JP2003091098A - 静電像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電像現像式複写機及びプリンターの複写画
像における、定着性、光透過性、鮮明性、特に転写性に
優れた乾式二成分系、乾式非磁性一成分系、乾式磁性一
成分系におけるトナーを提供する。 【解決手段】 少なくとも環状構造単位を含むポリオレ
フィン樹脂からなる結着樹脂、着色剤および荷電制御剤
を主成分とする静電像現像用トナーであって、上記環状
構造単位を含むポリオレフィン樹脂のＧＰＣでの測定に
おいて、数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜５，００
０、重量平均分子量（Ｍｗ）が４，０００〜５０，００
０、そしてＭｗ／Ｍｎ比が１．５〜２．５の範囲内であ
るとともに、環状構造単位を含むポリオレフィン樹脂の
結着樹脂全体に対する含有量が、５０重量％以上である
静電像現像用トナーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鮮明な画像を維持
する静電像現像用トナーに関する。詳しくは、乾式一成
分磁性トナー、乾式一成分非磁性トナーまたは乾式二成
分トナーであって、紙・フィルムなどの被複写基材に定
着させる際に、定着性、透明性に優れ、かつ鮮明な画像
を形成でき、特に廃トナーの少ない転写に優れたトナー
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】急速なオフィスオートメーション化の広
がりを背景として、静電荷像現像式の複写機及びプリン
ターにおける高品位な、即ち、鮮明かつ光透過性、定着
性のよい複写画像を得るトナーの要請がますます高まり
つつある。また、環境意識の高まりによって、廃トナー
の少ないトナーが、従来にも増して求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
事情に鑑みてなされたもので、静電像現像式の複写機及
びプリンターの複写画像のより高品位な、即ち定着性、
光透過性、鮮明性、転写性に優れるとともに、特に廃ト
ナーの少ない乾式二成分系、乾式非磁性一成分系、乾式
磁性一成分系におけるトナーを提供しようとするもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、これらの欠
点を改良するため鋭意研究を進めた結果、環状構造単位
を含むポリオレフィン樹脂であって、特定分子量分布を
もつものを結着樹脂として用いること、それにフェノー
ル縮合タイプのカリックスアレーン荷電制御剤を用いる
ことにより、高品位、即ち定着強度、ヒートレスポンプ
（熱応答）性、光透過性、転写性に優れ、鮮明な画像を
実現し、特にカラートナーにおいても上記の目的を達成
でき、特に廃トナーの少ないことを見いだし、本発明を
完成させたものである。

【０００５】即ち、本発明は、第一に、少なくとも環状
構造単位を含むポリオレフィン樹脂からなる結着樹脂、
着色剤およびフェノール縮合タイプのカリックスアレー
ン（ＣＣＡ）である荷電制御剤を主成分とする静電像現
像用トナーであって、上記環状構造単位を含むポリオレ
フィン樹脂のＧＰＣでの測定において、数平均分子量
（Ｍｎ）が２，０００〜５，０００、重量平均分子量
（Ｍｗ）が４，０００〜５０，０００、そしてＭｗ／Ｍ
ｎ比が１．５〜２．５の範囲内であるとともに、環状構
造単位を含むポリオレフィン樹脂の結着樹脂全体に対す
る含有量が、５０重量％以上であること、そしてトナー
粒子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在するＣＣＡ粒子径
（Ｃ）の関係が、下式

【数２】４．０＜Ｃ×１０／Ｔ＜７．０ を満たすことを特徴とする静電像現像用トナーである。

【０００６】第二に、本発明のトナーは、中間転写体を
装備する画像出力装置で好適に出力される。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明に用いる結着樹脂は、少なくとも環
状構造単位をもったポリオレフィン樹脂であって、ＧＰ
Ｃ（ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー）で
の測定において数平均分子量Ｍｎが２，０００〜５，０
００、重量平均分子量Ｍｗが４，０００〜５０，００
０、そしてＭｗ／Ｍｎ比が１．５〜２．５の範囲内のも
のである。この分子量分布の環状構造単位をもったポリ
オレフィン樹脂は、結着樹脂全体中で５０重量％以上含
有すれば充分な効果を有する。

【０００９】ここで用いる環状構造単位をもったポリオ
レフィン樹脂は、例えば、エチレン、プロピレン、ブチ
レン等のα−オレフィンとシクロヘキセン、ノルボルネ
ン等の二重結合をもった脂環式化合物との共重合体であ
り、無色透明でかつ高い光透過率を有する。この環状構
造単位をもったポリオレフィン樹脂は、例えばメタロセ
ン系や、チーグラー系の触媒を用いた重合法により得ら
れる重合物である。

【００１０】また、無色透明で光透過率の高い環状構造
単位をもったポリオレフィン樹脂としては、ＧＰＣ法に
て測定した数平均分子量Ｍｎが２，０００から５，００
０、好ましくは３，０００から４，４００、重量平均分
子量Ｍｗが４，０００から５０，００００好ましくは
４，０００から３０，０００の範囲で、しかも分子量分
布の分散度を示す尺度として用いられるＭｗ／Ｍｎ比が
１．５〜２．５の範囲内にある樹脂が好ましい。

【００１１】本発明に係る上記環状構造単位をもったポ
リオレフィン樹脂の特徴は、例えば数平均分子量４，０
００の場合、アゾ系顔料パーマネントルビンＦ６Ｂ（ヘ
キスト社製、商品名）を５％添加して混練機にて十分に
分散させた後、プレス機にてシート化し、６２４ｍｍの
可視光でマクベス濃度ＲＤ９１４（フィルターＳＰＩ
赤）を用いて測定した光透過率が１２．０％であるのに
対し、スチレン・アクリル樹脂は７％、ポリエステル樹
脂は１５．５％であることから、環状構造単位をもった
ポリオレフィン樹脂は、顔料を分散させた系においても
透明性に優れ、ポリエステル樹脂同様、カラートナーに
使用可能であることが確認された。

【００１２】また、当該樹脂は、ＤＳＣ（示差走査熱量
計）法による測定では、融解熱が非常に小さく、定着の
ためのエネルギー消費量が大幅に節減されることも期待
できる。

【００１３】また、本発明における環状構造単位を含む
ポリオレフィン樹脂は、トナーに構造粘性を付与し、そ
れによりオフセット防止効果、紙やフィルム等の被複写
基材への接着性を向上させる。なおまた、本発明におけ
る環状構造単位をもったポリオレフィン樹脂は、トナー
の溶融流動性を向上させて、瞬時に溶融、凝固挙動を必
要とするトナー特性を満足させる。ただ、当該粘度樹脂
の使用量は、５０％未満になると均一混練性が極度に低
下してトナー性能に支障をきたす。つまり、高品位、即
ち定着強度の高く、熱応答性に優れた鮮明な画像が得ら
れにくくなる。

【００１４】本発明においては、前記の特性を満足する
環状構造単位をもったポリオレフィン樹脂とスチレンア
クリル樹脂など他の樹脂を混合して結着樹脂として用い
たトナーも高品位、即ち定着強度に優れ、鮮明な画像を
実現する。この場合、結着樹脂中における環状構造単位
をもったポリオレフィン樹脂とその他の樹脂との配合割
合は、前者を５０〜９０重量％、後者を１０〜５０重量
％とするのが好ましい。

【００１５】また、環状構造単位をもったポリオレフィ
ン樹脂に溶融空気酸化法又は無水マレイン酸変性等によ
りカルボキシル基を導入することにより他の樹脂との相
溶性、顔料の分散性を向上させることができる。水酸
基、アミノ基を既知の方法により導入することによって
も、同様の向上が実現できる。更に、環状構造単位をも
ったポリオレフィン樹脂に、ノルボルナジエン、シクロ
ヘキサジエン等のジエンモノマーとの共重合により、あ
るいはカルボキシル基を導入した環状構造単位をもった
ポリオレフィン樹脂に亜鉛、銅、カルシウム等の金属の
添加により架橋構造を導入することにより、定着性を向
上させることもできる。

【００１６】本発明に用いる着色剤としては、例えば、
カーボンブラック、ジアゾイエロー、フタロシアニンブ
ルー、キナクリドン、カーミン６Ｂ、モノアゾレッド、
ペリレン等が挙げられる。

【００１７】本発明に用いる荷電制御剤は、トナーに帯
電を与えるためのもので、フェノール縮合タイプの環状
縮合型であるカリックスアレーンである。これは、無色
もしくは白色であるため、カラートナーに適している。
また、これらは、エチレン・ノルボルネン共重合体に対
して分散が非常に良好であるため、本発明のトナー製造
時の荷電制御剤の特性が顕著に現れる。

【００１８】上記荷電制御剤は、熱可塑性樹脂１００重
量部に対して０．１重量部〜１０重量部の範囲で添加す
る。この添加量が０．１重量部未満では、荷電制御剤と
しての効果が出ず、添加量が１０重量部を超えると、荷
電制御剤がバインダー樹脂中に分散せず、トナー作製自
体が困難となる。

【００１９】また、必要に応じて添加する機能付与剤
は、加熱ローラー定着におけるオフセット防止性を高め
るために用いるもので融点が６０〜１７０℃のワックス
が好ましく用いられる。このワックスの具体例として
は、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、グ
リセリンモノステアレート等が挙げられる。

【００２０】また、流動化剤としては、コロイダルシリ
カ、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられ、滑剤
としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシ
ウム、ラウリン酸バリウム等が挙げられる。

【００２１】本発明の静電荷像現像用トナーは、上述し
た結着樹脂、着色剤、荷電制御剤および必要に応じて機
能付与剤、流動化剤、滑剤等の添加剤を加えて従来公知
の方法、例えば混練り、粉砕、分級、外添等の方法によ
り得ることができる。得られたトナーは、定着性、光透
過性および転写性に優れたもので、良好な現像画質を与
え、長期にわたってこの画質が変化しない現像画像を形
成する。

【００２２】また、本発明のトナーは、一成分系現像剤
の、また二成分系現像剤のトナーとして使用することが
できる。さらに、本発明のトナーは、磁性粉を混入させ
て一成分系磁性トナーとして使用することや、フルカラ
ー用トナーとして使用することもできる。

【００２３】

【作用】本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と
して少なくとも環状構造単位をもったポリオレフィン樹
脂を含み、しかも高粘度の該ポリオレフィン樹脂の配合
割合を結着樹脂全体の５０重量％以上としたことによ
り、定着性、光透過性および転写性に優れたトナーとす
ることができ、得られたトナーは良好な現像画質を与
え、繰り返しの現像にも画質が劣化せず、常に良好な現
像画像を形成できるものである。また、特にカラートナ
ーに使用したときにこの特徴が発揮される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例により具体
的に説明する。

【００２５】実施例１ フェノール縮合タイプのカリックスアレーン荷電制御剤
５重量％、ポリプロピレンワックス３．０重量％、マゼ
ンタ顔料（ＰＲ１２２）５重量％、および結着樹脂とし
てノルボルネン共重合体８７重量％を混合し、二軸押出
機にて１３０℃で溶融混練した後、冷却凝固させた。そ
れを、トナー粒子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在する
ＣＣＡ粒子径（Ｃ）が数２の関係式を満足するように粗
粉砕した後ジェットミルにより微細化分級して、平均粒
径約７．０μｍに調整したトナーを作成した。得られた
トナー１００重量部に平均１次粒子径２０ｎｍの煙霧質
シリカ１．０重量％およびルチル型酸化チタン０．５重
量％を添加し、ミキサーにて混合してマゼンタトナーを
調製した。

【００２６】実施例２ フェノール縮合タイプのカリックスアレーン荷電制御剤
５重量％、ポリプロピレンワックス３．０重量％、マゼ
ンタ顔料（ＰＲ１２２）５重量％、結着樹脂としてノル
ボルネン共重合体５８重量％およびポリエステル樹脂２
９重量％を混合し、二軸押出機にて１３０℃で溶融混練
した後、冷却凝固させた。それを、トナー粒子径（Ｔ）
とトナー粒子表面に存在するＣＣＡ粒子径（Ｃ）が数２
の関係式を満足するように粗粉砕した後ジェットミルに
より微細化分級して、平均粒径約７．０μｍに調整した
トナーを作成した。得られたトナー１００重量部に平均
１次粒子径２０ｎｍの煙霧質シリカ１．０重量％および
ルチル型酸化チタン０．５重量％を添加し、ミキサーに
て混合してマゼンタトナーを調製した。

【００２７】実施例３ フェノール縮合タイプのカリックスアレーン荷電制御剤
５重量％、ポリプロピレンワックス３．０重量％、マゼ
ンタ顔料（ＰＲ１２２）５重量％、結着樹脂としてノル
ボルネン共重合体５８重量％およびスチレンアクリル共
重合樹脂２９重量％を混合し、二軸押出機にて１３０℃
で溶融混練した後、冷却凝固させた。それを、トナー粒
子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在するＣＣＡ粒子径
（Ｃ）が数２の関係式を満足するように粗粉砕した後ジ
ェットミルにより微細化分級して、平均粒径約７．０μ
ｍに調整したトナーを作成した。得られたトナー１００
重量部に平均１次粒子径２０ｎｍの煙霧質シリカ１．０
重量％およびルチル型酸化チタン０．５重量％を添加
し、ミキサーにて混合してマゼンタトナーを調製した。

【００２８】実施例４ 磁性粉としてＢＬ−１００（チタン工業社製、商品名）
４０重量％、荷電制御剤としてフェノール縮合タイプの
カリックスアレーン５重量％、ポリプロピレンワックス
３．０重量％および結着樹脂としてノルボルネン共重合
体５０重量％を混合し、二軸押出機にて１３０℃で溶融
混練した後、冷却凝固した。これを粗砕した後、ジエッ
トミルにより微細化分級した後、平均粒径約７．０μｍ
に調整しトナーを作成した。得られたトナー１００重量
部に平均１次粒子径２０ｎｍの煙霧質シリカを１．２重
量％を添加し、ミキサーにて混合してマゼンタトナーを
調製した。

【００２９】比較例１ トナー粒子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在するＣＣＡ
粒子径（Ｃ）の関係が、

【数３】７．０＜Ｃ×１０／Ｔ であるほかは、実施例１と同様にしてマゼンタトナーを
調製した。

【００３０】比較例２ トナー粒子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在するＣＣＡ
粒子径（Ｃ）の関係が、

【数４】Ｃ×１０／Ｔ＜４．０ であるほかは、実施例１と同様にしてマゼンタトナーを
調製した。

【００３１】比較例３ 実施例１における荷電制御剤をサリチル酸金属錯体タイ
プに変えたほかは、実施例１と同様にしてマゼンタトナ
ーを調製した。

【００３２】比較例４ 実施例２における結着樹脂であるノルボルネン共重合体
５８重量％およびポリエステル樹脂２９重量％を、ポリ
エステル樹脂８７重量％と変えたほかは、実施例２と同
様にしてマゼンタトナーを調製した。

【００３３】比較例５ 実施例３における結着樹脂であるノルボルネン共重合体
５８重量％およびスチレンアクリル共重合樹脂２９重量
％を、スチレンアクリル共重合樹脂８７重量％と変えた
ほかは、実施例２と同様にしてマゼンタトナーを調製し
た。

【００３４】得られた実施例１〜４、比較例１〜５のト
ナーを市販の中間転写体を装備する画像出力装置に入れ
て性能試験を行った。その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】 ＊１：それぞれの処方にて調製したマゼンタトナーを用
いて印字速度１６０ｍｍ／ｓ、定着温度１１０〜１８０
℃の範囲でいずれも１０℃刻みで普通紙に複写した試料
を、サザーランド社製の耐磨耗性試験機を用いた消しゴ
ムで１０回摩擦した。その際の荷重は、４０ｇ／ｃｍ²
であった。その試料をマクベス式反射濃度計にて印字濃
度を測定した。各温度での測定値が１つでも６５％未満
であった場合を×、６５％以上７５％未満を△、７５％
以上を○とした。

【００３６】＊２：それぞれの処方にて調製したマゼン
タトナーを用いて再生紙に印字した試料をデータクエス
ト社製の画像見本によって測定した。印字画像の細線解
像力及びグレースケールを判定基準にし、細線解像力に
関して、２００ドット／インチ未満を×、２０１ドット
／インチ以上３００ドット／インチ未満を△、３０１ド
ット／インチ以上を○とした。またグレースケールに関
しては、画像見本と印字画像の間の反射濃度比が各グレ
ースケールのステップ毎で６５％未満であった場合を
×、６５以上７５％未満を△、７５％以上を○とした。

【００３７】＊３：それぞれの処方にて調製したマゼン
タトナーを用いて膜厚１００μｍのシート状サンプルを
作成した。当該シートサンプルの光透過性を６２４ｎｍ
にピークをもつ分光フィルターを用いて測定した。６２
４ｎｍにおける透過率８％未満を×、８％以上１１％未
満を△、１１％以上を○とした。

【００３８】＊４：それぞれの処方にて調製したマゼン
タトナーを中間転写体を装備する画像出力装置に入れて
２３℃、５５％の常温常湿環境下で５０，０００枚の連
続印刷後の消費されたトナーから紙へと転写されたトナ
ーの値。

【００３９】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーによれ
ば、結着樹脂として少なくとも環状構造単位をもったポ
リオレフィン樹脂を含み、しかも高粘度の該ポリオレフ
ィン樹脂の配合割合を結着樹脂全体の５０重量％以上含
有するものとし、かつ荷電制御剤としてフェノール縮合
タイプのカリックスアレーンを用いたことで、定着性、
光透過性および転写性に優れたものとなり、現像を繰り
返し行っても画像が劣化することなく鮮明な高品質の画
像を維持することができる。また、特にカラートナーに
使用したときにその特徴が発揮される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも環状構造単位を含むポリオレ
   フィン樹脂からなる結着樹脂、着色剤およびフェノール
   縮合タイプのカリックスアレーンである荷電制御剤を主
   成分とする静電像現像用トナーであって、上記環状構造
   単位を含むポリオレフィン樹脂のＧＰＣでの測定におい
   て、数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜５，０００、
   重量平均分子量（Ｍｗ）が４，０００〜５０，０００、
   そしてＭｗ／Ｍｎ比が１．５〜２．５の範囲内であると
   ともに、環状構造単位を含むポリオレフィン樹脂の結着
   樹脂全体に対する含有量が、５０重量％以上であるこ
   と、そしてトナー粒子径（Ｔ）とトナー粒子表面に存在
   する縮合カリックスアレーン粒子径（Ｃ）の関係が、下
   式 【数１】４．０＜Ｃ×１０／Ｔ＜７．０ を満たすことを特徴とする静電像現像用トナー。
2. 【請求項２】 該トナーが、中間転写体を装備する画像
   出力装置で出力適用されることを特徴とする請求項１又
   は２記載の静電像現像用トナー。