JPH11174722A - 乾式トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写ぬけ、繰り返し使用後においてもトナー
の流動性低下がなく、かつ良好な画像が得られる乾式ト
ナーの提供。 【解決手段】 結着樹脂および着色剤を主成分とする樹
脂粉体の表面に、流動性向上剤と、両末端をポリエーテ
ル基、またはポリエーテル基とエポキシ基、あるいはエ
ポキシ基により変性したシリコーンオイルとを付着させ
たことを特徴とする乾式トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷現像方式を
採用した複写機またはプリンターなどの画像出力装置に
使用する乾式トナーに関する。さらに詳しくは、転写ぬ
け、繰り返し使用後においてもトナーの流動性低下がな
く、かつ良好な画像が得られる乾式トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーの転写抜けやブレードクリーニン
グ方式におけるトナーのクリーニング不良を防止する目
的で、シリコーンオイル類をトナーに添加することが提
案されている。これらのシリコーンオイルとしては、ジ
メチルシリコーンオイルが一般的であるが、エポキシ基
や水酸基,ポリエーテル基を単独で分子鎖の側鎖に結合
させた、いわゆるペンダント型の変性シリコーンオイル
も例示される。しかしながら、これらのシリコーンオイ
ルにはトナーの流動性を悪化させるという共通の問題点
がある。例えば、ハガキや封筒などの厚紙を被転写材と
して使用したときに生じやすい転写抜けを防止するため
には、トナー粒径にもよるが通常０．０３〜０．１重量
％のシリコーンオイルをトナー表面に付着させる必要が
ある。この場合、トナーの粉体流動性の低下は避けがた
い。例えば、２成分現像方式の場合、被転写材のベタ部
にブラシマークやトナー同士が凝集した数ｍｍのトナー
塊が発生するなどの問題を生じる。また、磁性キャリア
を使用しない一成分現像方式の場合には、現像担持体、
すなわち現像スリーブまたは現像ロールに均一なトナー
層が形成され難く、画像濃度の不均一やカブリの増加が
顕著となる。さらに、この現象はスチレン系共重合体を
結着樹脂としたトナーよりも、ポリエステル樹脂を結着
樹脂としたトナーにおいて顕著である。一方、上記のト
ナー流動性の低下を防止するために、疎水性シリカなど
の流動向上剤を多量にトナーに添加する方法があるが、
疎水性シリカは空気中の水分を吸収しやすいという特性
を有するため、トナーの耐湿特性、定着性を劣化させて
しまう。また、初期的には現像担持体上のトナー層形成
が改善され画質上の問題点は軽減される。しかし、繰り
返し使用していくうちに流動向上剤はトナーの表面近傍
に埋没したり脱離してしまい徐々にトナー流動性が低下
し、やはり上記で説明したトナー層の不均一性という問
題点が生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、転写
抜けがなく、繰り返し使用した後においても、トナー流
動性が低下することなく、均一で良好な画像が得られ、
且つ定着性に問題のない二成分又は一成分現像用トナー
の提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂およ
び着色剤を主成分とする樹脂粉体の表面に流動性向上剤
と、両末端をポリエーテル基、又はポリエーテル基とエ
ポキシ基、あるいはエポキシ基により変性したシリコー
ンオイルとを付着させたことを特徴とする乾式トナーを
提供する。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。結着樹脂
としては、アルコール成分例えばジアルコール成分、多
価アルコール成分とカルボン酸成分例えばジカルボン酸
成分、多価カルボン酸成分とから得られたポリエステル
樹脂、又は一部にウレタン結合を有するポリエステル樹
脂などのポリエステル樹脂、あるいはスチレンアクリル
共重合体などの従来乾式トナー用結着剤として公知の熱
可塑性樹脂が使用される。これらの結着樹脂は、トナー
の保存安定性の面から、ガラス転移点（以下Ｔｇともい
う）が５５℃以上の結着樹脂であることが好ましく、そ
の酸価は４０以下であることが好ましい。酸価が４０を
超えると耐湿性が劣化し好ましくない。さらに好ましく
は２０以下である。

【０００６】本発明のトナーに使用される着色剤として
は、トナーに従来使用されてきた任意の適当な顔料また
は染料が挙げられる。顔料としてはカーボンブラック、
アリニンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイ
エロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリ
ンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダン
スレンブルー等が例示される。これらの顔料は定着画像
の光学濃度を維持するのに必要充分な量が用いられ、通
常樹脂１００重量部に対し０．１〜２０重量部、好まし
くは０．２〜１０重量部添加される。染料として、アゾ
系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メ
チン系染料等が例示される。これらの染料は通常樹脂１
００重量部に対し０．１〜２０重量部、好ましくは０．
３〜１０重量部添加される。

【０００７】磁性トナーを得る場合は、着色剤として各
種磁性材料を使用できる。磁性材料としては、マグネタ
イト、マグヘマイト、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或いはこれらの金属とアル
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及びその混合物等
が挙げられる。特に好ましくは、平均粒径０．１〜０．
５μｍのマグネタイトが挙げられる。通常、これら磁性
材料の好ましい添加量は結着樹脂１００重量部に対して
２０〜２００重量部、さらに好ましくは４０〜１００重
量部である。必要に応じて電荷制御剤等をトナーに添加
使用することが好ましい。

【０００８】正荷電制御剤としては、ニグロシン、トリ
ブチルベンジンアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナ
フトスルフォン酸、テトラブチルアンモニウムテトラフ
ルオロボレートなどの四級アンモニウム塩、及びこれら
のレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレ
ーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩、ジブチルスズオキサイ
ド、ジオクチルスズオキサイド、ジブチルスズボレー
ト、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボ
レートなどのジオルガノスズボレート類、これらを単独
或いは２種類以上組み合わせて用いることができる。こ
れらの中でも、ニグロシン系、四級アンモニウム塩、ト
リフェニルメタン顔料の如き荷電制御剤が特に好ましく
用いられる。染料のレーキ化剤としては通常リンタング
ステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブ
デン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシ
アン化物、フェロシアン化物などが使用される。

【０００９】負荷電制御剤としては、例えば有機金属錯
体やキレート化合物が有効であり、アゾ系金属錯体、ア
セチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン
酸、芳香族ダイカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボ
ン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノ
ール等のフェノール誘導体類などが挙げられる。

【００１０】本発明の両末端をポリエーテル基のみ又は
ポリエーテル基とエポキシ基、あるいはエポキシ基のみ
で変性したシリコーンオイルは、市場で容易に入手でき
る。ポリエーテルとしてはポリエチレンオキシド、ポリ
プロピレンオキシドなどが使用される。シリコーンオイ
ルの粘度は５００センチストークス以下が使用しやす
く、粉体である樹脂粉体の表面に均一に付着させやす
い。好ましくは３００センチストークス以下、さらに好
ましくは２００センチストークス以下が使用に適してい
る。樹脂粉体表面への添加量は、その樹脂粉体の粒度分
布により最適値は異なる。例えば、体積平均径８〜１０
μｍの樹脂粉末の場合、該樹脂粉末１００重量部に対
し、０．０１〜０．２重量部、好ましくは０．０２〜
０．１重量部が添加される。さらに好ましくは０．０２
〜０．０５重量部が添加される。これらの範囲におい
て、本発明のシリコーンオイルを使用した乾式トナーは
ジメチルシリコーンなどの従来提案されているシリコー
ンオイルを使用した乾式トナーに比して、トナーの流動
性の低下が少なく、二成分現像方式におけるハケスジや
トナー塊の発生、あるいは一成分現像方式におけるトナ
ー担持体へのトナー搬送不良などが防止され、且つハガ
キ、ＯＨＰフィルムなどの厚手の被転写材にトナーを転
写したときに発生しやすい転写抜けをほぼ完全に防止で
きるという利点を有する。

【００１１】本発明の両末端をポリエーテル化あるいは
エポキシ化したシリコーンオイルが、上記した従来提案
されているシリコーンオイル類に比べ、トナーの粉体流
動性を低下させない理由は十分には明らかでない。おそ
らく、従来提案されているシリコーンオイルはその末端
がメチル基などのアルキル基であるため、トナー結着樹
脂との親和性に差があるためと推測される。すなわち、
本発明のシリコーンオイル類の方が、結着樹脂であるポ
リエステル樹脂やスチレンアクリル共重合体に対する親
和性が良く、樹脂粉体表面に均一な薄膜となって存在し
うるためと考えられる。本発明のシリコーンオイルは、
例えば式（１） （式中、ＸおよびＹはポリアルキレンオキシド、グリシ
ジル基または脂環式エポキシ基を示す。）の構造を有す
る化合物である。

【００１２】また、本発明のトナーには、疎水性シリカ
などの平均一次粒径５〜３０nm、ＢＥＴ比表面積８０〜
３５０ｍ²/ｇの流動性向上剤が併用される。流動性向上
剤は、トナー粒子の流動性および帯電性の向上に寄与す
る。疎水性シリカ以外の流動性向上剤としては、疎水化
処理されたアルミナ、チタニア、酸化亜鉛などの無機酸
化物およびそれらの表面を導電処理した微粒子が挙げら
れる。また、場合によってはカーボンブラックなども好
適に使用される。ただし、これらの流動性向上剤は、添
加量の増加と共に、トナー定着時における非オフセット
の温度幅を狭くし、かつ定着強度を低下させるため注意
が必要となる。この意味でも、トナーの粉体流動性を低
下させにくい本発明のシリコーンオイル類は、定着性を
悪化させる流動性向上剤の添加量を減少させることがで
きるため、好適である。

【００１３】以下具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

【００１４】樹脂粉体の製造例 製造例１：樹脂粉体Ａの製造 結着樹脂スチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂(Tg63℃、Mn=3600、 Mw=113000、THF不溶分=0%) 100重量部 離型剤フィッシャートロフ゜シュワックス(シェルMDS製：FT-100) 2重量部 マク゛ネタイト(戸田工業製：EPT-500) 60重量部 荷電制御剤(オリエント化学製、S-34) 0.5重量部 上記の配合原料をヘンシェルミキサー（Ｈ/Ｍ）にて均
一に混合し、２軸押し出し機にて溶融混練を実施した。
混練物は、冷却後に粗粉砕した後ジェットミルを用いて
微粉砕した。次いで気流分級機により体積平均径約８．
６μ、個数平均径５μ以下の割合が２２％の粉体Ａを得
た。

【００１５】 製造例２：樹脂粉体Ｂの製造 結着樹脂ポリエステル(Tg64℃、Mn=3200、Mw=18000、THF不溶分=0%) 100重量部 カーホ゛ンフ゛ラック(キャホ゛ット製：リーカ゛ル400R) 6重量部 荷電制御剤(オリント化学社製、E-81) 3重量部 上記の配合原料をＨ/Ｍミキサーにて均一に混合し、２
軸押し出し機にて溶融混練を実施した。混練物は、冷却
後に粗粉砕した後ジェットミルにて微粉砕した。次いで
気流分級機により体積平均径約８．８μ、個数平均径５
μ以下の割合が１８％の粉体Ｂを得た。

【００１６】 実施例１： トナーＡの作製 樹脂粉体Ａ 100重量部 両末端ポリエーテル変性シリコーンオイル (東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製 ：SF8427、粘度３２０センチストークス) 0.03重量部 疎水性シリカ(ワッカーケミカルス゛社製：H3004) 0.6重量部 樹脂粉体Ａと本発明のポリエーテル変性シリコーンオイ
ルを上記配合比で混合し、この後、疎水性シリカを上記
配合比で投入し均一混合を行った。ミキサーの周速は約
３５mm/sとした。この後、２００メッシュ篩いにて粗粒
などを除去してトナーＡを得た。

【００１７】実施例２： トナーＢの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりに両末端エポキ
シ変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製：BY
16-855B、粘度１００センチストークス)を使用した以外
はトナーＡの作製と同様に操作してトナーＢを得た。

【００１８】比較例１： トナーＣの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりにジメチルシリ
コーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製：SH200、粘度
１００センチストークス)を使用した以外はトナーＡの
作製と同様に操作してトナーＣを得た。

【００１９】比較例２： トナーＤの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりに側鎖をポリエ
ーテル変性したシリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン
社製：SH3771、粘度３２０センチストークス)を使用し
た以外はトナーＡの作製と同様に操作してトナーＤを得
た。

【００２０】 実施例３： トナーＥの作製 樹脂粉体Ｂ 100重量部 両末端ポリエーテル変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製 ：SF8427、粘度３２０センチストークス) 0.04重量部 疎水性シリカ(キャホ゛ット社製：TS-530) 0.4重量部 樹脂粉体Ｂと本発明のシリコーンオイルを混合し、この
後、シリカを投入し均一混合を行った。ミキサーの周速
は約３５mm/sとした。この後、２００メッシュ篩いにて
粗粒などを除去してトナーＥを得た。

【００２１】実施例４： トナーＦの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりにSF8427とはＯ
Ｈ基当量の異なる両末端ポリエーテル変性シリコーンオ
イル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製：BY16-007、粘度１８０
センチストークス)を使用した以外はトナーＥの作製と
同様に操作してトナーＦを得た。

【００２２】実施例５：トナーＧの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりに両末端エポキ
シ変性シリコーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製：BY
16-855B、粘度１００センチストークス)を使用した以外
はトナーＡの作製と同様に操作してトナーＧを得た。

【００２３】比較例３：トナーＨの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の代わりにジメチルシリ
コーンオイル(東レ・タ゛ウコーニンク゛・シリコーン社製：SH200、粘度
１００センチストークス)を使用した以外はトナーＥの
作製と同様に操作してトナーＨを得た。

【００２４】比較例4：トナーＩの作製 シリコーンオイルSF8427を除いた以外はトナーＥの作製
と同様に操作してトナーＩを得た。

【００２５】試験例１，２と比較試験例１，２における
トナー評価試験方法 磁性現像スリーブと弾性ブレードを有する現像器、およ
び有機感光体、転写ローラ、熱ロール定着器により構成
された負帯電性トナーで現像する反転現像装置(プロセ
ススヒ゜ート゛=50mm/s，磁性一成分シ゛ャンヒ゜ンク゛現像方式)を使
用して各種トナーの性能を評価した。弾性ブレードはト
ナーへの帯電付与とトナー層規制の目的で現像スリーブ
表面に当接して設置される。現像器へのトナー投入量は
２６０ｇとし、印字率６％の文字パターンを使用し５０
００枚の複写を行った。初期および５０００枚後の画像
濃度（ＩＤ）、地カブリ（ＢＧ）、ベタ均一性、オーバ
ーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）転写抜けおよびトナ
ー塊を評価した。 画像濃度（ＩＤ）： Ａ４サイズ紙に２５ｍｍ×２５ｍ
ｍ角の黒部を５ケ所印字し、該黒部をマクベス社製の反
射濃度計ＲＤ−９１４で測定し、その内の最小値を評価
結果とした。 地カブリ： 上記Ａ４サイズ紙における黒部以外の非画
像部を日本電色工業社製の測色色差計ＭＯＤＥＬ Ｚ１
００１ＤＰで測定し評価結果とした。 ベタ均一性： Ａ４サイズ紙の全面ベタを印字し、その
上中下の中央部と左右の画像濃度を反射濃度計ＲＤ−９
１４で測定し、これらの濃度差が０〜０．０３であれば
良好、０．０４〜０．０６であればやや不良、０．０７
以上であれば不良とした。 ＯＨＰ転写抜け： オーバーヘッドプロジェクター用の
透明シートに文字を印字し、その印字文字の欠損（文字
抜け）の有無を目視評価した。 トナー塊： 全面ベタを印字したＡ４サイズ紙の表面に
トナーの塊が発生した状態を目視評価した。

【００２６】試験例１：トナーＡ 初期及び５０００枚複写後も画像、トナー層形成に問題
はなかった。トナー流動性の指標である、カサ比重を測
定したところ、初期状態が０．５４８ｇ／ｃｃ、５００
０枚後の現像器中が０．５３２ｇ／ｃｃであり、５００
０枚複写後でも流動性の低下は僅かであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.42 0.85 良好 判読不能な文字抜けなし なし 5000枚 1.44 0.75 良好 判読不能な文字抜けなし なし

【００２７】試験例２：トナーＢ 初期及び５０００枚複写後も画像、トナー層形成に問題
なし。カサ比重は初期状態が０．５５２ｇ／ｃｃ、５０
００枚複写後の現像器中が０．５３０ｇ／ｃｃであり、
５０００枚複写後でも流動性の低下は僅かであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.40 0.72 良好 判読不能な文字抜けなし なし 5000枚 1.44 0.77 良好 判読不能な文字抜けなし なし

【００２８】比較試験例１：トナーＣ初期画像におい
て、現像スリーブ上のトナー層形成不良が原因であるＡ
４ベタの印字後半部分に濃度低下が認められた。同じく
５０００枚後にＩＤ低下発生とベタ画像濃度不均一が発
生した。また、トナー塊がＡ４ベタ部に５個発生し、ベ
タ部に白ポチ状の画像欠陥が生じた。トナーのカサ比重
は、初期状態が０．５２８ｇ／ｃｃ、５０００枚複写後
の現像器中が０．４８３ｇ／ｃｃであり、トナー流動性
は見た目にも低下していた。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.37 0.81 やや不良 判読不能な文字抜けなし なし 5000枚 1.24 0.64 不良 判読不能な文字抜けなし 4個/A4ヘ゛タ

【００２９】比較試験例２：トナーＤ初期画像のＡ４ベ
タの後半印字部分に現像スリーブ上へのトナー搬送不良
による濃度低下が認められた。同じく5000枚後にID低下
発生とヘ゛タ画像濃度不均一が発生した。また、トナー塊
がＡ４ベタ部に７個発生し、ベタ部に白ポチ状の画像欠
陥が生じた。トナーのカサ比重は、初期状態が０．５３
２ｇ／ｃｃ、５０００枚複写後の現像器中が０．４７０
ｇ／ｃｃであり、トナー流動性は見た目にも低下してい
た。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.33 0.68 やや不良 判読不能な文字抜けなし 2個/A4ヘ゛タ 5000枚 1.20 0.90 不良 判読不能な文字抜けなし 7個/A4ヘ゛タ

【００３０】試験例３，４，５と比較試験例３，４にお
けるトナー評価試験ゴム製の現像スリーブと弾性ブレー
ドとを有する現像器からなるテクトロニクス社製のPhas
er540(非磁性一成分現像方式)を使用してトナー評価を
実施した。現像器へのトナー投入量は２００ｇとし、印
字率６％の文字パターンを使用し、４０００枚の複写を
行った。初期および４０００枚後の画像濃度（ＩＤ）、
地カブリ（ＢＧ）、ベタ均一性、ＯＨＰ転写抜けおよび
トナー塊を前記と同様にして評価した。

【００３１】試験例３：トナーＥ ４０００枚複写後も画像欠陥は認められなかった。トナ
ーのカサ比重は、初期状態が０．４３３ｇ／ｃｃ、４０
００枚通紙後が０．４０２ｇ／ｃｃであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.38 0.48 良好 判読不能な文字抜けなし なし 4000枚 1.37 0.55 良好 判読不能な文字抜けなし なし

【００３２】試験例４：トナーＦ ４０００枚複写後も画像欠陥は認められなかった。トナ
ーのカサ比重は、初期状態が０．４２４ｇ／ｃｃ、４０
００枚複写後が０．３９３ｇ／ｃｃであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.41 0.60 良好 判読不能な文字抜けなし なし 4000枚 1.38 0.36 良好 判読不能な文字抜けなし なし

【００３３】試験例５：トナーＧ ４０００枚複写後も画像欠陥は認められなかった。トナ
ーのカサ比重は、初期状態が０．４２０ｇ／ｃｃ、４０
００枚複写後が０．３８８ｇ／ｃｃであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.39 0.22 良好 判読不能な文字抜けなし なし 4000枚 1.38 0.47 良好 判読不能な文字抜けなし なし

【００３４】比較試験例３：トナーＨ 初期画像に問題はなかったが、４０００枚複写後に画像
濃度が低下し、ベタ部の画像濃度は不均一となった。ト
ナーのカサ比重は、初期状態が０．４２２ｇ／ｃｃ、４
０００枚通紙後が０．３５５ｇ／ｃｃであった。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.36 0.52 良好 判読不能な文字抜けなし なし 4000枚 1.23 0.36 不良 判読不能な文字抜けなし なし

【００３５】比較試験例４：トナーＩ 初期画像及び４０００枚複写後のOHPシートの転写抜けが異
常に多かった。IDとBG及び黒ベタ均一性に問題はなかっ
た。 ID BG ヘ゛タ均一性 OHP転写抜け トナー塊 初期 1.40 0.41 良好 判読不能な文字抜け多数 なし 4000枚 1.38 0.30 良好 判読不能な文字抜け多数 なし

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、繰り返し使用した後に
おいても、流動性の低下がなく、かつ良好な画像が得ら
れる乾式トナーが提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和弘 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所化成品事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂および着色剤を主成分とする樹
   脂粉体の表面に、流動性向上剤と、両末端をポリエーテ
   ル基、またはポリエーテル基とエポキシ基、あるいはエ
   ポキシ基により変性したシリコーンオイルとを付着させ
   たことを特徴とする乾式トナー。