JP3003936B2 - 電子写真用トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真法、静電印刷法、などにおいて、
電気的潜像または磁気的潜像を現像するのい用いられる
トナー、特に、熱ロール定着法で、より低温で充分定着
するオイルレストナーに関するものである。

［従来の技術］ 電子写真法、静電印刷法、静電記録法などで形成され
る静電荷像は乾式法の場合、一般にバインダー樹脂及び
着色剤を主成分とする乾式トナーで現像後、コピー用紙
上に転写、定着される。トナー像の定着法としては種々
あるが、熱効率が高いこと及び高速定着が可能であるこ
とから熱ローラー定着方式が広く採用されている。

このような熱定着方式で高速定着を行なう場合、トナ
ーには良好な低温定着性（または定着下限温度が低いこ
と）が要求され、またこのためにバインダー樹脂として
は低軟化点のものが使用される。しかしトナー中に低軟
化点樹脂を含有させると、定着時にトナー像の一部が熱
ローラーの表面に付着し、これがコピー用紙上に転移し
て地汚れを起こす、いわゆるオフセット、巻き付き現象
（特に熱ローラー温度が低いときに多い。）が発生し易
くなる。

そこでこれらの現象を防止する手段として特開昭51−
143333号、同57−148752号、同58−97056号、同60−247
250号等では離型剤として固形シリコーンワニス、高級
脂肪酸、高級アルコール、各種ワックス等を添加するこ
とが提案されているが、いずれも良好な低温定着性を維
持しながら、充分な耐オフセット性および耐巻き付き性
を示すものは知られていない。

具体的には従来の低分子量ポリエチレン、低分子量ポ
リプロピレン等のポリオレフィンワックスは耐オフセッ
ト性は良好であるが、低温定着性が充分でなく、カルナ
ウバワックス、キャンデリラワックス等の植物性ワック
スは耐オフセット性及び低温定着性は良好であるが、耐
巻き付き性が十分でなく、又、固形シリコーンワニス、
固形シリコーンオイル、アミドワックス、高級脂肪酸、
高級アルコール及びモンタンワックスは低温定着性は良
好であるが耐オフセット性及び耐巻き付き性が十分でな
い。しかも従来の離型剤はバインダー樹脂への分散性が
悪いため、現像中、離型剤がトナーから遊離して感光体
や現像スリーブに付着する、いわゆるフィルミングが多
く、またスペントトナーによるキャリア汚染も生じ、長
期に亘って安定して良質の画像を形成することは困難で
あった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、定着時、十分な耐オフセット性を有し、定
着下限温度が低く、しかも定着ロールへの巻き付きが発
生しないこと、さらに地汚れやトナー飛散がなく、連続
使用時においても初期画像と同等の忠実度の高い画像が
得られ、高速定着に好適なトナーを提供しようとするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の乾式トナーは、バインダー樹脂、着色剤及び
離型剤を混練、粉砕してなる電子写真用トナーにおい
て、バインダー樹脂が非線状ポリエステル樹脂を除く低
軟化点熱可塑性樹脂であると共に、離型剤が遊離脂肪酸
量が1wt％以下の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスで
あることを特徴とする電子写真用トナー。とするもので
あり、さらに該脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス中の
遊離脂肪酸量が１％以下であることを特徴とする。

本発明の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスは従来の
カルナウバワックスを原料にして、通常３〜4wt％含ま
れる遊離脂肪酸を脱離し、１％以下にしたものである。
このため酸価が１以下となり、かつ従来のカルナウバワ
ックスより微結晶となり、バインダー樹脂中での分散粒
子径が１μｍ以下となり、分散性が向上する。したがっ
て、感光体や現像スリーブへのトナーフィルミング、キ
ャリアへのスペントトナーによる汚染が防止され、オフ
セット性、耐巻き付き性への効果も良好になる。

前述のように本発明で使用される脱遊離脂肪酸型カル
ナウバワックスは該脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス
中の遊離脂肪酸量が１％以下である。遊離脂肪酸量が１
％を超えると、耐巻き付き性が不十分となる。なおこの
脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスの使用量はバインダ
ー樹脂に対して通常0.5〜20wt％、好ましくは１〜10wt
％である。

次に本発明のトナーに用いられる他の材料について説
明する。

本発明に使用されるバインダー樹脂としては、種々の
低軟化点熱可塑性樹脂が用いられる。その具体例として
は、たとえば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレ
ン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体
の単重合体；スチレン−ｐ−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−ビニルトルエ
ン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、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、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
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−α−クロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イ
ソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−イン
デン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重
合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹
脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂
環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィ
ン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは
混合して使用できる。このうち、高分子量成分と低分子
量成分とを含有しその数平均分子量Mnに対する重量平均
分子量Mwの比Mw/Mnの値が3.5以上のスチレン系樹脂やポ
リエステル樹脂は良好な定着性と共にそれ自体、耐巻き
付き性を有する点で好ましいものである。

本発明に使用される着色剤としては、カーボブラッ
ク、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、ア
ニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニン
グリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン6G、レーキ、
カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、
ベンジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン
系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公
知のいかなる染願料をも単独あるいは混合して使用し得
る。これらの着色剤の使用量はバインダー樹脂に対し
て、通常１〜30wt％、好ましくは３〜20wt％である。

更に本発明のトナーは二成分系現像剤として用いる場
合にはキャリア粉と混合して用いられる。

本発明に使用し得るキャリアとしては、公知のものが
すべて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニ
ッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及
びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられ
る。

本発明のトナーは更に磁性材料を含有させ、磁性トナ
ーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に含まれ
る磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェ
ライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金
属あるいはこれら金属とアルミニウム、コバルト、銅、
鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウ
ム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セ
レン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属
との合金およびその混合物などが挙げられる。

これらの強磁性体は平均粒径が0.1〜２μｍ程度のも
のが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成
分100重量部に対し約20〜200重量部、特に好ましくは樹
脂成分100重量部に対し40〜150重量部である。

又本発明のトナーは、必要に応じて添加物を混合して
もよい。添加物としては、例えばテフロン、ステアリン
酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素
等の研摩剤、あるいはコロイダルシリカ、酸化アルミニ
ウムなどの流動性付与剤、ケーキング防止剤、あるいは
カーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤、あるい
は低分子量ポリオレフィンなどの定着助剤等がある。

［実施例］ 以下、本発明を下記に実施例によってさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、部数はすべて重量部である。

実施例１ ポリエステル樹脂（数平均分子量Mn＝5000、重量平均
分子量Mw＝55000ガラス転移点Tg＝62℃） 95部 脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスＡ（遊離脂肪酸量
1.0wt％、融点83℃、酸価1.0） ５部 カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） 10部 含クロムモノアゾ染料（保土谷化学社製TRH） ２部 上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌
混合した後、ロールミルで80〜110℃の温度で約40分間
加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を粉砕、
分級し、５〜20μｍの粒径のトナーを得た。

このトナー３部に対し、シリコーン樹脂を被覆した10
0〜250メッシュのフェライトキャリア97部とボールミル
で混合し、２成分系現像剤を得た。

次に定着ローラーとしてテフロン被覆ローラーを具備
した普通紙複写機（当社製FT−7030）に前記現像剤をセ
ットし、熱ローラー温度130℃で連続コピーテストを行
ったところ、オフセットや巻き付き現象を生じることな
く、初期はもちろん、５万枚コピー後も良好な画像が得
られた。

また、定着テストとしてホットオフセット、コールド
オフセット、巻き付き発生温度および定着下限温度を測
定したところ、後記表−１に示すように良好な結果が得
られた。

比較例１ 実施例１の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスＡの代
わりに、低分子量ポリプロピレン（三洋化成工業社製66
0P）を用いる以外は実施例１と同様に現像剤を得、連続
コピーテストを行ったところ、巻き付き現象が発生し、
良好な画像は得られなかった。また定着性は後記表−１
に示すようにホットオフセット性はよいが、巻き付き発
生温度が高く、低温定着性が不十分であった。

実施例２ スチレン−２−エチルヘキシルアクリレート共重合体
（Mn＝12000、Mw＝420000、Tg＝55℃） 97部 脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスＢ（遊離脂肪酸量
0.7wt％、融点84℃、酸価0.6） ３部 カーボンブラック（三菱カーボン社製＃44） 13部 サリチル酸亜鉛塩（オリエント化学社製ボントロンＥ
−84） ３部 上記組成の混合物を実施例１と同様に、ヘンシェルミ
キサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで80〜110
℃の温度で約40分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得ら
れた混練物を粉砕分級し、５〜20μｍの粒径のトナーを
得た。

このトナー3.5部に対し、150〜250メッシュの酸化鉄
粉キャリア（日本鉄粉社製TEFV）96.5部とをボールミル
で混合し、２成分系現像剤を得た。

以下この現像剤を用いて実施例１と同様に連続コピー
テストを行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が
得られた。またこのものの定着性は後記表−１に示すよ
うに良好であった。

実施例３ 実施例１の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスＡを10
部に増量したほかは実施例１と同様にして、現像剤を得
た。

次にこの現像剤を実施例１と同様にして連続コピーテ
ストを行ったところ、実施例１と同様に良好な結果が得
られた。またこのものの定着性は後記表−１に示すよう
に良好であった。

比較例２ 実施例２の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスＢの代
わりに、脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス（遊離脂肪
酸量4wt％、融点83.5℃、酸価４）用いる以外は実施例
２と同様に現像剤を作製し、連続コピーテストを行った
ところ、巻き付き現象が発生し、良好な画像は得られな
かった。また定着性は後記表−１に示すようにホットオ
フセット性はよいが、巻き付き発生温度が高く、低温定
着性が不十分であった。

注） オフセット発生温度； コピー紙上に転写されたトナー画像を前記テフロン被
覆ローラーでローラーの加熱温度を順次上昇させなが
ら、ローラーのニップ幅4mmおよび線速250mm/secの条件
で定着する操作を繰り返して地汚れが発生する温度を求
め、このときの最低温度をコールドオフセット温度と
し、また最高温度をホットオフセット発生温度とする。

巻き付き発生温度 いわゆるベタ黒の原稿を用いてコピー用紙のほぼ全面
にトナーを転写せしめ、これをローラーの加熱温度を順
次低下させるほかはオフセット発生温度の測定の場合と
同様に定着させる操作を繰り返し、ローラーにこのコピ
ー用紙が巻き付いた時の温度を求める。

定着下限温度 オフセット発生温度の測定の場合と同様にして定着を
行ない、クロックメーターによるトナー定着率が70％に
達したときの温度を求める。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の乾式トナーは脱遊離脂肪
酸型カルナウバワックスを含有しているので、 （１）十分な耐オフセット性、耐巻き付き性を有し、 （２）低温定着が可能なので、高速定着ができ、 （３）離型剤のバインダー樹脂への分散性がよく、従っ
て、現像中、感光体や現像スリーブへのトナーフィルミ
ングが少なく、スペントトナーによるキャリア汚染もな
く、長期間に亘って安定して高品質の画像を形成できる
などの利点を有している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川瀬 広光 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭60−158460（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238672（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バインダー樹脂、着色剤及び離型剤を混
   練、粉砕してなる電子写真用トナーにおいて、バインダ
   ー樹脂が非線状ポリエステル樹脂を除く低軟化点熱可塑
   性樹脂であると共に、離型剤が遊離脂肪酸量が1wt％以
   下の脱遊離脂肪酸型カルナウバワックスであることを特
   徴とする電子写真用トナー。