JP2002189310A

JP2002189310A - 電子写真用トナーとその製法および電子写真画像形成装置

Info

Publication number: JP2002189310A
Application number: JP2000385412A
Authority: JP
Inventors: Akiko Oikawa; 亜紀子及川; Akira Shimada; 島田　　昭; Toru Miyasaka; 徹宮坂; Masahiko Saito; 雅彦斎藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-07-05
Also published as: US6569588B2; US20020110747A1

Abstract

(57)【要約】【課題】オイル未供給状態においても十分な耐オフセッ
ト性を有し、カラー電子写真システムに優れた発色，透
明性と、実用に耐え得る耐久性とを同時に満足する電子
写真用トナーの提供。【解決手段】架橋度の異なる２種類以上の樹脂１をブレ
ンドしたものを用いると共に、トナーの粒子１個中にド
メインとして存在する離型剤３の総占有率が１〜１０％
であり、かつ、離型剤の平均分散径が前記トナーの粒子
径の１０〜５０％とした電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタやファク
シミリおよび複写機等に使用する電子写真用トナー、お
よび、それを用いた画像形成装置に係り、特に、定着装
置にオイル等のオフセット防止剤を必要としないカラー
トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの処理能力向上に伴
い、カラープリンタ市場は急速に拡大している。

【０００３】電子写真法によるフルカラー画像形成は、
イエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラートナー、あ
るいは、それに黒色を加えた４色のトナーを用いて全て
の色の再現を行う。

【０００４】その一般的な方法としては、まず光導電性
物質を利用した感光体層に種々の手段を用いて電気的な
潜像を形成する。次に、該潜像をトナーにより現像し、
該トナーを紙等の記録材や中間転写体に転写する。次い
で、前述の工程を複数回繰り返し、同一記録材上に複数
色のトナー画像を重ね合わせる。最後に加熱、加圧、熱
圧あるいは溶剤蒸気等により、一括してトナー画像を記
録材上に定着してフルカラー画像を形成する。

【０００５】このように、複数色のトナー画像の重合せ
を必要とするカラー電子写真システムにおいては、トナ
ーの定着特性は非常に重要である。即ち、モノクロの場
合、定着特性は記録材への固定のみを判断基準として行
われる。

【０００６】一方、カラーの場合には、単に記録材に固
定されるだけでは広い色再現性を得ることは困難であ
り、十分に溶融（低粘度化）して、光沢や透明性を得る
必要がある。そのため、カラートナーには、シャープメ
ルト、即ち、低分子量で分子量分布幅の狭い樹脂が用い
られる。

【０００７】しかし、このような樹脂を用いたトナー
は、加熱溶融時の内部凝集力が低下し易いため、定着器
通過時に定着部材への付着性が増して、オフセット現象
が発生し易いと云った問題がある。

【０００８】この問題を回避するため、一般にカラート
ナーに用いられる定着器では、ロール等加熱部材表面に
シリコーンオイル等の離型剤を供給し、溶融したトナー
と加熱部材との付着性を低減することが一般的である。

【０００９】ところがこの方法は、オフセット防止に対
しては極めて有効であるが、その機構のために装置が複
雑，大型化すると云った問題がある。さらには、記録材
へのオイル付着によるハンドリング性の低下、オイル揮
発による装置内汚染、オイル供給の手間、ランニングコ
ストのアップ等の問題が多く、小型，低価格化、メンテ
ナンスフリーを実現する上での阻害因子となっている。

【００１０】そこで、オイル供給装置を用いる代わり
に、トナー粒子中にトナー樹脂とは溶け合わず、樹脂よ
りも早く溶融するワックスあるいはオイル類等の離型剤
を添加することが広く検討されている。即ち、樹脂の軟
化点よりも融点の低い離型剤を用いることで、樹脂が溶
融して流動を始める前に溶解した離型剤がトナーから滲
み出し、トナー層と定着ロール表面間に離型層が形成さ
れ、オフセットを防止するものである。

【００１１】従来のモノクロトナーのように、高粘度の
樹脂を用いた場合は、トナー溶融時の内部凝集力が高
く、定着部材への付着性も小さいため、少量の離型剤の
滲み出しでオフセットを防止できる。しかし、カラート
ナーの場合は、加熱溶融時の内部凝集力の低下が大き
く、定着部材への付着性が増すばかりでなく、この内部
凝集力が低下した状態から離型剤が十分に滲み出す必要
があり、オフセットの防止が困難である。

【００１２】ここで、単純に離型剤類の添加量を増加す
れば、耐オフセット性へ効果は増すが、カラートナーに
多量の離型剤を添加すると下記のような問題を生じる。

【００１３】（１）樹脂と離型剤とは非相溶であるた
め、界面で散乱を生じ、色調，透明性が低下し易くな
る。

【００１４】（２）離型剤は樹脂に対して可塑剤的な
効果を及ぼすために樹脂の強度が低下し、トナー耐久性
が低下する。

【００１５】（３）離型剤はトナー混練時に溶融し、
混練シェアを減少させるため、離型剤をはじめとする内
添剤の分散性が悪化する。

【００１６】カラートナーでは、柔らかい樹脂が使用さ
れるため、一般にその耐久性は従来のモノクロトナーと
比べ劣る傾向にあるが、離型剤を添加することで、その
傾向はさらに顕著になる。そのため、トナー流動性の悪
化、非磁性一成分現像方式においては搬送性の低下、ブ
レードへの固着等の問題が多い。また、離型剤は感光体
等の他の部材にフィルミングする傾向があり問題となっ
ていた。

【００１７】これらの問題は、離型剤の添加量のみなら
ず、トナー中における離型剤の存在状態にも起因してい
る。例えば、離型剤の分散が悪いと、トナー製造時の粉
砕工程において離型剤が分離したり、トナー表面への過
度な露出を引き起こす等の問題がある。

【００１８】このように、オイルレス対応のカラートナ
ーとしては、耐久性，発色性，透明性を維持し、いかに
耐オフセット性を高めるかが最大の技術課題となる。

【００１９】そこで、これらを実現すべく、トナーの構
成、並びに、トナー中に添加する離型剤の存在状態を規
定する種々の提案がなされている。

【００２０】例えば、特開平６−１６１１５３号公報
（）では、混練粉砕法において離型剤を小粒径で均一
分散させる製法が開示されている。これによれば、製造
されたトナー粒子中の離型剤は、分散径０.２〜３.０μ
ｍの球形、および／または、長軸１.０〜４.０μｍの紡
錘形の形態で均一に分散し、離型剤の分離も無く、これ
に基づく感光体へのフィルミング等を防止できるとして
いる。なお、離型剤の融点は９０〜１８０℃が好ましく
１１０〜１６０℃が最も好ましいとされている。

【００２１】また、特開平１０−６９１２５号公報
（）でも、離型剤の均一分散に関する規定が開示され
ている。ここでは、離型剤の分散状態を微粉トナーとト
ナー全体との離型剤含有量比をもって規定し、その比を
一定範囲にすることにより、前記離型剤添加によるトナ
ーの欠点を克服し、耐オフセット性に優れたトナーを提
供できるとしている。

【００２２】また、離型剤を添加したトナーの欠点を克
服する別の方法として、いわゆる湿式法によるトナー作
成方法が多数提案されている。例えば、特開平５−１９
７１９３号公報（）では懸濁重合法によるカプセル構
造トナーが開示されている。こうしたカプセル構造トナ
ーは、表面に露出する離型剤の量を低減させることが可
能で、離型剤添加による耐久性の低下や、フィルミング
性、現像諸特性の低下に対する課題が解決し易い。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように離型剤を
均一分散あるいはカプセル化することで、離型剤の分離
またはそれによる他プロセスへの悪影響を低減すること
ができる。

【００２４】しかし、前記公報では、離型剤の融点は
９０℃以上が好ましい（最も好ましくは１１０℃以上）
とされている。これはモノクロシステムでは十分である
が、柔らかい樹脂が好適なカラー電子写真システムには
適用できない。

【００２５】また、前記公報では、離型剤の含有量の
みに着目しており、分散径に関する記載は全くない。離
型剤の作用は、既述したように含有量のみならず、その
分散状態にも大きく依存する。

【００２６】例えば、含有量は十分であっても、分散径
が小さい場合は定着時に離型剤の滲み出しが十分でな
く、オフセットを防止できないことが確認されている。
前述のように、カラートナーは従来のモノクロトナーと
比べて、オフセットの防止が困難であり、このままでは
オイルレス対応カラートナーとして不十分である。

【００２７】一方、前記公報に開示のカプセル構造ト
ナーは、離型剤が界面までの拡散が遅延し易いため、耐
オフセットへの離型剤の寄与が少ない。従って、より多
くの離型剤を添加しなければならず、色調，透明性の低
下が懸念される。また、耐久性への影響も懸念され、カ
プセル化によるメリットが相殺されてしまう可能性もあ
る。

【００２８】なお、上記の製法においては、トナーとな
るべき樹脂の重合性単量体組成は、スチレンおよびその
重合体、α−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類
を代表とする溶液重合が可能な重合性単量体に限られ、
従来のカラートナーに好適に用いられているポリエステ
ル樹脂は使いにくいと云う課題もある。さらに、特別な
製造プラントが必要で、従来の混練粉砕法と比べコスト
的に不利である。

【００２９】上記から明らかなように、オイルレストナ
ー、中でもそれに添加する離型剤、およびその存在状態
に関する技術は数多く提案されているが、耐久性、光沢
性，発色性，透明性を維持し、十分な耐オフセット性を
備えたカラー電子写真用のトナーは、未だ得られていな
いのが現状である。

【００３０】本発明の目的は、上記に鑑み小型でメンテ
ナンスフリーな複写機やプリンタに適した定着システム
に、オイルの供給が不要な新規な電子写真用トナーを提
供することにある。

【００３１】本発明の他の目的は、トナーを構成する樹
脂、トナーに添加される離型剤の存在状態に配慮するこ
とで、溶融性，定着性に優れ、画像の光沢性，発色性，
透明性が高く、かつ、耐久性，耐オフセット性に優れた
カラー電子写真用トナーを提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。

【００３３】画像情報に基づき光導電体上に形成された
静電潜像を可視化する電子写真用トナーにおいて、前記
トナーは、架橋度の異なる２種以上の樹脂混合物中に離
型剤が分散、粉砕された着色粉体で構成され、該トナー
の粒子１個中にドメインとして存在する離型剤の総占有
率が１〜１０％で、かつ、離型剤の平均分散径がトナー
の粒子径の１０〜５０％である電子写真用トナーにあ
る。

【００３４】即ち、本発明においては、架橋度の異なる
２種以上の樹脂を用いると共に、トナー中における離型
剤の存在状態を規定したことでトナーの溶融性、定着性
が十分な電子写真用トナーが得られる。また、該トナー
は形成される画像の光沢性，発色性，透明性が高く、耐
久性，耐オフセット性にも優れたものを提供することが
できる。特に、本発明のトナーは、カラー電子写真用ト
ナーとしても優れている。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により詳細
に説明する。

【００３６】本発明に係るトナーは、図１の模式断面図
に示すように、樹脂１中に着色剤２と離型剤３が分散し
た構造のものである。また、本発明のトナーは、例え
ば、次のようにして製造されるが、公知の溶融粉砕法を
用いることもでき、この方法に限定されるものではな
い。

【００３７】まず、樹脂１、離型剤３、着色剤２、帯電
制御剤等を公知のボールミル等の混合機で均一に分散混
合し、次いで、該混合物を密閉式ニーダあるいは１軸ま
たは２軸の押出機等で溶融混練し、冷却後、粉砕して分
級すればよい。また、必要に応じて流動化剤等をトナー
に添加することもできる。

【００３８】その結果、平均粒径５〜１５μｍの着色粉
体、即ち、本発明のトナーが得られるが、そのまま一成
分系現像剤として用いることができる。

【００３９】また、乾式二成分系の現像剤組成物とする
場合には、該トナーをキャリア、つまり鉄粉、フェライ
ト、マグネタイト、あるいは、樹脂等をコアとし、コア
のまま、または、コアにシリコーン樹脂、アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂等をコートした不定形もしくは球
状の磁性粉体と適宜ブレンドし、現像剤組成物として用
いることができる。

【００４０】本発明のトナーに用いる樹脂１としては、
例えば、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹
脂、スチレン・アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキ
シ樹脂、ジエン系樹脂、フェノール樹脂、エチレン・酢
酸ビニル樹脂等が挙げられ、特に、定着時の溶融性や画
質の点から、ポリエステル樹脂が好ましい。

【００４１】また、架橋度の異なる２種以上の樹脂をブ
レンドして用いるのがよい。架橋度が低い樹脂を主成分
とし、それよりも架橋度の高い樹脂を５〜５０重量部ブ
レンドして用いるのが好ましい。特に、非架橋（線型）
ポリエステルを主成分に、３価以上の単量体、あるいは
架橋剤を構成モノマーに有する架橋（非線型）ポリエス
テルを添加するのが良く、これにより、耐久性，発色
性，透明性を維持したまま、優れた耐オフセット性を実
現することができる。

【００４２】なお、架橋度の異なる２種以上の樹脂とし
ては、ＴＨＦ不溶分が５％以下のものが望ましい。

【００４３】上記の非架橋（線型）ポリエステルを主成
分とするのは、架橋度を上げ過ぎると、樹脂の溶融粘度
が高くなり、定着画像の平滑性，光沢性が損なわれるた
めである。しかし、架橋型（非線型）樹脂は、高温側で
発生するホットオフセットの低減、耐久性向上に優れた
効果を発揮する。従って、これを定着画像の平滑性，光
沢性が実用上損なわれない程度に、適量ブレンドするこ
とにより、カラーオイルレストナーの最大の課題である
耐久性，発色性，透明性を維持したまま、耐オフセット
性を向上することが容易になる。

【００４４】本発明における非架橋（線型）ポリエステ
ルは、通常公知のエステル化反応、エステル交換反応等
を利用して重合することができる。

【００４５】具体的には、例えば、反応温度１７０〜２
２０℃、反応圧力５ｍｍＨｇ〜常圧で、適宜触媒等を用
いながら縮重合等を行い（最適温度や圧力はモノマーの
反応性等で決める）、所定の物性になった時点で反応を
終了すればよい。

【００４６】ポリエステルを構成している単量体のう
ち、アルコール成分としては、例えばエチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリ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、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジ
オール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール類があ
る。

【００４７】また、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフ
ェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、
ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェ
ノールＡアルキレンオキシド付加物、その他の二価のア
ルコールを挙げることができる。

【００４８】これらのうちエチレングリコール、ポリオ
キシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレ
ン化ビスフェノールＡ等が好ましい。

【００４９】一方、酸成分としては、炭素数３以上の脂
肪族系飽和ジカルボン酸もしくは炭素数５以上の脂肪族
系不飽和ジカルボン酸、および／または、その酸無水物
もしくは低級アルキルエステルが用いられる。

【００５０】炭素数３以上の脂肪族系飽和ジカルボン酸
としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバチン
酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデシルコハク酸等
のアルキルコハク酸類等が挙げられ、他にこの酸無水物
もしくは低級アルキル（炭素数１〜５）エステルが用い
られる。

【００５１】また、炭素数５以上の脂肪族系不飽和ジカ
ルボン酸としては、例えばシトラコン酸、イタコン酸、
グルタコン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸等のアルケニル
コハク酸類が挙げられ、他にこの酸無水物もしくは低級
アルキル（炭素数１〜５）エステルが用いられる。

【００５２】また、上記の必須成分に加えて、任意の酸
成分として炭素数のより小さいマレイン酸、フマル酸等
の脂肪族系不飽和ジカルボン酸等：芳香族系ジカルボン
酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等）：脂環
式ジカルボン酸（シクロヘキサンジカルボン酸等）、な
らびに、これらの酸無水物および低級アルキル（炭素数
１〜５）エステルからなる群より選ばれる少なくとも一
種を使用することができる。

【００５３】上記において、酸成分中における脂肪族系
ジカルボン酸（但し、飽和ジカルボン酸では炭素数３以
上、不飽和ジカルボン酸では炭素数５以上のものに限
る）またはこの酸無水物もしくは低級アルキル（炭素数
１〜５）エステルの量は５〜９０モル％の範囲が本発明
の効果を得るために好ましい。

【００５４】本発明における架橋ポリエステルとして
は、通常、前記の２価のモノマーに加え３価以上のモノ
マーを用いて製造され、いずれかのモノマーに炭素数２
〜３０の側鎖を有するものを用いればよい。

【００５５】３価以上のモノマーとしては、無水トリメ
リット酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸等の
３価のカルボン酸もしくはその誘導体、グリセロール、
トリメチロールプロパン等の３価のアルコール等が挙げ
られる。また、炭素数２〜３０の側鎖を有するモノマー
としては、ドデセニル無水こはく酸等が挙げられる。

【００５６】なお、両者のブレンドに当っては、それぞ
れの軟化点の差が３０℃以下が好ましく、より好ましく
は２０℃以下、更に好ましくは１０℃以下である。トナ
ーとしての軟化点が同じであっても、両者の軟化点の差
が４０℃以上ある場合、定着時の光沢性が著しく減少
し、カラーシステムには適さない。

【００５７】ここで、本発明における非架橋（線型）ポ
リエステルは、保存安定性等の理由より、ガラス転移温
度（Ｔｇ）が５０℃以上であることが好ましい。また、
軟化温度（Ｔｍ）については、画質と云う観点から、９
０〜１４０℃、より好ましくは９０〜１２０℃、さらに
好ましくは、９５〜１１０℃である。

【００５８】なお、Ｔｇは、ＤＳＣ（示差走査熱量計）
により測定することができる。本発明では、９１０Ｄ
ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏ
ｒｉｍｅｔｅｒ（ＤｕＰｏｎｔ製）を用いて、昇温速度
１０℃／ｍｉｎで、室温から２００℃まで加熱後、室温
まで冷却したサンプルを、再び，昇温速度１０℃／ｍｉ
ｎで、室温から２００℃まで加熱する。

【００５９】２回目のＤＳＣカーブにおけるＴｇ以下の
ベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分から
ピークの頂点までの間での最大傾斜を示す接線との交点
の温度をＴｇとした。

【００６０】また、Ｔｍの測定は高架式フローテスター
によるもので、本発明では、次のようにして測定を行っ
た。高架式フローテスターＣＦＴ−５００（島津製作所
製）を用いて、１ｃｍ³の試料を昇温速度６℃／ｍｉｎ
で加熱しながら、プランジャーにより３０ｋｇ／ｃｍ²
の加重を与え、直径１ｍｍ×長さ１ｍｍのノズルを押し
出すようにし、これによりプランジャー降下量（流れ
値）−温度曲線を描き、そのＳ字曲線の高さをｈとする
とき、ｈ／２に対応する温度、即ち、半分が流出した温
度をＴｍとするものである。

【００６１】次に、本発明で用いられる離型剤３につい
て説明する。離型剤３としては、公知のものが使用で
き、特に制限しない。

【００６２】例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子
量ポリエチレン、エチレンビスアマイド、マイクロクリ
スタリンワックス等のパラフィン系ワックスが適してい
る。

【００６３】また、カルナウバワックス、キャンデリラ
ワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然
ワックスや、低分子量ポリオレフィン類、およびステア
リン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪
酸アミド類等を用いることができるが、樹脂１と相溶せ
ず、その融点が７０〜９０℃のものが好ましい。

【００６４】即ち、主となる樹脂１のＴｇよりも１０〜
２０℃程度高く、Ｔｍよりも２０〜３０℃程度低いもの
が好ましい。融点が７０℃を下回ると、耐久性の低下や
フィルミングの発生が顕著になり実用上好ましくない。
また、９０℃を上回ると、トナーの定着温度が高くな
り、画質、省エネルギーの観点からも好ましくない。

【００６５】ここで、トナー中に分散された離型剤３
は、樹脂１中や着色剤２など他の構成成分中に吸収，相
溶された状態で存在するものと、樹脂１中に界面を伴っ
たドメインとして存在するものとに大別される。

【００６６】オフセット防止やトナーからの離型剤分離
に機能するのは後者のドメインとして存在している離型
剤３である。従って、離型剤３の作用を制御するために
は、離型剤３の全添加量よりも、むしろこのドメインと
しての存在状態を制御することが重要である。

【００６７】即ち、トナーの主成分である樹脂１中に、
離型剤の３成分を最適な存在状態で分散させておくこと
により、耐オフセット性，耐久性等を同時に満足でき、
良好な画質が得られるトナーを提供することができる。

【００６８】具体的には、トナー粒子の１個中にドメイ
ンとして存在する離型剤３の総占有率が、１〜１０％で
あり、かつ、離型剤３の平均分散径が前記トナー粒子径
の１０〜５０％である。なお、総占有率とは、トナー粒
子１個中に存在するドメインの総和とトナー粒子との体
積比であり、平均分散径とは、それらドメイン１個当た
りの分散径の平均である。

【００６９】図２に示すように、総占有率が１％、およ
び／または、平均分散径がトナー径の１０％を下回った
場合、オフセットを防止するに十分な離型剤３の滲み出
しを得ることができず、所望する耐オフセット性を得る
ことができない。

【００７０】また、総占有率が１０％、および／また
は、平均分散径がトナー径の５０％を超えた場合、トナ
ーの耐久性の低下や、感光体へのフィルミングが顕著に
なるため、いずれも好ましくない。

【００７１】なお、本発明において、ドメインとして存
在する離型剤の占有率、および、トナー径に対する離型
剤の平均径比の計測は、以下の方法に基づいて算出する
ことができる。

【００７２】得られたトナー中の離型剤粒子を透過型電
子顕微鏡にて観察し、離型剤の平均粒径を算出し、下式
（１）、（２）に基づいて、ドメインとして存在する離
型剤の占有率、および、トナー径に対する離型剤の平均
径比を算出する。

【００７３】本発明では、粒子による誤差、粒度分布等
に鑑み、粒子１００〜２００点を測定し、その８割以上
が上記範囲内に入っているのが好ましい。特に、９割以
上が上記範囲内に入っているのがより好ましい。〔数１〕離型剤の占有率（％）＝ｎｄ³／Ｄ³×１００ (１）離型剤の平均径比（％）＝ｄ／Ｄ×１００（２）〔但し、ｄ：離型剤の平均分散径、Ｄ：トナー径、ｎ：
トナー粒子１個中に存在する離型剤ドメインの数を示
す〕離型剤３の存在状態は、製造時の混練条件、即ち、混練
温度や時間、混練シェアなどにより制御できる。この条
件は特に限定されるものではなく、使用する樹脂１、離
型剤３の特性により適宜設定すればよい。

【００７４】次に、樹脂１および離型剤３以外の他のト
ナー構成物について説明する。本発明のトナーは、前記
のような樹脂１と離型剤３を含有するが、さらに必須成
分である着色剤２を含有する。

【００７５】着色剤２としては、公知の有機顔料や染料
を使用でき、またこれらの併用も可能である。通常、イ
エロートナー、マゼンタトナー、シアントナーにそれぞ
れ対応する色彩のものが用いられる。

【００７６】例えば、従来モノクロ用として用いられて
いるカーボンブラック、ニグロシン染料等の他に、アゾ
系染料（例えば、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２，１，
４，１６，１９，６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド３，
８，２４，２７）、アントラキノン系染料、インジコ染
料、フタロシアニン系染料、キサンテン系染料（例えば
Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４８，４９）等の染料、アゾ
系顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８，８１、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントグリーン４）、ベンズイミダゾロン系顔料（例えば
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８５）、キナクリドン系顔
料（例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２，２０７，
２０９）、フタロシアニン系顔料（例えばＣ．Ｉ．ピグ
メントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７）、
イソインドリノン系顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメント
イエロー１０９，１７３）、ジオキサジン系顔料（例え
ば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３）、アントラ
キノン系顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１
０８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー６）、ペリレン系顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．
ピグメントオレンジ４３）、チオインジコ系顔料（例え
ば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８）、キノフタ
ロン系顔料（例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５
３）等の有機系顔料、および、酸化チタン、モリブデン
レッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロ
ム、ベルリンブルー等の無機系顔料などの公知の染料，
顔料が挙げられる。

【００７７】これらの着色剤は、単独、または、２種以
上の混合物として、重量で樹脂１００部に対して０．１
〜１０部使用される。

【００７８】また、トナー組成物中には、必要に応じて
帯電制御剤，導電剤，流動性向上剤等のいずれも公知の
ものが使用できる。例えば、正の荷電制御剤としては、
低分子化合物から高分子化合物（ポリマーも含む）まで
特に制限はない。また、ニグロシン系の染料であるニグ
ロシンベースＥＸ、オイルブラックＢＳ、オイルブラッ
クＳＯ（以上、オリエント化学社製）や、トリフェニル
メタン系染料、４級アンモニウム化合物、アミノ基を有
するビニル系ポリマー等が挙げられる。

【００７９】また、負の荷電制御剤としては、モノアゾ
染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、ニトロ
基やハロゲン元素を持った物質、スルホン化銅フタロシ
アニン、無水マレイン酸コポリマー等が挙げられる。

【００８０】これらの帯電制御剤の１種以上を樹脂１０
０部に対して、０．１〜１０部使用される。これらの導
電剤は、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、マグ
ネタイトのような導電性を有する金属酸化物等が挙げら
れる。

【００８１】流動性向上剤としては、例えば、アモルフ
ァスシリカ、ポリテトラフロロエチレン微粉末、ステア
リン酸亜鉛粉末等がある。これらの１種以上を樹脂１０
０部に対して０．１〜１０部使用できる。

【００８２】図３は、本発明の効果をみるために用いた
電子写真画像形成装置（電子写真装置）の一例を示す概
略構成図である。転写工程によりトナーを転写紙に転写
させたのち、熱ローラ等で熱圧力定着することにより、
トナーを溶融，混色させる方式の電子写真装置である。

【００８３】まず、制御部（図示省略）からの信号によ
り、帯電器１１により感光体１２の表面に略均一に所定
の電荷が付与される。次に、外部から入力された画像情
報に応じて前記制御部からの制御信号により露光器１３
を駆動し、感光体１２の表面を露光する。この露光によ
り、露光された部分の電荷が消去されて、前記感光体１
２表面上に静電潜像が形成される。

【００８４】次いで、現像器（イエロー）１４に収容さ
れている静電潜像とは逆極性に帯電されたトナーによっ
て、前記感光体１２表面上に形成されている静電潜像を
可視像とし、この可視像を中間転写ドラム１８上へ転写
する。この行程を同様に現像器（マゼンタ）１５、現像
器（シアン）１６、現像器（ブラック）１７を用いて行
い、前記中間転写ドラム１８上に４色を重ねた可視画像
を形成する。

【００８５】次に、この可視画像を転写器１９を用いて
紙またはプラスチックシート等の記録材２０上に転写
し、定着器２１により加熱，定着する。

【００８６】なお、定着器２１は、内部に熱源を有する
一対のロール、即ち、ヒートロールと圧力ロールからな
る。ヒートロールはシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ
素樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等
の被覆層が形成されており、ロール内部にはヒーター等
の熱源を備えている。なお、被覆層は、耐熱性ゴム、ゴ
ム系樹脂、あるいはこれらゴム層の上に樹脂層を被覆し
た層構造のものも使用できる。また、圧力ロールについ
ても同様である。本発明では、オイル供給機構を備え
ず、離型用オイル等の供給無しに熱圧力定着を行う。

【００８７】以上の様に、本発明のトナーによれば、定
着時に離型用オイル等の塗布が全く不要で、優れたオイ
ルレス定着性を示し、かつ光沢性，発色性，透明性に優
れた画像を形成することができる。

【００８８】次に、本発明を実施例、および、比較例に
よりさらに詳しく説明する。なお、実施例等の配合組成
割合は、特に、明示しない限り重量部を表す。

【００８９】〔実施例１〕非架橋（線型）ポリエステ
ルＡ（Ｔｇ：６０℃、軟化温度Ｔｍ：１００℃）７０
部、架橋型（非線型）ポリエステルＢ（Ｔｇ：６１℃、
Ｔｍ：１０６℃）３０部に対して、カルナウバワックス
（融点：７３℃）を５部、着色剤として、イエロートナ
ーはＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、マゼンタトナー
はＣ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、シアントナーは
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、ブラックトナーは
カーボンブラックの各３部、電荷調整剤ボントロンＥ−
８４（オリエント化学工業製）２部を２軸押し出し機に
て混練し、冷却後通常の粉砕、分級工程を経て平均粒径
約８μｍの微粉を得た。

【００９０】これをシリカＴＳ−５３０（キャボット社
製）で表面処理し、イエロー、マゼンタ、シアン、およ
びブラックトナーをそれぞれ得た。

【００９１】得られたトナーをエポキシ樹脂で固化し、
ミクロストームにて１０００オングストローム程度の厚
さにスライスし、透過型電子顕微鏡で観察した。各色ト
ナーの粒子１個当りの離型剤の総占有率、および、トナ
ー径に対する離型剤の平均分散径比を表１に示す。

【００９２】

【表１】

【００９３】このトナーを用いて、定着試験を行った。
具体的には、図３の装置から定着器を取り外し、未定着
画像を作成した。用紙上のトナー量は１．５〜１．６ｍ
ｇ／ｃｍ²とした。この画像を、外部定着器を用いて定
着する定着試験を行った。

【００９４】ここで云う外部定着器とは、定着装置のみ
を取り外し単独で機能させた装置のことである。該外部
定着器は、ヒートロール、加圧ロール共に、シリコンゴ
ムの上にフッ素樹脂をコートした２層構造で、その径と
被覆層厚さは３２ｍｍφ×１．５ｍｍである。

【００９５】定着のスピードは７０ｍｍ／ｓとし、１０
０〜１８０℃の温度範囲で５℃おきに温調し、オフセッ
トの発生しない温度域を求めた。また、定着は完全なオ
イル未供給状態で行った。その結果、各色トナー共にオ
フセットの発生しない定着可能温度域が広く、良好な耐
オフセット性を示した。

【００９６】次に、普通紙、および、白黒用のＯＨＰフ
ィルム上にトナー量０．６ｍｇ／ｃｍ²、プロセススピ
ード７０ｍｍ／ｓ、定着温度１５０℃で定着した画像に
ついて、光沢度、および、ＯＨＰ画像透明性を評価し
た。光沢度は、変角光沢度計ＶＧＳ−３００Ａ（日本電
色工業製）を用い、測定角７５°／７５°の条件で測定
した。

【００９７】ＯＨＰ画像の透明性については、色彩色差
計ＳＺΣ−９８（日本電色工業製）を用い、イエロー、
マゼンタトナーについては、波長７００ｎｍにおける透
過率を、シアントナーについては５００ｎｍにおける透
過率を測定した。その結果、各色トナー共に良好な光沢
性，透明性を示すことが分かった。

【００９８】次に、トナー耐久性の評価は図３の電子写
真装置で、６０００枚の連続印字試験を行った。現像方
式は非磁性一成分現像方式であり、プロセススピードは
１００ｍｍ／ｓである。その結果、６０００枚印字終了
まで画像濃度は１．３以上、光沢度１５以上（入射角７
５°／７５°）で、カブリもなく、良好な画像が安定し
て得られた。また、感光体へのフィルミング、クリーニ
ング不良、非磁性一成分現像方式で問題となるブレード
への固着も発生しなかった。

【００９９】さらに、湿度２０，４５，６５，９０％の
環境下に、５０℃で１８時間放置するブロッキング試験
を行った。その結果、トナーのブロッキングは認められ
ず、保存性についても問題のないことが分かった。評価
結果を表２に示す。

【０１００】

【表２】

【０１０１】〔実施例２〕樹脂として、非架橋（線
型）ポリエステルＡ７０部、架橋型（非線型）ポリエス
テルＢ３０部の代わりに、非架橋ポリエステルＡ５０
部、非架橋ポリエステルＣ（Ｔｇ：６４℃、Ｔｍ：１１
０℃）２０部、架橋型ポリエステル３０部を用いた以外
は、実施例１と同様にしてイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各トナーを得た。得られたトナーの粒子
１個当りの離型剤の総占有率、および、トナー径に対す
る分散径比を表１に示す。

【０１０２】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、各色トナーとも光沢性、ＯＨＰ透
明性共に良好で、耐久性も高く、耐オフセット性も良好
であった。評価結果を表２に示す。

【０１０３】〔実施例３〕離型剤として、カルナウバ
ワックスの代わりに、ポリエチレンワックス（融点８０
℃）５部を用いた以外は、実施例１と同様にしてシアン
トナーを得た。得られたトナーの粒子１個当りの離型剤
の総占有率、および、トナー径に対する分散径比を表１
に示す。

【０１０４】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、光沢性、ＯＨＰ透明性共に良好
で、耐久性も高く、耐オフセット性も良好であった。評
価結果を表２に示す。

【０１０５】〔実施例４〕離型剤として、カルナウバ
ワックスの使用量を１０重量部とした以外は、実施例１
と同様にしてシアントナーを得た。得られたトナーの粒
子１個当りの離型剤の総占有率、および、トナー径に対
する分散径比を表１に示す。

【０１０６】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、光沢性、ＯＨＰ透明性共に良好
で、耐久性、耐オフセット性も良好であった。評価結果
を表２に示す。

【０１０７】〔比較例１〕架橋型（非線型）ポリエス
テルＢの代わりに、架橋型（非線型）ポリエステルＤ
（Ｔｇ：７２℃、Ｔｍ：１４０℃）を用いる以外は、実
施例１と同様にして、マゼンタトナーを得た。得られた
トナーの粒子１個当りの離型剤の総占有率、および、ト
ナー径に対する分散径比を表１に示す。

【０１０８】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行なった。その結果、耐久性、定着可能温度領域は実
用上問題のない範囲であったが、光沢が低く、また、Ｏ
ＨＰ画像の透明性も不充分なものであった。

【０１０９】〔比較例２〕樹脂として、非架橋（線
型）ポリエステルＡ７０部、架橋型（非線型）ポリエス
テルＢ３０部の代わりに、非架橋ポリエステルＡ３０
部、架橋型ポリエステル７０部を用いた以外は、実施例
１と同様にしてシアントナーを得た。得られたトナーの
粒子１個当りの離型剤の総占有率、および、トナー径に
対する分散径比を表１に示す。

【０１１０】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、耐久性に優れ定着可能温度領域に
ついても実用可能な範囲であったが、光沢が低く、また
ＯＨＰ画像の透明性も不充分なものであった。

【０１１１】〔比較例３〕離型剤として、カルナウバ
ワックスの代わりにポリプロピレンワックス（融点１５
０℃）５部を用いた以外は、実施例１と同様にしてシア
ントナーを得た。得られたトナーの粒子１個当りの離型
剤の総占有率、および、トナー径に対する分散径比を表
１に示す。

【０１１２】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、耐久性には優れていたが、評価し
た全温度範囲においてオフセットが発生し、定着不可能
となった。

【０１１３】〔比較例４〕トナー組成については実施
例１と同様で、トナー製造時の混練温度を変更し、シア
ントナーを得た。得られたトナーの粒子１個当りの離型
剤の総占有率、および、トナー径に対する分散径比を表
１に示す。

【０１１４】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、耐久性には優れていたが、評価し
た全温度範囲においてオフセットが発生し、定着不可能
となった。

【０１１５】〔比較例５〕トナー組成については実施
例１と同様で、トナー製造時の混練回転シェアを変更
し、シアントナーを得た。得られたトナーの粒子１個当
りの離型剤の総占有率およびトナー径に対する分散径比
を表１に示す。

【０１１６】上記トナーを用いて実施例１と同様の試験
を行った。その結果、現像ブレードへのフィルミングが
発生し、現像不可能となった。また、ブロッキング試験
においても１８時間放置後のトナーは完全なブロック状
態を呈し、実用上問題があった。

【０１１７】

【発明の効果】本発明によれば、架橋度の異なる２種以
上の樹脂を併用することにより、離型剤添加による最大
の課題であるトナー耐久性の低下を抑制することができ
る。

【０１１８】また、トナー中にドメインとして存在する
離型剤の量、平均径を制御することにより、定着時にお
ける離型剤の滲み出しが迅速化でき、定着装置にオイル
等の供給が不要な、高い耐オフセット性を有するトナー
を提供することができる。

【０１１９】また、定着時以外、即ち、現像、転写等の
他プロセスにおける離型剤の分離、フィルミングが防止
でき、カラーシステムに固有の課題である発色性，透明
性を高次元で満足するトナーを提供することができる。

【０１２０】また、本発明のトナーは、従来の混練粉砕
法で製造することができ、特別な設備や樹脂を用いるこ
となく、安価に高性能なトナーを提供できる。そのた
め、小型でメンテナンスフリーな電子写真装置を提供す
る上で利点となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトナーの概略構成図である。

【図２】トナーの離型剤占有率と平均分散径に対する耐
オフセット性との関係を示すグラフである。

【図３】本発明に係る電子写真画像形成装置の概略構成
図である。

【符号の説明】

１…樹脂、２…着色剤、３…離型剤、１１…帯電器、１
２…感光体、１３…露光器、１４…現像器（イエロ
ー）、１５…現像器（マゼンタ）、１６…現像器（シア
ン）、１７…現像器（ブラック）、１８…中間転写ドラ
ム、１９…転写器、２０…記録材、２１…定着器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮坂徹茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者斎藤雅彦茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立多賀エレクトロニクス内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA06 AA21 CA08 CA13 CA14 CA17 DA06 EA05 EA07 EA10 FB02 2H033 AA09 BA41 BA58

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報に基づき光導電体上に形成され
た静電潜像を可視化する電子写真用トナーにおいて、前記トナーは、架橋度の異なる２種以上の樹脂混合物中
に離型剤が分散、粉砕された着色粉体で構成され、該ト
ナーの粒子１個中にドメインとして存在する離型剤の総
占有率が１〜１０％であり、離型剤の平均分散径がトナ
ーの粒子径の１０〜５０％であることを特徴とする電子
写真用トナー。
【請求項２】前記樹脂混合物の少なくとも１種が、線
型樹脂である請求項１に記載の電子写真用トナー。
【請求項３】前記樹脂混合物の少なくとも１種が、ポ
リエステル樹脂である請求項１に記載の電子写真用トナ
ー。
【請求項４】画像情報に基づき光導電体上に形成され
た静電潜像を可視化する電子写真用トナーの製法におい
て、前記トナーは架橋度の異なる２種以上の樹脂混合物中に
離型剤を分散し、粉砕して形成する着色粉体から成り、
該トナーの粒子１個中に、ドメインとして存在する離型
剤の総占有率が１〜１０％であり、かつ、離型剤の平均
分散径が前記トナー径の１０〜５０％となるよう調製す
ることを特徴とする電子写真用トナーの製法。
【請求項５】画像情報に基づき光導電体上に形成され
た静電潜像を、請求項１〜３のいずれかに記載の電子写
真用トナーを用いて現像したトナー像を記録材上に転
写、加熱定着させて可視化する電子写真画像形成装置で
あって、前記定着時の加熱部材にオイルを供給せずに定
着することを特徴とする電子写真画像形成装置。