JP2000187354A

JP2000187354A - 反転現像用トナー

Info

Publication number: JP2000187354A
Application number: JP36304198A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Miyamoto; 篤生宮本
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2000-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】画像濃度が十分あり、地カブリが少なく、か
つ多数枚をプリントしても何等問題のない新規な反転現
像用トナーを提供する。【解決手段】反転現像用トナーの構成主成分として、
酸価が３〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇであるスチレン系単量体
と（メタ）アクリル酸エステル系単量体と特定構造を有
する半エステル化合物との共重合体を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法あるいは静電印刷法等で形成された静電潜像を現
像するのに好適に用いられる反転現像用トナーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用複写機には、一般に、原稿像
と同じ像を感光体上に形成する正転現像法が使用されて
いる。しかしながら、近年、主にプリンターで、原稿像
に対して反転した反転画像を感光体上に形成する反転現
像法も使用されるようになってきた。

【０００３】反転現像法は、例えば負極性トナーを使用
して、次のように現像を行う方法である。まず、メイン
チャージャーによって感光体表面に負極性の電荷を一様
に帯電させる。その感光体表面上にレーザー光等を画線
状に照射することにより、照射部の電荷を除去して潜像
電位を低下させ、井戸型ポテンシャルの潜像が形成され
る。次いで、現像機に負極性の現像バイアスを印加する
ことによって井戸型ポテンシャルの潜像部に負極性トナ
ーが現像される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような原理に基づ
いた反転現像装置では、感光体上の現像電位を大きくと
ることが難しいため、十分な画像濃度が得難く、原稿像
の非画像部に対応した感光体表面上の部分にもトナーが
現像され、その結果、地カブリの多い画像となってしま
うという根本的な問題を有していた。特に、この問題は
多くの枚数をプリントすると顕著になる。

【０００５】上記問題を解決するために、例えばトナー
中に含有させるカーボンブラックおよび電荷制御剤の含
有量を調整することや、あるいは、このような化合物を
トナー中に均一に分散させる手段を用いることにより、
トナー中の分散状態を適正化して摩擦帯電量を一定に保
つことが検討されていたが、十分な画像濃度と少ない地
カブリを有する画像を多数枚安定して得ることはできな
かった。

【０００６】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであり、画像濃度が十分あり、地カブリが
少なく、かつ多数枚をプリントしても何等問題のない新
規な反転現像用トナーを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、反転現像用
トナーについて種々の検討を重ねた結果、反転現像用ト
ナーの構成主成分として、特定の範囲の酸価を有するス
チレン系単量体と（メタ）アクリル酸エステル系単量体
と特定構造を有する半エステル化合物との共重合体を含
有させることにより、反転現像用トナーの帯電量分布の
均一化および摩擦帯電量の安定性に極めて効果的である
ことを見出した。よって、本発明の反転現像用トナー
は、上記酸価を定量的に解析してなされたもので、スチ
レン系単量体と（メタ）アクリル酸エステル系単量体と
下記一般式（１）で示された半エステル化合物との共重
合体を含有する反転現像用トナーであって、該共重合体
の酸価が３〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とし
ている。

【０００８】

【化２】（ただし、式中、Ｋは分子鎖中にエステル結合を有する
炭素数３以上の２価の結合基を表し、Ｒ_１は水素原子ま
たはメチル基を表す。）

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について詳細に説明する。本発明において、樹脂に用い
るスチレン系単量体としては、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、α
−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−ｎ−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−オ
クチルスチレン、ｐ−ノニルスチレン、ｐ−デシルスチ
レン、ｐ−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−クロロスチレン、３，４−
ジクロロスチレン等が挙げられる。これ等の中でもスチ
レンが好ましい。

【００１０】また、（メタ）アクリル酸エステル系単量
体としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アク
リル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）
アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチ
ル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸
ドデシル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、
（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステ
アリル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、
（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、α−クロロ
アクリル酸メチル等が挙げられる。これらの中でも特
に、メタアクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−
ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシルが好ましい。

【００１１】上記の一般式（１）で示される半エステル
化合物は、水酸基を有する（メタ）アクリル酸の誘導体
と、コハク酸、マロン酸、グルタル酸等の脂肪族ジカル
ボン酸もしくはフタル酸等の芳香族ジカルボン酸とのエ
ステル化反応によって得られる。なお、上記ジカルボン
酸は、ハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシ基等
によって水素原子が置換されていてもよい。また、酸無
水物であってもよい。このような半エステル化合物とし
ては、コハク酸モノ（メタ）アクリロイルオキシエチル
エステル、コハク酸モノ（メタ）アクリロイルオキシプ
ロピルエステル、グルタル酸モノ（メタ）アクリロイル
オキシエチルエステル、フタル酸モノ（メタ）アクリロ
イルオキシプロピルエステル等が挙げられる。

【００１２】スチレン系単量体と（メタ）アクリル酸エ
ステル系単量体と一般式（１）で示される半エステル化
合物との共重合体は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合お
よび塊状重合など従来公知の一段階の重合方法または二
段階の重合方法により得ることができる。この場合、ス
チレン系単量体成分の含有率が４０〜９５重量％、好ま
しくは６０〜９０重量％、（メタ）アクリル酸エステル
系単量体成分の含有率が４〜４０重量％、好ましくは１
０〜４０重量％、一般式（１）で示される半エステル化
合物の含有率が１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重
量％となるように共重合するのが望ましい。

【００１３】スチレン系単量体成分の含有率が４０重量
％よりも少ない場合には、トナーの粉砕性が悪化するこ
とがある。また、（メタ）アクリル酸エステル系単量体
成分の含有率が４重量％よりも少ない場合には、トナー
の定着性が悪化することがある。

【００１４】スチレン系単量体と（メタ）アクリル酸エ
ステル系単量体と一般式（１）で示された半エステル化
合物との共重合体の酸価は、３〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇで
なければならず、好ましくは５〜２０ｍｇＫＯＨ／ｇで
ある。酸価が３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である場合には、帯
電能力が不十分であるためトナー粒子個々の帯電性が不
均一となり、シャープな帯電量分布が得られず、本発明
の目的を達成することができない。一方、酸価が３０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇより高い場合では、樹脂自体の親水性が増
加するために電荷の漏洩が大きくなり、トナー粒子の帯
電性が下がってしまい高湿環境下において地カブリや飛
散が多い画像となる。

【００１５】結着樹脂として、前記の共重合体の他に、
例えばスチレン樹脂、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、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
等を含有させてもよく、これらの樹脂は、目的に応じて
適宜１種類もしくは複数組み合わせて用いることができ
る。

【００１６】また、着色剤としては、任意の適当な顔料
または染料を用いることができる。例えば、カーボンブ
ラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコイル
ブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、キノ
リンイエロー、メチレンブルー、フタロシアニンブル
ー、マラカイトブルー等が挙げられる。この中でも特
に、カーボンブラックが反転現像用トナーの摩擦帯電量
の安定性に寄与するため好ましい。さらに好ましくは、
ＤＢＰ吸油量が７０〜１２０ｃｍ^３／１００ｇであっ
て、かつｐＨが８〜１０であるカーボンブラックが好ま
しい。ＤＢＰ吸油量が７０ｃｍ^３／１００ｇより小さい
場合は、多数プリントしていくうちにトナーの摩擦帯電
量が高くなり画像濃度が低下しやすく、かつ地カブリの
多い画像となりやすい。一方、１２０ｃｍ^３／１００ｇ
より大きい場合には、トナーの摩擦帯電量が高くなりや
すく、画像濃度が低下しやすい。

【００１７】また、ｐＨが８より小さい場合も、トナー
の摩擦帯電量が高くなりやすいため画像濃度が低下し、
地カブリの多い画像となりやすい。一方、１０より大き
い場合は、逆に摩擦帯電量が低下しやすく原稿像の非画
像部に対応した感光体部分にトナーが現像され、地カブ
リの多い画像となりやすい。このような特定の物性値を
有するカーボンブラックの市販品としては、例えばキャ
ボット社製商品名：ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ４３
０、同じくキャボット社製商品名：ＲＥＧＡＬ３３０
等を挙げることができる。

【００１８】トナー粒子には、必要に応じて電荷制御
剤、潤滑剤、研磨剤、定着剤等を含有させてもよい。例
えば、電荷制御剤としては、従来使用されている電荷制
御剤が使用できる。その例としては、ニグロシン系染
料、第四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系、モ
ノアゾ系金属錯体染料等を挙げることができる。

【００１９】潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチ
レン粉、高級脂肪酸の金属塩等が挙げられ、研磨剤とし
ては、酸化セリウム、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げら
れ、定着剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量
ポリプロピレン等が挙げられる。

【００２０】本発明の反転現像用トナーは、前記樹脂等
の各原料組成物を乾式混合し、熱溶融混練後、粉砕、分
級して得るか、または懸濁重合法、乳化重合法等の重合
法により得ることができる。

【００２１】また、本発明の反転現像用トナーは、その
まま非磁性一成分現像剤として用いることが可能である
が、より本発明の作用効果を得るためには、次に述べる
キャリアと混合し二成分現像剤として用いることが好ま
しい。キャリアとしては、平均粒径２０〜１０００μｍ
の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉等をそのまま使
用でき、このような粉体を樹脂で被覆したキャリアや造
粒した造粒キャリアも使用することができる。

【００２２】このように本発明の反転現像剤トナーと混
合するキャリアは特に限定されないが、シリコーン樹脂
で鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉等を被覆したキ
ャリアが好ましく、さらにフェライト粉をシリコーン樹
脂で被覆したキャリアが多数枚プリントの耐久性を向上
することができるため好ましい。フェライト粉は、Ｆｅ
_２Ｏ_３と２価の金属酸化物との金属間化合物であり、Ｍ
Ｏ・Ｆｅ_２Ｏ_３の分子式で示されスピネル型の格子構造
を有する。なお、上記におけるＭは、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｄ等を表す。

【００２３】本発明で用いられるシリコーン樹脂として
は、公知のいずれのシリコーン樹脂であってもよいが、
特にメチルシリコーン化合物を含有したシリコーン樹脂
は、現像剤の耐久性が優れているので好ましい。また、
メチルシリコーン化合物を含有したシリコーン樹脂は、
負帯電性の反転現像用トナーと組み合わせて使用した場
合、特に画像濃度の向上、地カブリの低減および耐久性
において優れているため好ましい。この場合、シリコー
ン樹脂中のメチルシリコーン化合物の含有量は３０〜９
０重量％が好ましく、３０重量％未満および９０重量％
より多い場合では、多数枚をプリントしたときに画像濃
度や画質等の画像特性が変化しやすいので好ましくな
い。シリコーン樹脂の市販品としては、例えば信越化学
社製（商品名：ＫＲ−２７１、ＫＲ−２５５、ＫＲ−１
５２）、あるいは東レシリコーン社製（商品名：ＳＲ２
４００、ＳＨ８４０、ＳＲ２４０６）のもの等が挙げら
れる。

【００２４】

【実施例】次に、本発明に基づく実施例と比較例とを示
し、本発明の効果をより明らかにする。＜実施例１＞スチレン系単量体と（メタ）アクリル酸エ
ステル系単量体と一般式（１）で示される半エステル化
合物との共重合体として、表１に記載のモノマー成分を
溶液重合法により重合させ、酸価１０ｍｇＫＯＨ／ｇの
樹脂を調製した。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記共重合体１００重量部ポリプロピレンワックス２重量部（三井化学社製商品名：ＮＰ０５５）カーボンブラック７重量部（キャボット社製商品名：リーガル４００Ｒ）含金属染料１重量部（オリエント化学工業社製商品名：Ｓ−３４）次に、上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーに
より混合し、加圧ニーダーにより１２０℃で熱溶融混練
し、ジェットミルにより粉砕し、その後乾式気流分級機
により分級して体積平均粒子径が１０μｍのトナー母粒
子を得た。次いで、上記トナー母粒子１００重量部と疎
水性シリカ（日本アエロジル社製商品名：Ｒ−９７
２）０．４５重量部とをヘンシェルミキサーにより混合
して疎水性シリカをトナー母粒子の表面に付着させ本発
明の反転現像用トナーを得た。

【００２７】＜実施例２〜４、比較例１〜６＞上記実施
例１の共重合体のモノマー成分に代えて、表１に記載の
モノマー成分を用いた以外は実施例１と同様の方法によ
り、本発明の実施例２〜４および比較例１〜６の反転現
像用トナーを作製した。なお、各共重合体の樹脂の酸価
は、表１に示す値であった。

【００２８】さらに、上記の実施例および比較例のトナ
ーを重量比が４重量％になるように、メチルシリコーン
コートフェライトキャリアと混合して二成分現像剤を作
製し、シャープ社製のデジタル複写機（商品名：ＡＲ５
０３０、現像電位：４００Ｖ）を用いて常温常湿（２５
℃、６５％ＲＨ）環境条件および高温高湿（３５℃、８
５％ＲＨ）環境条件で５万枚まで連続複写を行い、下記
の方法により画像濃度、地カブリ、摩擦帯電量および感
光体カブリを評価した。

【００２９】画像濃度は、ベタ画像部をマクベス反射濃
度計ＲＤ−９１４で測定し、地カブリは、日本電色工業
社製の測色色差計ＺＥ−２０００で測定した。また、摩
擦帯電量は、ブローオフ帯電量測定機を用いてトナー粒
子の摩擦帯電量（μＣ／ｇ）を測定した。感光体カブリ
は、感光体表面上からトナー粒子が転写紙に転写された
後に、感光体上の非画像部に残存したトナー粒子を透明
なテープに付着させ、このテープを白紙に貼り付けてそ
のテープを日本電色工業社製の測色色差計ＺＥ−２００
０で測定した。以上の結果を常温常湿の場合と高温高湿
の場合に分けて、それぞれ表２と表３に記載した。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】また、５万枚のプリント後のトナーの帯電
量分布を帯電量分布計（ＰＥＳ社製商品名：ｑ−ＭＡＴ
ＥＲ）で測定し、その結果を常温常湿の場合と高温高湿
の場合について、それぞれ図１（常温常湿）と図２（高
温高湿）に示した。

【００３３】表２および表３の結果から明らかなよう
に、本発明の反転現像用トナーは、常温常湿下および高
温高湿下において、５万枚まで画像濃度、地カブリ、感
光体カブリに何ら問題がなかった。また、図１および図
２に示されるように、実施例（実施例１〜４を実１〜４
と略記した）では、高温高湿下においてもシャープな帯
電量分布を有することが確認された。これに対し、共重
合体のモノマー成分として一般式（１）に示される化合
物を含んでいない比較例１〜３は、地カブリおよび感光
体カブリが多く、特に酸価を有しない比較例１の高温高
湿下での結果は、実用に耐え得るものではなかった。比
較例４では、共重合体の酸価が３ｍｇＫＯＨ／ｇ未満で
あるために本発明の効果が得られず、地カブリおよび感
光体カブリが多く、一方、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇよ
り高い比較例５および６では、樹脂自体の親水性の増加
に伴う電荷の漏洩が大きくなるために、高湿環境下にお
いてトナー粒子の摩擦帯電量が下がり、地カブリおよび
感光体カブリを多く生じることとなった。また、図１お
よび図２の比較例（比較例１〜６を比１〜６と略記し
た）の帯電量分布に示されるように、高温高湿下では、
比較例１〜４の分布が実用に耐え難いほどにまで分散さ
れてしまうことから、実施例の摩擦帯電量の安定性が非
常に良好であることが確認された。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
転現像用トナーの構成主成分として、酸価が３〜３０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇであるスチレン系単量体と（メタ）アクリ
ル酸エステル系単量体と一般式（１）で示される半エス
テル化合物との共重合体を含有させることにより、高温
高湿な環境下においても、画像濃度が十分あり、地カブ
リが少なく、かつ多数枚をプリントしても何等問題のな
い新規な反転現像用トナーが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】常温常湿下における本発明の実施例および比
較例の帯電量分布を示した図である。

【図２】高温高湿下における本発明の実施例および比
較例の帯電量分布を示した図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレン系単量体と（メタ）アクリル酸
エステル系単量体と下記一般式（１）で示された半エス
テル化合物との共重合体を含有する反転現像用トナーで
あって、該共重合体の酸価が３〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇで
あることを特徴とする反転現像用トナー。【化１】（ただし、式中、Ｋは分子鎖中にエステル結合を有する
炭素数３以上の２価の結合基を表し、Ｒ_１は水素原子ま
たはメチル基を表す。）