JP3149990B2

JP3149990B2 - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP3149990B2
Application number: JP19330992A
Authority: JP
Inventors: 弘一加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH0611881A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法、静電印刷法等において形成される静電潜像を現像す
るためのトナーに関し、更に詳しくは特定の離型剤を含
有するトナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】一般に電子写真法や静電
記録法等では、光導電性感光体または誘電体等のような
潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、
現像スリーブ等トナー供給ローラー上でブレード等で薄
層化され、且つ適当に帯電され微粉末化されたトナーを
用い、現像後必要に応じて紙等の転写材に画像を転写し
た後、加熱圧力や溶剤蒸気等によって定着して複写物が
得られる。これら電子写真法等に適用される現像方法
は、大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者は
更に二成分系現像剤を用いる方法と一成分系現像剤を用
いる方法に二分される。二成分系現像方法は、トナーを
搬送するキャリアの種類により、鉄粉キャリアを用いる
マグネットブラシ法、ビーズキャリアを用いるカスケー
ド法、ファーを用いるファーブラシ法等に分類される。

【０００３】一成分系現像方法には、トナー粒子を噴霧
状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒子を直
接静電潜像面に接触させて現像する接触現像法（コンタ
クト現像またはトナー現像）、トナー粒子を静電潜像面
に直接接触させず、荷電したトナー粒子を静電潜像の持
つ電界により該潜像面に向けて飛行させるジャンピング
現像法、磁性を持つ導電性トナーを静電潜像面に接触さ
せて現像するマグネドライ法等がある。これらの現像法
に使用されるトナーには、定着部分でのオフセット性を
改善するために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピ
レン、ワックス等が離型剤として混合されている。これ
らの離型剤は、結着樹脂として使用されるポリスチレン
と相溶性が悪いため混練時に相分離が起こる。そして、
相分離の界面では機械的な力で容易に破壊が起こりトナ
ーの微粉化現象がみられる。例えば、光導電性感光体と
紙との接触面や現像スリーブ（トナー搬送部材）とブレ
ードとの接触面において、または現像スリーブと光導電
性感光体の接触面においてトナーの微粉化現象が発生す
る。このようにして微粉化されたトナーは、例えば接触
現像法の場合、現像スリーブ上に付着して経時的に融着
現象を生じ現像スリーブ上にフィルミングする。そし
て、現像スリーブ上にフィルミングが見られるようにな
ると薄層化されたトナー層厚みが不均一になり、この不
均一化は静電潜像の現像時に帯電量の不均一分布を招
く。この結果、現像スリーブ上の単位面積当りのトナー
付着量が不均一になり、そのため複写物上にも濃淡を発
生して品質の劣った画像を与える。

【０００４】一方、現像スリーブや感光体へのフィルミ
ングやキャリアへのスペントを抑制するために、流動化
促進剤を使用することは知られている。例えば、特開昭
５７−３６４０５号及び特開昭４７−３６８３０号公報
には金属石鹸の使用が、特開昭５２−１５３４４１号及
び特開昭５３−１４７５４１号公報ではフッ素系化合物
の使用が、特開昭５４−８５３４号公報ではノニオン系
の界面活性剤の使用が、特開昭５６−６２２５６号公報
では表面を疎水化したシリカの使用がそれぞれ提案され
ている。更に、特開昭５６−６６８５６号公報ではトナ
ー表面にトナーより硬い粒子を埋没させることが、特開
昭５９−１３１９３４号公報では離型剤に酸化したポリ
エチレンを使って結着樹脂と相溶性をもたせながら離型
効果を発現させることが、特開昭５６−１９７０４８号
公報ではシリコーンオイルを結着樹脂中に含有させるこ
とが、特開昭５９−２２０７４８号公報ではワックス微
粒子をトナーに外添させることが、特開昭６０−１３８
５６５号公報ではカーボンブラックを外添してトナーを
低抵抗化することが提案されている。

【０００５】また、特開昭６０−１８６８５１号、特開
昭６０−１８６８５２号、特開昭６０−１８６８５３
号、特開昭６０−１８６８５４号、特開昭６０−１８６
８５５号、特開昭６０−１８６８５７号、特開昭６０−
１８６８５８号、特開昭６０−１８６８６０号、特開昭
６０−１８６８６１号、特開昭６０−１８６８６２号、
特開昭６０−１８６８６３号、特開昭６０−１８６８６
４号、特開昭６０−１８６８６５号及び特開昭６０−１
８６８６６号公報ではポリマー微粒子を外添させること
が、特開昭６１−９９１６４号公報では研磨剤（Ｓｉ
Ｃ、ＳｉＮ）を外添させることがそれぞれ提案されてい
る。しかし、これらの流動化促進剤を添加しても前記の
フィルミングやスペントを充分に抑制することは困難で
ある。

【０００６】ところで、トナーの定着法としては熱定着
法が広く行われている。この熱定着法では、定着ローラ
ーへのオフセットを抑制するため、定着ローラー表面に
シリコン油のような離型剤を塗布する方法が試みられて
いるが、未だ充分な効果が得られていない。また、定着
ローラーへのオフセットを抑制するため、前記したよう
に、トナー中に低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリ
エチレン、ワックス等の離型剤を添加することが行われ
ているが、この場合にも未だ充分な効果は得られていな
い。しかも、本発明者の研究によると前記離型剤はフィ
ルミング原因物質としても作用し、前記離型剤を用いる
限りフィルミングを効果的に防止することは困難である
と知見された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、感光体上や
現像スリーブ上でのトナー粒子の微粉化、現像スリーブ
と感光体またはブレードとの間の摩擦熱による現像スリ
ーブ及び感光体へのフィルミング、キャリアへのスペン
トあるいはブレードへの固着及び熱定着時におけるオフ
セット現象を効果的に抑制し、良好な複写画像を与える
静電荷像現像用トナーを提供することをその課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、特定の低分子量離型剤を含有するトナーが
前記課題の解決に有効なことを見出し、本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明によれば、少なくとも結
着樹脂、低分子量離型剤及び着色剤からなるトナーにお
いて、該低分子量離型剤としてエステル成分と大環状ラ
クトン成分からなり、６０〜９０℃の範囲に溶融開始温
度を持つ混合物を用いることを特徴とする静電荷像現像
用トナーが提供される。

【０００９】本発明で用いる離型剤は、エステル成分と
大環状ラクトンとの混合物から構成される。エステル成
分は高級脂肪族アルコール成分と高級脂肪酸成分からな
るが、その分子量は６００〜１０００の範囲に規定する
のがよい。高級脂肪族アルコール及び高級脂肪酸として
は炭素数１２以上のものが使用される。本発明で用いる
エステル成分としては、特に、炭素数１６〜３２の飽和
高級直鎖脂肪酸と、炭素数３０〜３４の飽和高級直鎖脂
肪族アルコールとのエステルの使用が好ましい。本発明
で用いるエステル成分は、種々の分子量を持ったエステ
ルの混合物であることができる。このような混合物の場
合、分子量６００〜１０００の範囲のエステルの含有率
が９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上になるよ
うに規定するのがよい。エステル成分の分子量が低すぎ
ると離型剤の溶融開始温度が低くなりすぎ、トナーの耐
熱保存性が低下すると共に感光体へのフィルミングやキ
ャリアへのスペントが発生し好ましくない。一方、エス
テル成分の分子量が高すぎると離型剤の溶融開始温度が
高くなり、定着時の離型性が悪く高速複写ができなくな
る。本発明で用いるエステル成分の融点は６０〜１００
℃、好ましくは７０〜９０℃である。

【００１０】本発明で用いるエステル成分には、遊離ヒ
ドロキシル基やカルボキシル基のような極性基の存在は
好ましくない。このような極性基はエステル成分の表面
エネルギーを大きくし、離型剤の定着ローラーへの接着
力を増大させるという不利な結果を招く。また、エステ
ル成分への未反応の脂肪酸や未反応のアルコールの残存
も好ましくない。これらの未反応成分は、エステル中１
重量％以下、好ましくは０．１重量％以下に規定するの
がよい。

【００１１】本発明で用いるもう一方の離型剤成分は、
１つのエステル結合と環状になったポリメチレン鎖から
なる大環状ラクトンであり、融点６０〜８０℃、好まし
くは６５〜７５℃のものが用いられる。このようなもの
としては、炭素数が１８〜２８の大環状ラクトンが挙げ
られる。大環状ラクトンは単独又は混合物の形で用いら
れる。本発明で用いる離型剤は、前記のようにエステル
成分と大環状ラクトン成分からなるが、この場合の混合
は溶融混合法やドライブレンド法が採用される。離型剤
中のエステル成分の割合は９０〜９９重量％、好ましく
は９５〜９８重量％であり、エステル成分の割合がこの
範囲より低くなると定着時における離型性が不十分にな
る。離型剤中の大環状ラクトン成分の割合は１０〜１、
好ましくは２〜５重量％の範囲である。このような少量
の大環状ラクトンの添加により、溶融粘度が低下すると
共に熱安定性の向上や結晶性低下が見られ、さらに該離
型剤を適度の硬さにする効果もあるから添加効果は極め
て大きい。

【００１２】本発明の離型剤では溶融開始温度を６０〜
９０℃、好ましくは７０〜８５℃の範囲に規定する。溶
融終了温度は特に制約されないが、通常、その溶融開始
温度より５〜１０℃程度高い温度である。本発明では、
その溶融終了温度は１００℃以下、好ましくは９５℃以
下になるように規定するのがよい。トナーに対する離型
剤の添加量は、結着樹脂に対し１〜８重量％、好ましく
は１〜６重量％である。本発明の離型剤は、結着樹脂と
の相溶性が良いためトナーの微粉末化を効果的に防止
し、光導電性感光体へのトナーのフィルミング及びキャ
リャーへのトナーのスペントを効果的に抑制すると共
に、さらに、定着ローラーへのオフセット現象も効果的
に抑制する。

【００１３】本発明のトナーに使用される結着樹脂は、
前記したポリスチレン及びスチレン−メタクリル酸ブチ
ル共重合体に限られるものではなく、従来からトナー用
結着樹脂に使用されてきた熱可塑性樹脂や重縮合型樹脂
などが使用される。熱可塑性結着樹脂を構成する単量体
成分を具体的に示すと、スチレン、ｏ−メチルスチレ
ン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エ
チルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ブチル
スチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘ
キシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−
ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ド
デシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニル
スチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチ
レン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン
類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化
ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−
ブチル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル
類；ビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニ
ルメチルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロー
ル、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、
Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物等が挙げら
れる。結着樹脂は、これらの単量体を単独または２種以
上組み合わせて重合させることによって得ることができ
る。

【００１４】重縮合型樹脂を形成するための単量体は、
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−ル、ビスフェノールＡ、水素添加
ビスフェノース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等の多
価アルコール類；エチレンジアミン、テトラメチレンジ
アミン、ピペラジン等の多価アミン類；マレイン酸、フ
マール酸、メサコン酸、シトラコン酸、アジピン酸、マ
ロン酸またはこれらの酸無水物、あるいは前記カルボン
酸の低級アルコールエステル等が挙げられる。結着樹脂
の添加量は、トナー中８０〜９５重量％、好ましくは８
３〜９０重量％である。

【００１５】本発明のトナーには着色剤が含まれ、また
所望により帯電制御剤等を含有することができる。本発
明のトナーに用いられる着色剤は、従来からトナー用着
色剤に使用されてきた顔料及び染料のすべてが適用され
る。具体的には、カーボンブラック、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、カルコ
オイルブルー、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、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ロー
ダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベ
ンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグ
リーンヘキサレート、オイルブラック、アゾオイルブラ
ック、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系
染顔料、トリスアゾ系染顔料及びこれらの混合物などが
あげられる。着色剤の添加量は、結着樹脂量の３〜１５
重量％、好ましくは５〜１３重量％である。

【００１６】帯電制御剤は、トナーに正極性を付与する
ものとして、ニグロシン系染料、第四アンモニウム塩、
塩基性染料、アミノ酸含有のポリマーなどがあり、負極
性を付与するものとして、含クロムモノアゾ染料、含ク
ロル有機染料、サリチル酸誘導体の金属塩などがあげら
れる。帯電制御剤の添加量は結着樹脂量の１〜１０重量
％、好ましくは２〜８重量％である。本発明トナー中に
は流動化剤を含有させることができる。流動化剤として
は、例えば表面を疎水化処理したＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の
無機酸化物、ＳｉＣ等の無機微粒子、ステアリン酸亜鉛
等の金属石鹸などがあげられる。流動化剤の添加量は結
着樹脂量の０．１〜５重量％、好ましくは０．３〜１．
０重量％である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、
部は重量部を表わす。

【００１８】実施例１結着樹脂スチレン／２−エチルヘキシルアクリレート共重合体６０部〔モル比＝８０：２０；ガラス転移点７３℃〕エステル系重合体〔ガラス転移点６３℃〕３５部離型剤混合物１５部着色剤カーボンブラック１０部〔三菱カーボン社製：商品名カーボンブラック＃４４〕帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩〔オリエント化学社製：商品名ボントロンＥ−８４〕６部＊混合物１：炭素数１８〜３２の直鎖状一価飽和脂肪
酸と、炭素数３０〜３４の直鎖状脂肪族一価飽和アルコ
ールで形成される分子量６００〜１０００の脂肪酸エス
テル９７部と、炭素数２４〜２８の大環状ラクトン３部
で構成される混合物。なお、前記エステルには未反応の
脂肪酸やアルコールが存在しない。また、この混合物の
溶融開始温度は８１℃であった。上記組成の混合物を溶融・混練し、冷却後ハンマーミル
で粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕機
で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を
７．８μｍとした。本粒子１００部に対して疎水化処理
したシリカ微粉末〔粒径０．０３〜０．０５μｍ〕を
０．５部添加・混合してトナーを得た。

【００１９】実施例２結着樹脂エステル系重合体〔ガラス転移点６５℃〕６０部スチレン／アクリル酸メチル共重合体３５部（モル比＝６０：４０；ガラス転移点７０℃）離型剤混合物２５部着色剤カーボンブラック１０部〔三菱カーボン社製：商品名カーボンブラック＃４４〕帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩〔オリエント化学社製：商品名ボントロンＥ−８４〕６部＊混合物２：炭素数１６〜３０の直鎖状一価飽和脂肪
酸と、炭素数３０〜３２の直鎖状脂肪族一価飽和アルコ
ールで形成される分子量６００〜１０００の脂肪酸エス
テル９８部と、炭素数２０〜２８の大環状ラクトン２部
で構成される混合物。なお、前記エステルには未反応の
脂肪酸やアルコールが存在しない。また、この混合物の
溶融開始温度は８４℃であった。上記組成の混合物を溶融・混練し、冷却後ハンマーミル
で粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕機
で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を
８．３μｍとした。本粒子１００部に対して疎水化処理
したシリカ微粉末〔粒径０．０２〜０．０５μｍ〕を
０．５部添加・混合してトナーを得た。

【００２０】実施例３結着樹脂スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル共重合体８０部〔モル比＝７５：２５；ガラス転移点７４℃〕エステル系重合体〔ガラス転移点６０℃〕１５部離型剤混合物３５部着色剤カーボンブラック１０部〔三菱カーボン社製：商品名カーボンブラック＃４４〕帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩〔オリエント化学社製：商品名ボントロンＥ−８４〕６部＊混合物３：炭素数２０〜３０の直鎖状一価飽和脂肪
酸と、炭素数３２〜３４の直鎖状脂肪族一価飽和アルコ
ールで形成される分子量６００〜１０００の脂肪酸エス
テル９９部と、炭素数２４〜２８の大環状ラクトン１部
で構成される混合物。なお、前記エステルには未反応の
脂肪酸やアルコールが存在しない。また、この混合物の
溶融開始温度は８０℃であった。上記組成の混合物を溶融・混練し、冷却後ハンマーミル
で粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕機
で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を
８．１μｍとした。本粒子１００部に対して疎水化処理
したシリカ微粉末〔粒径０．０３〜０．０５μｍ〕を
０．５部添加・混合してトナーを得た。

【００２１】実施例４結着樹脂スチレン／アクリル酸メチル共重合体６０部〔モル比＝６０：４０；ガラス転移点６８℃〕エステル系重合体（ガラス転移点６３℃）３５部離型剤混合物４５部着色剤カーボンブラック〔三菱カーボン社製：商品名カーボンブラック＃４４〕１０部帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩〔オリエント化学社製：商品名ボントロンＥ−８４〕６部＊混合物４：炭素数２０〜２８の直鎖状一価飽和脂肪
酸と、炭素数３０〜３４の直鎖状脂肪族一価飽和アルコ
ールで形成される分子量７００〜９５０の脂肪酸エステ
ル９８部と、炭素数２０〜２８の大環状ラクトン２部で
構成される混合物。なお、前記エステルには未反応の脂
肪酸やアルコールが存在しない。また、この混合物の溶
融開始温度は８４℃であった。上記組成の混合物を溶融・混練し、冷却後ハンマーミル
で粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕機
で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒径を
７．５μｍとした。本粒子１００重量部に対して疎水化
処理したシリカ微粉末〔粒径０．０３〜０．０５μｍ〕
を０．５部添加・混合してトナーを得た。

【００２２】比較例１離型剤を含まない以外は実施例１と同様の組成の混合物
を溶融・混練し、冷却後ハンマーミルで粗粉砕し、つい
でエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。得
られた微粉砕品を分級して平均粒径を７．７μｍとし
た。本粒子１００部に対して疎水化処理したシリカ微粉
末〔粒径０．０３〜０．０５μｍ〕を０．５部添加・混
合してトナーを得た。

【００２３】比較例２離型剤としてカルナウバワックスを使用した以外は実施
例１と同様にしてトナーを得た。

【００２４】比較例３離型剤として炭素数２６個の大環状ラクトン９５部と、
炭素数２４個の直鎖状飽和脂肪族エステル３２部の混合
物を使用した以外は実施例２と同様にしてトナーを作製
した。なお、前記離型剤の溶融開始温度は５８℃であっ
た。

【００２５】応用例上記実施例と比較例で作製したトナーを使用し、リコー
製複写機イマジオ４２０によって画像形成とランニング
を試みた。結果を表１に示した。

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは、離型
剤として結着樹脂との相溶性の良いエステル成分と大環
状ラクトン成分より成る混合物を使用したため、トナー
で画像形成を行うと光導電性感光体やキャリア上でのト
ナーの微粉化が抑制され、現像スリーブと感光体または
ブレードとの間の摩擦熱によってトナーが付着・溶融す
るフィルミング現象は、光導電性感光体上やキャリア表
面に発生しない。また、付着トナーが薄層化してフィル
ムが形成される状態も発生しない。さらに、トナーと現
像スリーブ等との摩擦帯電性も安定に保持されるし、定
着時の高温オフセット現象も著しく改善される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−228661（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−256155（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−125365（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−252363（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−285461（ＪＰ，Ａ) 特開平２−110572（ＪＰ，Ａ) 特開平２−240662（ＪＰ，Ａ) 特開平４−63358（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−79252（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂、低分子量離型剤及
び着色剤からなるトナーにおいて、該低分子量離型剤と
してエステル成分と大環状ラクトン成分からなり、６０
〜９０℃の範囲に溶融開始温度を持つ混合物を用いるこ
とを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項２】該エステル成分の分子量が６００〜１０
００の範囲にあることを特徴とする請求項１の静電荷像
現像用トナー。
【請求項３】該エステル成分が混合物であり、該混合
物中の９０重量％以上が分子量６００〜１０００のエス
テルであることを特徴とする請求項１の静電荷像現像用
トナー。