JPH11109673A - 電子写真用非磁性トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低融点ワックスの分散性に優れ、定着温度の
低温化および耐オフセット性を維持しながら保存安定性
の向上が図られるトナーを提供する。 【解決手段】 軟化点が１２０〜１５０℃の結着樹脂
と、着色剤と、低融点（融点：８０〜１１０℃）ワック
スとを主成分とし、ワックスの分散剤として、平均粒子
径が０．１〜０．８μｍのマグネタイトを、１〜１０重
量％の割合で含有させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真用非磁性
トナーに係り、特に、熱ロール定着方式が採用されてい
る複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いて好適な電
子写真用非磁性トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた上記画像形成装置
においては、近年、多機能化やコストダウンを主な目的
とした低エネルギー化（消費電力の削減）や、印刷機と
複写機との境に位置するいわゆるグレイエリアへの普及
を目的とした高速化が望まれている。したがって、熱ロ
ール定着方式に適用される電子写真用非磁性トナー（以
下、トナーと略称する）には、定着温度が低いこと、定
着後にトナーが熱ロールに転移し、その転移トナーが次
のシートに転写されて画像が汚染されるオフセットが生
じないこと、などが自ずと要求されてくる。このような
要求に対して、従来、トナー中に含有させるワックスを
比較的低融点のものとし、定着時のトナーの溶融開始温
度を低下させる試みがなされている。このようなワック
スを含有するトナーは、結着樹脂、着色剤といった主成
分をなす材料に、電荷制御剤および離型剤等をワックス
とともに添加して熱溶融混練した後、粉砕し分級すると
いった工程により製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記低融点
ワックスを添加して熱溶融混練した場合、そのワックス
と結着樹脂の溶融粘度の差が大きいことに起因して、ワ
ックスが微粒子として結着樹脂中に分散しにくくなると
いった問題が生じていた。このようにワックスの分散性
が劣ると、トナーの表面へのワックスの露出やトナーか
らのワックスの離脱が顕著となり、保存安定性が低下す
る。この問題への対策としては、混練温度をワックスの
融点前後まで低下させることが挙げられるが、この場
合、結着樹脂の高分子量体の切断が生じ、耐オフセット
性の悪化を招く。したがって本発明は、低融点ワックス
の分散性に優れ、定着温度の低温化および耐オフセット
性を維持しながら保存安定性の向上が図られる電子写真
用非磁性トナーを提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記低融点
ワックスの分散性を高める材料すなわち分散剤を種々検
討した結果、マグネタイト等の磁性粉を適宜量添加する
ことにより低融点ワックスの分散性が高まることを見い
出した。よって、本発明の電子写真用非磁性トナーはこ
のような知見に基づいてなされたものであり、結着樹
脂、着色剤およびワックスを主成分とし、ワックスの分
散剤として、所定分量の磁性粉を含有することを特徴と
している。

【０００５】本発明のトナーを構成する材料は、以下の
通りである。 ＜ワックス＞ワックスは、トナーの溶融開始温度を低下
させるとともに低温定着性を良好にするために添加され
るもので、低融点ワックスが好適であり、合成ワックス
としては、ポリプロピレンワックス、フィッシャートロ
プシュワックス等が挙げられ、石油系のワックスとして
は、パラフィンワックス、マイクロワックス、ペトロタ
ム等が挙げられる。また、その他のワックスとしては、
カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワ
ックス等の天然ワックス、油脂系合成ワックス等が用い
られる。また、上記低融点ワックスの融点は、低温定着
性と保存安定性を両立させるために、８０〜１１０℃で
あることが好ましい。その理由は、融点が８０℃未満で
あるとトナーの保存性と流動性に問題が生じやすくな
り、また、融点が１１０℃を超えるとトナーの溶融開始
温度が上昇してしまい低温定着性が悪化するからであ
る。なお、この場合の融点は、示差走査熱量分析計（Ｄ
ＳＣ）の測定による吸収熱量のピーク温度を示してい
る。

【０００６】＜磁性粉＞磁性粉は、上記低融点ワックス
を結着樹脂中に均一的に分散させるために添加されるも
ので、マグネタイト等が好適である。さらに本発明者
は、添加する磁性粉の平均粒子径および含有量を種々設
定して分散性に基づくトナーの評価を行ったところ、平
均粒子径が０．１〜０．８μｍで、かつ含有量が１〜１
０重量％といった条件を満足する場合が最適であること
を見い出した。その理由としては、平均粒子経が０．１
μｍより小さい場合は分散剤としての効果がなく、０．
８μｍより大きい場合は感光体表面に傷を付けやすいの
で好ましくないからである。また、含有量が１重量％よ
り少ない場合は分散剤としての効果がなく、１０重量％
より多い場合はコピー紙等のシートへのトナーの定着強
度が劣るので好ましくないからである。

【０００７】＜結着樹脂＞結着樹脂は、ポリスチレン樹
脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル
酸エステル共重合体樹脂、スチレン−メタクリル酸エス
テル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂等が用いられる。結着樹脂は、特にト
ナーの定着性能を向上させる目的で、溶融開始温度がで
きるだけ低いものが好ましく、また、保存安定性を向上
させるために、ガラス転移点の高いものが好ましい。ま
た、結着樹脂の軟化点は１２０〜１５０℃のものが低温
定着性を向上させる上で好ましく、この場合の軟化点
は、島津製作所社製の高化式フローテスター ＣＦＴ−
５００等で測定すればよい。

【０００８】＜着色剤＞着色剤は、カーボンブラック、
ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブル
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
ライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオ
クサレート、ランプブラック、ローズベンガル等が、単
独もしくは混合されて用いられる。着色剤は、十分な画
像濃度の可視像が形成されるに十分な割合の含有量が必
要であり、通常、結着樹脂１００重量部に対して１〜２
０重量部程度の割合で含有されていると好ましい。

【０００９】＜その他の添加材料＞本発明のトナーは、
上記低融点ワックス、結着樹脂および着色剤を主成分と
するものであるが、これら主成分の他に、以下の材料が
適宜に添加される。 ・電荷制御剤 電荷制御剤は、正帯電トナー用と負帯電トナー用とに分
けられる。正帯電トナー用としては、ニグロシン染料、
第４級アンモニウム塩、ビリジニウム塩およびアジン等
が用いられる。また、負帯電トナー用としては、アゾ系
含金属錯体やサリチル酸系金属錯体が用いられる。 ・離型剤 離型剤は、熱ロールとトナーとの離型性を確保するため
に添加され、低分子量ポリプロピレンや低分子量ポリエ
チレン等が用いられる。 ・外添剤 外添剤は、トナーの流動性、帯電性、クリーニング性お
よび保存性等の制御のために添加され、シリカ、酸化チ
タン、アルミナおよび各種の樹脂微粒子等が用いられ
る。

【００１０】本発明のトナーは、上記各材料を熱溶融混
練した後、粉砕し分級するといった工程により製造され
る。このように製造された本発明のトナーは、フェライ
ト粉や鉄粉あるいはガラスビーズ等のキャリアと混合さ
れて二成分系現像剤とされるか、もしくはそのまま一成
分系現像剤として使用される。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、下記に示す実施の形態によ
り本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明のト
ナーはこれらの実施の形態に何ら限定されるものではな
い。 「実施例１」 ・結着樹脂：スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 １００重量部 （軟化点１３１℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：フィッシャートロプシュワックス ５重量部 （融点９４℃、日本精蝋社製；ＦＴ−１００） ・磁性粉：マグネタイト ２重量部 （平均粒子径０．６μｍ、戸田工業社製；ＭＡＴ−２３０） トナーに対して１．８重量％ ・電荷制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１２】 「実施例２」 ・結着樹脂：スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 １００重量部 （軟化点１３１℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：フィッシャートロプシュワックス ５重量部 （融点９４℃、日本精蝋社製；ＦＴ−１００） ・磁性粉：マグネタイト ８重量部 （平均粒子径０．２μｍ、戸田工業社製；ＭＡＴ−３０５） トナーに対して６．７重量％ ・電荷制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１３】 「実施例３」 ・結着樹脂：スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 １００重量部 （軟化点１３１℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：ライスワックス ５重量部 （融点８４℃、東亜化成社製社製；Ｒ０１） ・磁性粉：マグネタイト ２重量部 （平均粒子径０．６μｍ、戸田工業社製；ＭＡＴ−２３０） トナーに対して１．８重量％ ・電荷制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１４】 「実施例４」 ・結着樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部 （軟化点１２８℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：フィッシャートロプシュワックス ５重量部 （融点９４℃、日本精蝋社製；ＦＴ−１００） ・磁性粉：マグネタイト ２重量部 （平均粒子径０．６μｍ、戸田工業社製；ＭＡＴ−２３０） トナーに対して１．８重量％ ・電荷制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４

【００１５】次に、低融点ワックスの分散剤としての磁
性粉を添加しない比較例を示す。 「比較例１」 ・結着樹脂：スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 １００重量部 （軟化点１３１℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：フィッシャートロプシュワックス ５重量部 （融点９４℃、日本精蝋社製；ＦＴ−１００） ・電荷制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１６】 「比較例２」 ・結着樹脂：スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 １００重量部 （軟化点１３１℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：ライスワックス ５重量部 （融点８４℃、東亜化成社製；Ｒ０１） ・電化制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１７】 「比較例３」 ・結着樹脂：ポリエステル樹脂 １００重量部 （軟化点１２８℃） ・着色剤：カーボンブラック ５重量部 （三菱化学社製；ＭＡ−１００） ・低融点ワックス：フィッシャートロプシュワックス ５重量部 （融点９４℃、日本精蝋社製；ＦＴ−１００） ・電化制御剤：アゾ系含金属錯体 ２重量部 （オリエント化学社製；Ｓ−４４）

【００１８】上記実施例１〜４および比較例１〜３につ
き、各原料をミキサーで混合し、熱溶融混練して混練物
を得た後、その混練物をジェットミルで粉砕してから乾
式気流分離機で分級し、平均粒子径１０μｍのトナー母
体粒子を得た。そして、このトナー母体粒子と０．３重
量％の疎水性シリカ（アエロジル社製；Ｒ９７２）とを
ミキサー内で攪拌することにより、トナー母体粒子の表
面に疎水性シリカを付着させ、実施例１〜４および比較
例１〜３の原料に基づくトナーのサンプルを製造した。

【００１９】次いで、上記実施例および比較例で製造し
たサンプルについて、下記の項目の試験を行った。その
結果を、表１に示す。なお、表１では、実施例１を実
１、比較例１を比１といったように略して記載してい
る。 摩擦帯電量、画像濃度および非画像部のカブリ 市販の複写機（シャープ社製；ＳＦ−９８００）にサン
プルを適用し、１万枚までの連続コピーを行って摩擦帯
電量、画像濃度および非画像部のカブリを測定した。な
お、連続コピーした原稿は、黒色部が６％のＡ４用紙で
ある。また、摩擦帯電量は東芝ケミカル社製；ブローオ
フ摩擦帯電量測定装置を、また、画像濃度はマクベス社
製；反射濃度計ＲＤ−９１４を、また、カブリは日本電
色社製の色差計；Ｚ１００１ＤＰを用いて、それぞれ測
定した。

【００２０】流動性 トナーの流動性を表す指標として、ＪＩＳ Ｋ５１０１
に準じて見掛け密度を測定した。 保存安定性 サンプル２０ｇを容積１５０ｃｃのポリエチレン製ボト
ルに入れ、そのボトルを５５℃の恒温槽で４８時間保管
した。この後、室温に放冷してからサンプルをボトルか
ら取り出し、粒子間の融着状態（ブロッキング）を観察
した。融着が全く発生しないものを○、融着が発生して
実用上問題があるものを×として評価した。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１に示す結果から判るように、低融点ワ
ックスの分散剤としてマグネタイトが添加された実施例
１〜４は、マグネタイトを含有しない比較例１〜３より
も流動性による見掛け密度が大きく、保存安定性が実用
上全く問題ないことが確認された。比較例１〜３は、保
存安定性の試験において粒子の融着が観察され、実用上
問題のあることが確認された。

【００２３】また、実施例のトナーのサンプルについ
て、下記の項目の試験を行い、その結果を表２に示し
た。 非オフセット温度領域および非オフセット温度幅 まず、前記複写機にてＡ４のコピー紙に縦２ｃｍ、横５
ｃｍの帯状の未定着画像を複数作成した。次に、表層が
４フッ化エチレン樹脂で形成された熱定着ロールと、表
層がシリコーンゴムで形成された圧力定着ロールが対に
なって回転する定着機を、ロール圧力が１ｋｇ／ｃｍ²
およびロールスピードが５０ｍｍ／ｓｅｃになるように
調節し、該熱定着ロールの表面温度を段階的に変化させ
て、各表面温度において上記未定着画像を有したコピー
紙のトナー像の定着を行った。この時、余白部分にトナ
ー汚れが生じるか否かの観察を行い、汚れが生じない温
度領域を非オフセット温度領域とした。また、非オフセ
ット温度領域の最大値と最小値の差を非オフセット温度
幅とした。 定着強度 前記定着機の熱定着ロールの表面温度を１４０℃に設定
し、前記未定着画像が形成されたコピー紙のトナー像の
定着を行った。そして、形成された定着画像に対して綿
パッドによる摺擦を施し、下記式によって定着強度を算
出し低温定着性の指標とした。なお、画像濃度はマクベ
ス社製：反射温度計ＲＤ−９１４を使用した。 定着強度（％）＝（摺擦後の定着画像の画像濃度／摺擦
前の定着画像の画像濃度）×１００

【００２４】

【表２】

【００２５】表２に示す結果から判るように、実施例１
〜４のトナーは低温定着性および耐オフセット性が優れ
ていることが確認された。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子写真
用非磁性トナーによれば、結着樹脂、着色剤およびワッ
クスを主成分とし、ワックスの分散剤として所定分量の
磁性粉を含有するから、ワックスの分散性が良好とな
り、トナー粒子表面に露出するワックスおよびトナー粒
子から脱離するワックスが減少する。これによりワック
ス同士の接触が減少するため、定着温度の低温化および
耐オフセット性を維持しながら保存安定性の向上が図ら
れる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂、着色剤およびワックスを主成
   分とし、前記ワックスの分散剤として所定分量の磁性粉
   を含有することを特徴とする電子写真用非磁性トナー。
2. 【請求項２】 前記ワックスの融点が８０〜１１０℃で
   あり、かつ前記結着樹脂の軟化点が１２０〜１５０℃で
   あることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用非磁
   性トナー。
3. 【請求項３】 前記磁性粉の平均粒子径が０．１〜０．
   ８μｍであり、かつその含有量が１〜１０重量％である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子写真用非磁性ト
   ナー。