JPH11202546A - 非磁性１成分用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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非磁性一成分用
トナーの提供。 【解決手段】 結着樹脂、着色剤および帯電制御剤を主
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非磁性１成分用トナ
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、１成分現像方式に
よる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非磁性１成分用トナーに
関する。さらに詳しくは、スリーブ融着やブレード融着
を生ずることのない非磁性１成分用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低中速プリンターは、現像装置の
小型簡易化と低コスト化を満足させるため、非磁性１成
分トナーを用いる現像方式が多く採用されている。非磁
性１成分トナーにおいては、トナーに現像に必要な帯電
量を与えるキャリアが存在しない。このため、トナーと
スリーブおよびブレード間での摩擦により、トナーに帯
電させる方法である。このトナーにおいては、高い帯電
量を与えるために、スリーブやブレードとの摩擦力を高
める必要がある。しかし摩擦力を高めると、トナーのス
リーブやブレードへの融着が発生する。これらの融着が
発生するとトナー層の形成が不可能となり、トナーの転
写抜け等の転写不良という問題を生ずる。この問題を解
決するため、トナーを構成する結着剤の機械的強度を向
上させたり、トナーに種々の添加剤を外添したりする試
みも提案されているが、十分なものではない。また非磁
性１成分トナーによる現像方式は、基本的に帯電機構が
簡易であり、トナーに十分な帯電を与え難いという問題
がある。このため高画質の転写画像を得ることが難し
い。例えば印刷密度の高い原稿を連続してコピーした場
合、トナーの追従性が悪く、２枚目以降の転写画像に乱
れを生ずるという問題がある。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０．０
３〜０．１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、本発明の対象とする磁性キ
ャリアおよび磁性トナーとは異なる非磁性一成分現像方
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。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非磁性一成分用トナーの提供に
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂、着
色剤および帯電制御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
非磁性１成分用トナーを提供する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の非磁性１成分用トナーが使用される現像
装置の概略構成図を示す。図中、１は円筒状の潜像担持
体である感光体ドラム、２はホッパー、３はトナー、４
ａはトナー層厚規制ブレード、４ｂはトナー層厚規制ブ
レードの固定部材、５は弾性ゴム製スリーブを使用した
現像ローラー、６はトナーの漏れ防止および掻き落とし
部材、７は撹拌機である。ホッパー２中のトナーは層厚
規制ブレード４ａにより現像ローラー５のスリーブ上に
一定の層厚となるように担持され、搬送される。現像ロ
ーラー５により担持されたトナーは、現像ローラーの回
転により搬送されて静電潜像を有する感光体ドラム１と
接触し、静電潜像は顕像化される。

【０００６】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非磁性１成分
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。

【０００７】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
常結着樹脂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
結着樹脂１００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。

【０００８】正荷帯電制御剤としては、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帯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。負荷帯
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。これらの帯電制御剤は通
常結着樹脂１００重量部に対し０．１〜１０重量部、好
ましくは０．５〜５重量部の範囲で配合される。上記範
囲の上限を超えると帯電不良が生じてカブリ等による画
像品質の低下が起こり、下限未満であると十分な帯電量
が得られず、画像濃度の低下、多数枚連続コピーしたと
きに画像濃度が安定しないという問題が生ずる。

【０００９】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の樹脂粉体の場合、該樹脂粉体１００重量部に対
し、０．０１〜０．１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非磁性１成分
用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トナーに比して、トナー
の流動性の低下が少なく、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。具体的には、ベタ均一性、転
写効率に優れ、かつトナー塊を生ずることがないという
効果を奏する。

【００１０】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。

【００１１】また、本発明の非磁性１成分用トナーに
は、疎水性シリカなどの平均一次粒径５〜３０nm、ＢＥ
Ｔ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。流動性向上剤
は、通常樹脂粉体１００重量部に対し０．１〜５重量
部、好ましくは０．３〜３重量部の範囲で使用される。
配合量が上記範囲の上限を超えると帯電不良や定着特性
の低下を招き、上記範囲の下限未満であると適切な流動
性が得られず、ベタ画像の追従性が悪いという問題を生
じ、好ましくない。本発明の非磁性１成分用トナーとし
ては、通常平均粒子径５〜１５μｍのものが好ましく使
用される。

【００１２】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。

【００１３】 樹脂粉体の製造例 製造例１：樹脂粉体Ａ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:BLACK PEARLS 430) 6重量 部 帯電制御剤(オリエント化学製:E-81) 2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．
５μｍであって、個数粒径５μｍ以下の割合が２０％の
樹脂粉体Ａを得た。

【００１４】 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と両末端ポリエーテル変性シリコーンオイル
を上記配合比でヘンシェルミキサー（Ｈ／Ｍ）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。

【００１５】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。

【００１６】実施例３：トナーＣ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
16-007、粘度180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。

【００１７】比較例１： トナーＤ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1
00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。

【００１８】比較例２： トナーＥ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Ｅを得
た。

【００１９】比較例３： トナーＦの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の添加量０．０３重量部
を０．００５重量部とした以外はトナーＡの作製と同様
に操作してトナーＦを得た。

【００２０】比較例４： トナーＧの作製 シリコーンオイルとしてSF8427の添加量０．０３重量部
を０．１０１重量部とした以外はトナーＡの作製と同様
に操作してトナーＧを得た。

【００２１】実施例１〜３と比較例１〜４におけるトナ
ー評価試験方法 ゴム製の現像スリーブと弾性ブレードを有する現像器を
備えたテクトロニクス社製のPhaser５４０（非磁性１成
分現像方式）を使用してトナー評価を実施した。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、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。評価結果を表１に示す。 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（ＢＧ）： 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ＭＯＤＥ
Ｌ Ｚ１００１ＤＰ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。 転写効率：９０％以上を良好、８０％以上９０％未満を
やや不良、８０％未満を不良とした。 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。トナー塊と
は、ベタ画像を印字したときに生ずる障害物のことであ
り、コピー紙に転写されると黒芯状の画像汚染物、感光
体上に止どまると白ポチ状の画像欠陥となる。

【００２２】 表１ ID BG ヘ゛タ均一性 転写効率 トナー塊 実施例１ 初期 1.38 0.48 良好 − 無し 4000枚 1.37 0.55 良好 良好 無し 実施例２ 初期 1.39 0.22 良好 − 無し 4000枚 1.38 0.47 良好 良好 無し 実施例３ 初期 1.41 0.60 良好 − 無し 4000枚 1.38 0.36 良好 良好 無し 比較例１ 初期 1.36 0.52 良好 − 無し 4000枚 1.23 0.36 不良 良好 無し 比較例２ 初期 1.34 0.64 やや不良 − 1個/A4ヘ゛タ 4000枚 1.22 0.90 不良 やや不良 5個/A4ヘ゛タ 比較例３ 初期 1.40 0.43 やや不良 − 無し 4000枚 1.38 0.41 やや不良 やや不良 無し 比較例４ 初期 1.36 0.47 良好 − 2個/A4ヘ゛タ 4000枚 1.34 0.42 やや不良 やや不良 8個/A4ヘ゛タ

【００２３】

【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、ベタ均一性、転写効率に優れ、かつトナー塊
を生ずることなく、良好な画像が得られる非磁性１成分
用トナーが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の非磁性１成分用トナーを使用する現
像装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ３ トナー ４ａ トナー層厚規制ブレード ５ 現像ローラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂、着色剤および帯電制御剤を主
   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非磁性１成分用トナ
   ー。
2. 【請求項２】 樹脂粉体１００重量部と０．０１〜０．
   １重量部の変性シリコーンオイルとを含有する請求項１
   記載の非磁性１成分用トナー。