JP2001051448A

JP2001051448A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP2001051448A
Application number: JP11222335A
Authority: JP
Inventors: Ken Matsumoto; 建松本; Hiromi Totsuka; 博己戸塚; Akihiro Sano; 昭洋佐野; Tsutomu Kurokoshi; 努黒越
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】非磁性一成分現像方式に於いて、現像スリー
ブで均一なトナー層が得られ、低温定着特性が良好で、
長期連続複写における現像ローラ上およびブレードへの
融着や、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ような静電荷像現像用トナーを提
供する。【解決手段】結着樹脂として、酸価が６ｍｇＫＯＨ／
ｇ以上で、イソフタル酸及びイソフタル酸誘導体を２５
〜５０モル％含有し、かつテレフタル酸及びテレフタル
酸誘導体が８モル％以下である組成からなるポリエステ
ル樹脂を用い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】本発明は電子写真複写機に用
いられる静電荷像現像用トナー、特に非磁性一成分現像
方法において有用な静電荷像現像用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真法等に使用される現像
方法としては、二成分現像方式と一成分現像方式とを挙
げることができる。上記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潜像を現像する方式であ
る。又、上記一成分現像方式は、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。上記磁性一成分現像方式とは、磁性一成分現像用ト
ナーで現像する方式であり、非磁性一成分現像方式と
は、非磁性一成分現像用トナーを現像ローラ上に薄層で
形成させ、感光体と接触又は非接触で現像する方式であ
る。

【０００３】前記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
一成分現像用トナーに十分な帯電量を付与することが必
要である。又、現像ローラ上の非磁性一成分現像用トナ
ーの厚さを均一に制御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、又はトナー
の厚さを均一に制御するため、現像ローラにゴム又は金
属製のブレード部材を圧接して用いることが多い。

【０００４】又、従来の非磁性一成分現像用トナーは、
スチレン−アクリル共重合体樹脂等の結着樹脂と着色剤
とを主成分とし、これに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
術が提案されている。しかしながら、従来の非磁性一成
分現像用トナーは、現像ローラに圧接するよう設けられ
たブレード部材への圧接力が低いと、トナーへの電荷付
与が不足するという不都合が生じた。このため、十分な
画像濃度が得られないか又はカブリが多い等の問題が生
じていた。逆に、ブレード部材への圧接力が高いと、ト
ナーへの電荷付与は十分となり、先に述べた問題点は解
消されるが、現像が繰り返し行われるうちにブレード部
材や現像ローラ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
材と現像ローラ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、部分的に現像ローラ上のトナー層が厚
くなるという現象が生じた。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が発生
するという問題が生じた。特に非接触現像方法に於いて
は、連続コピー時に現像ローラから感光体へトナーが飛
翔する問題を生じ、現像特性が低下しやすかった。又、
従来の非磁性一成分現像用トナーでは、現像ローラにト
ナーが圧接力あるいは熱により融着する現象、いわゆる
ローラ融着の問題を生ずることがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、現像スリー
ブで均一なトナー層が得られ、低温定着特性が良好で、
長期連続複写における現像ローラ上及びブレードへの融
着や、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
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる問
題を鋭意検討した結果、低温定着特性が良好で、非磁性
一成分現像法における長期連続複写に於いて安定した現
像性を得るために、特定の樹脂の熱特性及び樹脂組成か
らなる静電荷像現像用トナーを使用することによって、
低温定着特性を具備した上で、現像ローラ及びブレード
へのトナーの融着を防止できることを見出し本発明に至
ったものである。

【０００７】すなわち、請求項１に記載の発明は、結着
樹脂として、酸価が６mgＫＯＨ／g以上で、イソフタル
酸及びイソフタル酸誘導体を２５〜５０モル％含有し、
かつテレフタル酸及びテレフタル酸誘導体が８モル％以
下である組成からなるポリエステル樹脂を用いることを
特徴とする静電荷像現像用トナーであり、請求項２に記
載の発明は、トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲル
パーミエイションクロマトグラフィーによって測定され
るクロマトグラムで分子量の１０００以下にピークを持
たないことを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用
トナーであり、請求項３に記載の発明は、ガラス転移点
が５０〜７０℃で、フロー軟化点が１２０〜１３５℃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
ナーである。更に、請求項４の発明は、少なくとも現像
ローラ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、次いで転
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で
ある。

【０００８】本発明で使用するポリエステル樹脂の酸価
は６mgＫＯＨ／ｇ以上であることが必要であり、好まし
くは６〜４０mgＫＯＨ／ｇ、更に好ましくは１０〜２５
mgＫＯＨ／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。又、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。

【０００９】又、本発明で用いるポリエステル樹脂の組
成としては、イソフタル酸及びその誘導体が２５〜５０
モル％使用して合成されたもので、かつテレフタル酸及
びその誘導体が８モル％以下であるものを用いる。

【００１０】ここで上記のような特定のモノマー組成と
本発明の作用効果との関係について述べる。トナー融着
は、主に、現像器内では、現像ローラとブレード、現像
ローラとトナー供給ローラ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、その他に感
光体ドラムと現像ローラ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
従って生ずる。すなわちトナー表面の外添剤の脱離と、
トナー組成物の中でも樹脂強度が低い、低分子オリゴマ
ー等や、粒子系が比較的大きい材料の脱離が引き起こさ
れ、その遊離物が、更に、ブレード、現像ローラ等現像
器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。

【００１１】しかるに本発明の特定のモノマー組成から
なるポリエステル樹脂を使用することで、トナー融着の
原因とされる樹脂の低分子量部もしくはオリゴマーの含
有量を低減させ、ブレード、現像ローラ等現像器部材の
トナーとの強い摩擦に対する剪断応力を高く維持するこ
とが可能となり、これによりトナー融着が防止される。

【００１２】本発明の静電荷像現像用トナーで用いるポ
リエステル樹脂は２価カルボン酸とジオールの重縮合に
よって得られるものである。ここでいうジカルボン酸と
しては、例えばマロン酸、コハク酸、アゼライン酸、セ
バシン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩
基酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコ
ン酸、シトラコン酸などの樹脂族不飽和二塩基酸、及び
無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸
などの芳香族二塩基酸並びにこれらの低級アルキルエス
テル及び酸ハロゲン化物等を例示することができる。

【００１３】又、ここでいうジオールとしては、例え
ば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコー
ル、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジ
オール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビス
フェノールＡプロピレンオキサイド付加物、ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラ
メチレングリコール等を例示することができる。

【００１４】本発明の静電荷像現像用トナーは上記の特
定のポリエステル樹脂以外の下記に述べる結着樹脂を含
有していてもよい。すなわち、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−メタクリル酸オクチ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（スチレン又はスチレン置換体を含む単独重合体又
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が本発明に適用できる。これらの
樹脂を含有する場合の含有量は、上記特定のポリエステ
ル樹脂１００重量部に対して６０〜１００重量部程度で
ある。

【００１５】着色剤としては、カーボンブラック、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、ランプブラ
ック、ローズベンガル、ローダミン系染料又は顔料、ア
ントラキノン系染料、モノアゾ及びジスアゾ系染料又は
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３０〜５５nmであり、比表
面積が１１０ｍ^２／ｇ以下であるものが好ましい。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。

【００１６】本発明の静電荷像現像用トナーは他の添加
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。

【００１７】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。

【００１８】又、本発明の静電荷像現像用トナーのテト
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ー（以下Ｇ
ＰＣと略す）によって測定されるクロマトグラムに於い
て、分子量が１０００以下でピークを持たないことが好
ましい。ここでいうクロマトグラムに於けるピークと
は、ショルダーの様なカーブが上下の方向で反復の曲線
が描けないものは除き、明らかにチャート曲線で山なり
（上下の方向で反復の曲線が描ける）カーブのことを言
う。

【００１９】さらに又、本発明の静電荷像現像用トナー
に於いては、低温定着特性を得るために熱特性に於ける
ガラス転移点は５０〜７０℃、フロー軟化点が１２０〜
１３５℃が好ましく、なお、ガラス転移点が５０〜６５
℃、フロー軟化点が１２０〜１３２℃あることががより
好ましい。この場合、トナーのガラス転移点が５０℃未
満もしくはフロー軟化点が１２０℃未満では、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になる。又、分子量を単に下げれ
ば、現像槽内でトナークラックが発生しやすくなった
り、耐久性が悪化する傾向があるので好ましくない。逆
に、ガラス転移温度が７０℃を越えた場合又はフロー軟
化点が１３５℃を越えた場合は、低温定着性が悪くなり
やすいので好ましくない。なお、本発明でいうガラス転
移点はＤＳＣ（示差操作熱量計）に於ける吸熱ピークの
ショルダー部の温度を言うものとする。一方、フロー軟
化点は、島津製作所社製「高架式フローテスターＣＦ−
５００」を使用し、下記の測定条件でプランジャーの降
下開始温度から高価終了温度までも中点の温度を指すも
のとする。

【００２０】〔測定条件〕・プランジャー；１ｃｍ^２・ダイの直径；１ｍｍ・ダイの長さ；１ｍｍ・荷重；２０ｋｇＦ・予熱温度；５０〜８０℃ ・予熱時間；３００ｓｅｃ・昇温速度；６℃／ｍｉｎ

【００２１】本発明の静電荷像現像用トナーは、少なく
とも現像ローラ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、次いで転写材に転写を行う非磁性一成分現像方法に
好適に使用される。このような非磁性一成分現像方法の
例としては、例えば特開平１０−２２１９４９号公報に
記載されている接触型の現像方法や、特開平９−１６０
２８７号公報に記載されている非接触型の現像方法が挙
げられる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下に実施例及び比較例により、本発明を更
に詳細に説明する。なお、下記の例中の「部」は「重量
部」を意味する。尚、実施例及び比較例で使用した樹脂
の特徴を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例１ポリエステル樹脂（三井化学社製商品名ＸＰＥ−１９５４）１００部含金染料（保土谷化学工業社製商品名ＴＲＨ）２部カーボンブラック（三菱化学社製商品名ＭＡ−１００）１０部ポリプロピレン（三洋化成工業社製商品名ビスコール３３０Ｐ）２部上記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、ジエットミル、風力分級
機にて粉砕分級し平均粒子径が８μｍのトナー粒子を作
製した。このトナー粒子１００部にシリカ（日本アエロ
ジル社製商品名Ｒ−９７２）１部をヘンシエルミキサー
を用いて外添処理し、本発明の静電荷像現像用トナーを
得た。

【００２５】実施例２結着樹脂として、実施例１のポリエステル樹脂（三井化
学社製商品名ＸＰＥ−１９５４）の代わりに同社製商
品名ＸＰＥ−２２５３を同量用い、その他は実施例１と
同様にして本発明の静電荷像現像用トナーを得た。

【００２６】実施例３結着樹脂として、実施例１のポリエステル樹脂（三井化
学社製商品名ＸＰＥ−１９５４）の代わりに（三菱レ
イヨン社製、商品名ＦＣ−１１４２）を同量用い、その
他は実施例１と同様にして本発明の静電荷像現像用トナ
ーを得た。

【００２７】比較例１結着樹脂として、実施例１のポリエステル樹脂（三井化
学社製商品名ＸＰＥ−１９５４）の代わりに同社製商
品名ＸＰＥ−２２９１を同量用い、その他は実施例１と
同様にして比較用の静電荷像現像用トナーを得た。

【００２８】比較例２結着樹脂として、実施例１のポリエステル樹脂（三井化
学社製商品名ＸＰＥ−１９５４）の代わりに（三菱レ
イヨン社製商品名ＦＣ−１１２５）を同量用い、その
他は実施例１と同様にして比較用の静電荷像現像用トナ
ーを得た。

【００２９】上記実施例及び比較例で得られたトナーの
熱特性の測定結果は、表２に示すとおりである。

【００３０】

【表２】

【００３１】又、これらの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（セイコーエプソン社
製商品名ＬＰ−９３００）で２万枚までの実写評価を
行った。この実写評価で、ブレードへのトナー融着によ
るＡ４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、実施例１〜３のトナーは、ブレー
ド融着による縦スジ不良はなく良好であったが、比較例
のトナーは連続複写時に於いてトナー融着によるＡ４全
面黒ベタ画像印字時の縦スジ不良が発生した。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば非磁性一成分現像方式に
於いて、現像スリーブで均一なトナー層が得られ、低温
定着温度特性が良好で長期連続複写における現像ローラ
上及びブレードへの融着や、トナーの飛散、カブリ等の
発生がなく、安定した画像特性を実現する静電荷像現像
用トナーを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者黒越努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 CA08 EA03 EA06 EA07 EA10 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂として、酸価が６mgＫＯＨ／g
以上で、イソフタル酸及びイソフタル酸誘導体を２５〜
５０モル％含有し、かつテレフタル酸及びテレフタル酸
誘導体が８モル％以下である組成からなるポリエステル
樹脂を用いることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項２】トナーのテトラヒドロフラン可溶分のゲ
ルパーミエイションクロマトグラフィーによって測定さ
れるクロマトグラムで分子量の１０００以下にピークを
持たない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３】ガラス転移点が５０〜７０℃で、フロー
軟化点が１２０〜１３５℃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】少なくとも現像ローラもしくは現像フィ
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、次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。