（３）現像特性また、前項（１）における実施例の各現像剤及び複写機
を用いて１０００００枚までの連続コピー試験をおこな
った。連続コピーした原稿は黒色部が６％のＡ４のもの
であり、画像濃度（ＩＤ）はマクベス社製の反射濃度計
ＲＤ−９１４を使用し、地カブリ（ＢＧ）は日本電色工
業社製のカラーメーターＺＥ２０００で測定した値であ
る。上記項目の試験結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の試験結果から明らかなように、本発
明の実施例１〜５の電子写真用トナーの非オフセット温
度領域は低温度から高温度までオフセットが発生せず、
その温度幅も７０〜９０℃という実用上十分な範囲を維
持していることが確認された。また、定着強度が８０％
以上あり実用上十分な定着強度を有することが確認さ
れ、現像性も全く問題がなかった。これに対して、比較
例１は１０００００枚後の画像濃度（ＩＤ）が低く、地
カブリも多いことが確認された。また、比較例２は低温
側の非オフセット温度が高く、非オフセット温度幅及び
定着強度共に実施例よりも劣るものであった。また、比
較例３は低温側の非オフセット温度が高く、非オフセッ
ト温度幅及び１０００００枚後の画像濃度（ＩＤ）が低
く、地カブリも多いことが確認された。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、十分な非
オフセット温度領域を維持し低い温度で定着することが
でき、かつ定着強度に優れていると共に十分な画像濃度
を多数枚得ることができるという効果を奏する。したが
って、本発明の電子写真用トナーを複写機あるいはプリ
ンター等に適用した場合、消費電力が削減することがで
き、低ロール圧力化による機械コストの低減、複写速度
の高速化等の効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともトナー粒子及び脱離ワックス
からなる電子写真用トナーであって、該トナー粒子が天
然ガス系フィッシャートロプシュワックス及びポリエチ
レンワックスを含有し、該脱離ワックスの内で電子写真
用トナーの体積平均粒子径の１／２以上の直径を有する
ものが、電子写真用トナーの０．５％以下であることを
特徴とする電子写真用トナー。
【請求項２】天然ガス系フィッシャートロプシュワッ
クスのＤＳＣの吸熱ピークが８０〜１００℃であること
を特徴とする請求項１記載の電子写真用トナー。
【請求項３】ポリエチレンワックスのＤＳＣの吸熱ピ
ークが１３０〜１５０℃であることを特徴とする請求項
１記載の電子写真用トナー。