JPH07333904A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱ローラー定着において、ローラー表面への
オイル塗布を行わなくても、熱ローラーへの巻き付きや
オフセット現象が生じなく、また、ＯＨＰシート上に色
再現性のよい透光性に優れたカラー定着画像を形成する
ことができる静電荷像現像用カラートナーを提供する。 【構成】 結着樹脂、ワックスおよび着色剤よりなる静
電荷像現像用トナーであって、該結着樹脂として、テト
ラヒドロフラン不溶分が１５〜４０重量％であり、多価
アルコール成分が下記一般式（Ｉ）および(II)から選択
される化合物を含有するポリエステル樹脂を使用する。 【化１】 式中、ａ、ｂ、ａ′およびｂ′はそれぞれ１以上の整数
であって、ａ＋ｂおよびａ′＋ｂ′は、それぞれ２ない
し７である。）

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
法等において静電潛像の現像のために使用する静電荷像
現像用カラートナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法等、静電潛像を経て画像情報
を可視化するために用いられるトナーは、コピーを繰り
返す間、現像機内で帯電付与部材や他の部材との接触に
よりストレスもしくは衝撃力を受けているため、構造
的、特性的に劣化を起こし、画質に影響を及ぼす場合が
ある。したがって、長期にわたって信頼性の高い画質を
確保するためには、機械的な衝撃力に耐え得る強靭な結
着樹脂の設計をする必要がある。そのため多くの場合、
結着樹脂の分子量を大きくすることが考えられるが、分
子量の大きい樹脂は軟化温度が高くなり、定着工程で問
題が生じる。例えば、オーブン定着やラジアント定着等
の非接触型の定着方法では、熱効率が悪く十分な定着性
が期待できない。また熱効率の比較的よい熱ローラー方
式においても十分に定着させるためには、熱ローラーの
温度を高くする必要があり、最近の複写機の高速化、小
型化に伴い、トナーに強く望まれる低温定着性と大きく
矛盾することになる。

【０００３】ところで、熱ローラーによる定着方式は、
熱ローラー表面と被定着部材のトナー表面が圧接するた
め熱効率がよく、広く利用されているが、熱ローラー表
面とトナー表面が接触する際、溶融したトナーが熱ロー
ラー表面に付着して、後から送られてくる紙等の転写部
材に移る、いわゆるオフセット現象を生じる場合があ
る。そこで、オフセット現象を防ぐために、溶融したト
ナーに対して離型性のよいシリコンゴムやフッ素系樹脂
等の材料で熱ローラー表面を被覆したり、更にその表面
にシリコーンオイルのごとき液体の離型剤を塗布するこ
とが行われている。しかしながら、この方法はオフセッ
ト防止には効果があるものの、オイル供給装置を装着す
る必要があるため、定着装置が複雑になり、また、定着
装置自体のコスト高につながるという欠点を有してい
る。

【０００４】更に、最近ではフルカラー複写機が注目を
浴びており、定着性の面からフルカラー独自の要求特性
を満たす必要性も生じてきている。フルカラー複写のた
めの画像形成方法は、減法彩色法等の三色合成方法を基
礎として、具体的には、まず露光により感光体上に少な
くとも３種類の静電潛像を形成した後、トナーを一色づ
つ複数回現像、転写を繰り返し、紙等の同一支持体上に
少なくとも異なる３種のトナー層を形成させる。次い
で、このように重ね合せられた像を、熱ローラー等を用
いて一回の定着工程で定着させるものである。この様に
して得た画像は、それを反射光で見たときに色調の再現
性が良い優れた画質の場合であっても、これをオーバー
ヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）シートに定着させ透過
光で見ると、トナー本来の色調が再現されず、暗くくす
んだ画像として目にうつる傾向がある。これは、光がＯ
ＨＰシートのような透光性支持体上の定着像を透過する
際、透光性支持体上と定着トナーとの界面、定着トナー
画像内部および定着トナ−と空気との界面等において光
が屈折および散乱を起こすことに起因する。特に、トナ
ーにオイルレス適性を持たせるために分子量を大きく
し、架橋度を高くした結着樹脂を用いた場合、結着樹脂
が溶融されずに、定着トナー画像内部においてトナー粒
界が残留したり、また、低温定着性のトナーであっても
トナー粒子が互いに溶融する際に気泡が生じる等、光透
過率を低下させる要因が重なる。更に、充分定着したト
ナー画像であっても、ワックスを含有するトナーにおい
ては、結着樹脂とワックスとの屈折率の差が大きい場合
には、透光性に悪影響を及ぼすことが考えられる。一
方、従来、フルカラー用トナーを製造する場合、着色剤
と結着樹脂とを溶融、混練、粉砕した後、分級して所定
の粒度のものを得る方法が主として利用されている。そ
の際、使用する着色剤として顔料を用いる場合、顔料は
乾燥によって粗大化するので、再度粉砕等によって微粒
子化することが必要になってくる。しかし、仮に微粒子
化を行ったとしても、結着樹脂に対して均一に分散され
ない場合がしばしば生じ、フルカラートナーとして重要
な特性である色再現性に問題が生じ、更にはＯＨＰ画像
において良好な透明性が得られ難い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は従来
の技術における上述のような実情を鑑み、その改善を図
ることを目的としてなされたものである。すなわち、本
発明の目的は、熱ローラー定着において、ローラー表面
へのオイル塗布を行わなくても、熱ローラーへの巻き付
きやオフセット現象を生じない静電荷像現像用オイルレ
ストナーを提供することにある。本発明の他の目的は、
ＯＨＰシート上の定着画像においても色再現性のよい透
光性に優れた静電荷像現像用カラートナーを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の静電荷像現像用
トナーは、結着樹脂、ワックスおよび着色剤よりなり、
そして、結着樹脂として、テトラヒドロフラン不溶分が
１５〜４０重量％であり、多価アルコール成分が下記一
般式（Ｉ）および(II)から選択される化合物を含有する
ポリエステル樹脂を用いたことを特徴とする。

【化２】 （式中、ａ、ｂ、ａ′およびｂ′はそれぞれ１以上の数
であって、ａ＋ｂおよびａ′＋ｂ′は、それぞれ２ない
し７の範囲にある。） 本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、ワックスの
屈折率と結着樹脂の屈折率が、下記式（１）の関係を満
たすことが好ましい。 ０≦（ｎａ−ｎｂ）≦０．０２４ （１） （ここで、ｎａは結着樹脂の屈折率、ｎｂはワックスの
屈折率を表す。）

【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、結着樹脂として用いられるポリエステル樹脂
は、多価アルコール成分として少なくとも上記一般式
（Ｉ）および(II)から選択される化合物を含有するもの
である。上記一般式（Ｉ）および(II)から選択される化
合物としては、具体的には、ポリオキシプロピレン
（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロ
パン（式（II）中、ａ′＝１〜５、ｂ′＝１〜５）、ポ
リオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン（式（Ｉ）中、ａ＝１〜５、
ｂ＝１〜５）、ポリオキシエチレン（１．３）−２，２
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキ
シエチレン（３．３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２．３）−
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポ
リオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン等が挙げられる。

【０００８】多価アルコール成分には、上記一般式
（Ｉ）および(II)から選択される化合物と共に、他の多
価アルコール成分を併用することができる。例えば、二
価のアルコール成分として、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−
ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキ
サンジオール、ネオペンチレングリコール、シクロヘキ
サンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、
ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加
ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２．０）−
ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）プロパン等が併用でき、また、三価
以上のアルコール成分として、グリセリン、ソルビトー
ル、１，４−ソルビタン、トリメチロールプロパン等を
併用することができる。これら多価アルコールは、多価
アルコール成分全体に対して、１０モル％までの量で含
有させることができる。

【０００９】また、上記多価アルコール成分と縮合させ
る多価カルボン酸成分としては、例えばマレイン酸、無
水マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ｎ−オ
クチルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、１，２，４
−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサ
ントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボ
ン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−
ジカルボキシ−２−メチル−２−カルボキシメチルプロ
パン、テトラ（カルボキシメチル）メタン、１，２，
７，８−オクタンテトラカルボン酸、トリメリット酸、
ピロメリット酸が挙げられ、また、これらの酸の低級ア
ルキルエステルを用いることもできる。

【００１０】本発明において用いられるポリエステル樹
脂は、少なくとも多価アルコール成分として、上記一般
式（Ｉ）または一般式（II）で示されるビスフェノール
Ａ−アルキレンオキサイド付加物を有している。ポリエ
ステルの構造中に芳香族基を導入することにより、トナ
ー特性の上で２つの利点が生じる。まず、第１の利点
は、摩擦帯電で得られるトナーの帯電能が大きく、また
電荷保持能が高いことである。第２の利点は、結着樹脂
自体の構造が剛直になるため、ガラス転移点を高めるこ
とができることである。これは、トナー用結着樹脂とし
ては重要な特性であり、耐ブロッキング性および耐オフ
セット性を有するトナーを設計する上で有効である。

【００１１】本発明において、上記ポリエステル樹脂
は、そのテトラヒドロフラン不溶分が１５〜４０重量％
であることが必要である。テトラヒドロフラン不溶分で
あるゲル分を有することは、オフセット現象の発生を防
止するのに効果がある。しかしながら、テトラヒドロフ
ラン不溶分が４０重量％よりも高い含有率の場合には、
粉砕性の悪化を招き、低温定着性に悪影響を及ぼすばか
りでなく、カラートナーの場合に重要な特性である定着
表面の光沢性およびＯＨＰ画像の透明性を損なうという
問題が生じる。一方１５重量％よりも低くなると、オフ
セット現象の発生を防止できなくなる。したがって、上
記のような定着性と粉砕性を両立させる上でテトラヒド
ロフラン不溶分の含有率が上記の範囲になるようにする
ことが重要であり、好ましくは２０〜３０重量％の範囲
に設定する。

【００１２】一方、本発明においては、ワックスが必須
成分として使用される。具体的には、ポリエチレンワッ
クス、ポリプロピレンワックス、脂肪酸アミドワック
ス、アルキレンビス脂肪酸ワックス等があげられる。熱
ローラーによる定着時の離型性の観点から、ワックスの
効果を十分あげるために、ワックスの融点は、１１０〜
１６０℃の範囲が好ましい。また、ワックスの配合割合
は、結着樹脂１００重量部に対して、２〜８重量部の範
囲が適当であり、更に、好ましくは３〜７重量部であ
る。

【００１３】本発明においては、ワックスの屈折率と結
着樹脂の屈折率が、下記式（１）の関係を満たすような
ワックスを使用するのが特に好ましい。 ０≦（ｎａ−ｎｂ）≦０．０２４ （１） （ここで、ｎａは結着樹脂の屈折率、ｎｂはワックスの
屈折率を表す。） なお、結着樹脂の屈折率およびワックスの屈折率は、下
記式（２）で求めることができる。 ｎ＝〔（Ｍ＋２Ｒ・ρ）／（Ｍ−Ｒ・ρ）〕^1/2 （２） （ここで、ｎは屈折率、Ｍは重量平均分子量、Ｒは原子
屈折率、ρは密度を表す。） ワックスの屈折率と結着樹脂の屈折率との差（ｎａ−ｎ
ｂ）が、０．０２４よりも大きくなると、ＯＨＰシート
上に定着された画像を透過光で見た場合、定着トナー内
部における光の屈折、散乱の度合いが大きくなり、ＯＨ
Ｐ画像の透明性および色再現性に悪影響を及ぼす。以上
のように、本発明においては、結着樹脂のテトラヒドロ
フラン不溶分と結着樹脂およびワックスの屈折率を上記
特定の範囲に設定すると、特にＯＨＰ適性を良好なもの
にすることができる。

【００１４】本発明において、前記ポリエステル樹脂お
よびワックスと共にカラートナーに含有させる着色剤と
しては、公知のものが用いられる。例えば、カーボンブ
ラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、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リド、フタ
ロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、
ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント
・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２
２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピ
グメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロ
ー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．
ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブ
ルー１５：３を代表的なものとして、例示することがで
きる。本発明において、着色剤の含有量は、２重量％か
ら８重量％の範囲が好ましい。着色剤の含有量が２重量
％より少なくなると着色力が弱くなり、８重量％より多
くなるとカラートナーの場合における透明性が悪化す
る。

【００１５】本発明において、トナーを作製する場合、
上記の着色剤を直接、結着樹脂およびワックスと加熱・
溶融混練してもよいが、結着樹脂中の顔料の分散が不均
一になり、得られたトナーの色調再現性、ＯＨＰ透明性
の点で不十分となる場合が生じるので、樹脂分散型顔料
の状態で用いるのが好ましい。すなわち、顔料の含水ペ
ーストを結着樹脂と共に加熱、加圧型ニーダー中で、少
なくとも１００℃以上の温度で加熱・加圧混練して水分
を除去する工程によって、樹脂分散型顔料を作製し、そ
れを結着樹脂およびワックスと溶融・混練し、分散すれ
ばよい。それによって、色調の再現性に優れたカラート
ナーを得ることができる。

【００１６】本発明のトナーには、必要に応じて、サリ
チル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや第四級
アンモニウム塩等の電荷制御剤等の公知の他の成分を添
加することができる。また、本発明のトナーには、耐久
性、流動性或いはクリーニング性を向上させることを目
的として、必要に応じて、シリカ、酸化チタン、酸化ア
ルミニウム等の無機微粉末、脂肪酸またはその誘導体、
これらの金属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂、ポリエ
チレン樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂微粉末等を外添剤
として添加してもよい。本発明のトナーは、上記トナー
材料をバンバリーミキサー、ニーダーコーター、ＣＭミ
キサー、エクストルーダー等によって混合し、溶融混練
し、粉砕し、分級した後に外添剤を添加するか、或いは
外添剤を添加した後に分級することにより製造すること
ができる。本発明のトナーは、一成分現像剤または二成
分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる
場合には、キャリアと混合して使用される。これらのキ
ャリアとしては、フェライト、酸化鉄粉、ニッケル等の
磁性金属粉キャリア、これらを樹脂でコートしたコート
キャリア、磁性粉分散型キャリア等、公知のものを用い
ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、以下の説明において、特記しない限り、
「部」はすべて「重量部」を意味する。 （ポリエステル樹脂の製造）表１に示す原料組成の多価
アルコール成分と多価カルボン酸成分を、ステンレスス
チール製撹拌機、ガラス製窒素ガス導入管および流下式
コンデンサーを備えた４つ口丸底フラスコ中に投入し、
このフラスコをマントルヒーターにセットした。次い
で、ガス導入管より窒素ガスを導入し、フラスコ内を不
活性ガス雰囲気に保ちながら昇温した。その後、原料混
合物約１５００ｇに対してジブチル錫オキシド０．０５
ｇを添加し、反応物の温度を２００℃に保ちながら所定
時間反応させることにより、ポリエステル樹脂（１）〜
（１１）を得た。

【００１８】

【表１】

【００１９】得られたポリエステル樹脂（１）〜（１
１）の物性値を表２に示す。なお、分子量分布は、テト
ラヒドロフランを溶媒としてＧＰＣ法により測定した。
また、ゲル分率は、テトラヒドロフラン不溶分を遠心分
離機で分離し、その乾燥重量を、もとのポリマーの重量
に対する比率として重量％で示した。更に、密度は、Ｊ
ＩＳ法に従った方法により測定し、２０℃における密度
を示した。

【００２０】

【表２】

【００２１】（樹脂分散型加工顔料の調製）表２に示す
各ポリエステル樹脂（１）〜（５）、（８）、（９）お
よび（１１）について、樹脂分散型加工樹脂を調製し
た。すなわち、各ポリエステル樹脂を、顔料化工程で得
られるＣ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３顔料の含水
ペーストと共に、加熱・加圧型ニーダー中、１１０℃の
温度で加熱加圧混練して、水分を除去し、顔料含有率３
０重量％の樹脂分散型シアン顔料を得た。それぞれのポ
リエステル樹脂を用いて得られた各加工顔料を、加工顔
料（１）〜（５）、（８）、（９）および（１１）とし
た。 （トナーの調製）表３に示す組成の結着樹脂、着色剤、
ワックスをそれぞれ規定量秤量し、ヘンシェルミキサー
で混合した。その後、バンバリーミキサーで溶融混練
し、冷却後、ジェット式微粉末機により粉砕し、慣性力
方式の分級機で分級し、粒径８μｍ以下のシアントナー
を得た。得られたトナー粒子に、外添剤として酸化チタ
ン微粉末をトナー１００部に対して、１．５部添加し、
ヘンシェルミキサーで混合して静電荷像現像用シアント
ナーを得た。なお、実施例１〜５および比較例１、２、
５においては、着色剤として上記のようにして得られた
樹脂分散型加工顔料を用い、実施例６、７および比較例
３においては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３顔
料を直接結着樹脂と混合してシアントナーを作製した。
また、比較例４においては、ワックスを添加しないでシ
アントナーを作製した。各実施例および比較例で得られ
た、各シアントナー５部と樹脂被覆された鉄粉粒子（平
均粒径５０μｍ）１００部を混合して二成分現像剤を調
製した。

【００２２】

【表３】

【００２３】（カラートナー評価） １）定着性の評価 これらの現像剤を用いて、市販の電子写真複写機（Ａ−
ｃｏｌｏｒ６３０改造機、富士ゼロックス社製）により
複写を行い、未定着画像を得た。次いで、表面層がシリ
コーンゴムで形成された加熱ローラー、およびシリコー
ンゴム層をフッ素系樹脂で被覆した加圧ローラーからな
る外部定着機を用いて、定着温度を１２０〜２２０℃に
コントロールして定着を行い、画像の剥離性、オフセッ
ト性を評価した。尚、剥離性は、下記の基準により、定
性的に評価した。 ◎：ロールへの巻き付きや剥離爪への接触がなく、剥離
性良好。 ○：剥離爪を介して、ロールから定着画像が剥離する
が、定着画像面への剥離爪跡等がなく、剥離性に問題な
し。 △：定着画像面に剥離爪跡が残り、その部分だけ表面光
沢が失われる。 ×：ロールへの巻き付き発生。 また、オフセット性は、オフセット発生温度を調べるこ
とによって評価した。

【００２４】２）ＯＨＰ色再現性の評価 上記１）の定着性の評価の場合と同様にして、ＯＨＰシ
ートに未定着画像を形成させ、次いで、１）と同様の外
部定着機を用いて、１８０℃の定着温度で定着させた。
このＯＨＰシートのカラーコピー像をオーバーヘッドプ
ロジェクターで投影し、下記基準により評価し、ＯＨＰ
色再現性の指標とした。 Ｇ１：彩度が高く、ベタ画像部、ハーフトーン画像部と
共に、色再現性、透光性に優れている。 Ｇ２：Ｇ１より彩度が劣るが、問題のないレベルであ
る。 Ｇ３：ベタ画像部での彩度、色再現性には問題ないが、
ハーフトーン画像部では彩度が低下し、灰色がかった画
像に投影される。 Ｇ４：全面的に彩度が低く、くすんだ色彩のＯＨＰ画像
となる。

【００２５】以上の結果を表４に示す。

【表４】 表４からも明らかなように、実施例のカラートナーは、
比較例のものに比べて、剥離性、耐オフセット性に優
れ、しかも、ＯＨＰシート上に定着されたカラー画像に
おいては、十分な色再現性および透光性を有しているこ
とが分かる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは、結着
樹脂としてテトラヒドロフラン不溶分が１５〜４０重量
％で、前記一般式（Ｉ）および(II)で示される化合物を
多価アルコール成分として含有するポリエステル樹脂を
用い、これにワックスを加えて構成されているから、熱
ローラー定着において、ローラー表面へのオイル塗布を
行わなくても熱ローラーへの巻き付きやオフセット現象
の発生を防止することができ、優れた定着性を発揮させ
ることができる。しかも、ＯＨＰシート上にカラー画像
を得る場合には、色再現性の良い透過性に優れたカラー
定着画像を形成することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂、ワックスおよび着色剤よりな
   る静電荷像現像用トナーにおいて、該結着樹脂として、
   テトラヒドロフラン不溶分が１５〜４０重量％であり、
   多価アルコール成分が下記一般式（Ｉ）および(II)から
   選択される化合物を含有するポリエステル樹脂を用いた
   ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。 【化１】 （式中、ａ、ｂ、ａ′およびｂ′はそれぞれ１以上の数
   であって、ａ＋ｂおよびａ′＋ｂ′は、それぞれ２ない
   し７の範囲にある。）
2. 【請求項２】 ワックスの屈折率と結着樹脂の屈折率
   が、下記式（１）の関係を満たす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。 ０≦（ｎａ−ｎｂ）≦０．０２４ （１） （ここで、ｎａは結着樹脂の屈折率、ｎｂはワックスの
   屈折率を表す。）