JP2000284534A - 静電荷現像用トナー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性一成分現像剤方式に使用するトナーが
層規制部材との接触に於いて、該層規制部材とに融着せ
ず、かぶりや飛散のない良好な現像性を得ることがで
き、ブレードクリーニング性が良好で、かつより低温で
定着が可能な静電荷現像用トナー及びその製造方法を提
供する。 【解決手段】 重合性単量体、着色剤及び重合体Ａを含
有する分散相と、水性媒質らなる連続相とが制御された
比率で混合され重合乾燥されてなる静電荷現像用トナー
であって、該重合体Ａのガラス転移点Ｔｇが５５〜８０
℃、高化式フローテスターによるフロー軟化温度Ｔｍが
９５〜１５５℃、ＧＰＣによる数平均分子量Ｍｎが３０
００〜８０００であることを特徴とする静電荷現像用ト
ナー及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機に用
いられる静電荷現像用トナー及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真法は感光体ドラム上に電
気的な潜像を形成して、ついで該潜像をトナーによって
現像し、必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、加圧等の手段によって定着し複写物を
得るものである。このような電子写真法に用いられる現
像剤としては、トナーとキャリアからなる二成分現像剤
と、トナーとキャリアの機能を同時に備えた一成分現像
剤とがある。一成分現像剤は、さらに磁性一成分現像剤
と、非磁性一成分現像剤とに分類される。二成分現像剤
は、転写性、定着性、耐環境特性等の電子写真特性に優
れる反面、トナーとキャリアの混合比を制御するための
トナー濃度センサーが必要であること、現像剤の寿命が
短いこと、現像剤の攪拌機構が複雑化する等の問題点を
有する。一方、磁性一成分現像剤は、上記のトナー濃度
センサーが不要であり、現像装置の小型化が容易である
反面、磁性粒子を含むことから、定着性が劣る問題を有
する。このような背景から装置の小型簡易化と定着特性
を確立するために、近年、非磁性トナーを一成分現像剤
として用いる方法が提案、実用化されている。

【０００３】非磁性トナーを用いる一成分現像方法に
は、現像剤を担持した現像ローラーを静電潜像を有する
感光体ドラムと接触させて現像する接触型の非磁性一成
分現像方法と、現像ローラーと感光体ドラムとの間に一
定の空間ギャップを設けて現像ローラー上の非磁性トナ
ーを飛翔させて現像する非接触型の非磁性一成分現像方
法とがある。接触型、非接触型いずれの現像方式におい
ても、現像ローラー上に現像剤の薄層を均一に形成しな
ければならないため、現像剤と層規制部材との間隔が非
常に狭く設計されている。

【０００４】その結果、従来の非磁性一成分現像方法で
は、現像剤に与えられる機械的負担が大きく、現像剤が
その接触、摺動により発生する摩擦熱により層規制部材
に融着するという問題を発生させていた。現像剤が層規
制部材に融着すると、現像剤の摩擦帯電性が損なわれ、
現像剤は帯電しづらくなり、その結果、非画像部に現像
剤が付着する現像いわゆるかぶりや現像機から現像剤が
吹き出すいわゆる飛散の問題を生じていた。

【０００５】更に近年、省エネルギー化の観点から、ト
ナーを溶融定着する際の熱エネルギーは低く設定するこ
とが求められており、より低温で定着が可能な樹脂の選
択が必要とされている。

【０００６】従来、このような低エネルギー定着化に必
要なより低温で溶融する樹脂を配合したトナーは、機械
的な強度に劣るのが一般的であり、そのために上記のよ
うな非磁性一成分現像方法に適用すると層規制部材に融
着する現象が顕著となる。従って、機械的強度の維持に
よる融着防止と、低温定着性の向上という背反する特性
の両立化は必須の課題である。更に上記課題は、非磁性
一成分現像法のみならず、高速コピーに適用する二成分
現像剤でも同様である。

【０００７】すなわち、コピーの高速化は、現像の過程
でトナーとキャリアとの接触及び衝撃を強め、その結果
としてトナーはキャリアの表面に付着し易くなる。又、
高速化に伴ない、定着にはより多くの熱エネルギーが必
要となり、低エネルギー定着は必須の課題となってい
る。従って、いずれの現像方式に於ても、トナーの機械
的な強度向上と、低温定着性の両立化は将来にわたって
必須の課題となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る上記の実状に鑑みてなされたもので、磁性一成分現像
方式に使用する静電荷現像用トナーが層規制部材との接
触に於て、該層規制部材に融着せず、かぶりや飛散のな
い良好な現像性を得ることができ、ブレードクリーニン
グ性が良好であり、かつ、より低温で定着が可能である
静電荷現像用トナー及びその製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
点を解決するために鋭意検討した結果、主として非磁性
−成分現像法に於いて好適に用い得る静電荷現像用トナ
ー及びその製造方法を生み出した。

【００１０】すなわち、請求項１の発明は、重合性単量
体、着色剤及び重合体Ａを含有する分散相と、水性媒質
からなる連続相とが制御された比率で混合され重合乾燥
されてなる静電荷現像用トナーであって、該重合体Ａの
ガラス転移点Ｔｇが５５〜８０℃、高化式フローテスタ
ーによるフロー軟化温度Ｔｍが９５〜１５５℃、ＧＰＣ
による数平均分子量Ｍｎが３０００〜８０００であるこ
とを特徴とする静電荷現像用トナーであり、請求項２の
発明は、重合体Ａが少くともエポキシ樹脂又はポリエス
テル樹脂のうちの一種類であることを特徴とする請求項
１記載の静電荷現像用トナーで、請求項３の発明は、重
合体Ａが架橋成分を含まないことを特徴とする請求項１
記載の静電荷現像用トナーであり、請求項４の発明は、
重合開始剤の残渣が１０００ｐｐｍ以下であることを特
徴とする請求項１記載の静電荷現像用トナーであり、請
求項５の発明は、トナー粒子の最小外接円の半径をＲ
ｌ、トナー粒子の最大内接円の半径をＲｓとするときＰ
ｓ＝Ｒｌ／Ｒｓで示される異形化度Ｐｓが１．１以上
１．４未満の範囲に最大頻度が存在し、Ｐｓが１．４以
上のトナー粒子が１０個数％以上含まれ、かつＰｓが
２．０以上のトナー粒子が３個数％以上含まれ、更にト
ナー粒子の投影面積をＳ，トナー粒子の周囲長をｌとす
るときＳｆ＝（４πＳ）／ｌ^２で表されるトナー粒子の
投影面積（形状係数）Ｓｆが０．６５≦Ｓｆ≦１．０に
あることを特徴とする請求項１、２もしくは３記載の静
電荷現像用トナーである。

【００１１】又、上記トナーを製造する方法に関して、
請求項６の発明は、重合性単量体、着色剤及び重合体Ａ
を含有する分散相と、水性媒質からなる連続相とをそれ
ぞれ独立した槽中に保持し、かつそれぞれ独立した経路
を通して、両者を制御された比率で連続的に造粒機に供
給し、所望の大きさの重合性液滴群を有する懸濁液を調
整した後、該懸濁液を重合槽中に導いて重合反応させた
後、乾燥することにより得られる静電荷現像用トナーの
製造方法であって、該重合体Ａのガラス転移点Ｔｇが５
５〜８０℃であり、高化式フローテスターによるフロー
軟化温度Ｔｍが９５〜１５５℃であり、ＧＰＣによる数
平均分子量Ｍｎが３０００〜８０００であることを特徴
とする静電荷現像用トナーの製造方法であり、請求項７
の発明は、分散相中に、重合性単量体としてＣＨ_２＝Ｃ
ＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３（但しｎは１０〜１８の整
数）と、他の重合性単量体とを用い、重合槽中で共重合
させて得られるグラフトポリマーを含有させることを特
徴とする請求項６記載の静電荷現像用トナーの製造方法
であり、請求項８の発明は、乾燥工程後重合体Ａのガラ
ス転移点Ｔｇ以上であって、かつＴｇ＋１０℃以下の温
度範囲でトナーの加熱処理を行なうことを特徴とする請
求項６もしくは７記載の静電荷現像用トナーの製造方法
であり、請求項９の発明は、重合体Ａが架橋成分を含ま
ないことを特徴とする請求項６記載の静電荷現像用トナ
ーの製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の静電荷現像用トナ
ーが適用される非接触型の非磁性一成分現像方法に使用
する現像装置の概略構成図である。図１に於て、２１は
感光体ドラム、２２はホッパー、２３は静電荷現像用ト
ナー、２４は層規制部材、２５は静電荷現像用トナーを
担持する弾性体を使用した現像ローラー、２６は静電荷
現像用トナーの洩れ防止部材、２７は攪拌機である。こ
の現像装置に於いては、感光体ドラム２１上には、公知
の電子写真法によって静電潜像が形成される、又ホッパ
ー２２内には静電荷現像用トナー２３が収容されてお
り、静電荷現像用トナー２３は、層規制部材２４によっ
て現像ローラー上に一定の層厚みになるように担持され
るとともに層規制部材２４との摩擦により電荷が付与さ
れる。

【００１３】現像ローラー２５は感光体ドラム２１と１
２０〜３００μｍの間隙を介して設置するか、もしくは
直接接触するように設置されている。なお、非接触で現
像する場合には、現像ローラー２５は、必ずしも弾性体
である必要はなく、アルミニウム製等の金属ローラーを
用いることも可能である。

【００１４】該現像ローラー２５には、直流または交流
電圧のバイアスを印加する。現像ローラー２５に担持さ
れた静電荷現像用トナーは、現像ローラー２５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２１と
現像ローラー２５との電位差によって感光体ドラム２１
の表面に現像され、非接触で静電潜像の顕像化が行われ
る。

【００１５】次に本発明でいう静電荷現像用トナーにつ
いて詳述する。本発明の静電荷現像用トナーは、重合性
単量体に着色剤と重合体Ａとを分散させた分散液に重合
開始剤を加えた後、水性媒質中で重合性単量体を懸濁重
合して得た着色粒子である。本発明に用いられる重合性
単量体としては、例えば下記の化合物があげられる。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、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニ
ルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルス
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−ｎ−オクチル
スチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルス
チレン等のスチレン及びその誘導体；エチレン、プロピ
レン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン不飽和モノ
オレフィン類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニ
ル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等の有機酸
ビニルエステル類；メタクリル酸、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタ
クリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタ
クリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタ
クリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチル
アミノエチル等のメタクリル酸及びその誘導体；アクリ
ル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロ
ピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリ
ル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル
等のアクリル酸及びその誘導体；ビニルメチルエーテ
ル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニル
ケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾー
ル、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等の
Ｎ−ビニル化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等。これら
のモノマーは、単独で、あるいは二種以上を組み合せて
用いられる。スチレンまたはスチレン誘導体を単独であ
るいは他のモノマーと混合して用いることが、非磁性ト
ナーの環境特性及び耐久性を高める上で好ましい。

【００１６】又、着色剤としては、例えば、カーボンブ
ラック、アセチレンブラック、ランプブラック、チャネ
ルブラック、アニリンブラック等の黒色着色剤や、有彩
色であればファーナルブルー、パーマネントブルー、ニ
グロシンブルー、フタロシアニン系シアン色顔料、ロー
ズベンガル、キサンテン系マゼンタ色染料、キナクリド
ン系マゼンタ色顔料、モノアゾ系赤色顔料、ジスアゾ系
黄色顔料等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。

【００１７】本発明で用いられる重合体Ａとしては、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ス
チレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、シリコーン
樹脂等が使用できるが、中でもトナーの機械的強度が良
好なことからエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂のう
ち、少なくとも一種類を用いることが好ましい。重合体
Ａはそのガラス転移点Ｔｇが５５〜８０℃であり、高化
式フローテスターによるフロー軟化温度Ｔｍが９５〜１
５５℃であり、ＧＰＣによる数平均分子量Ｍｎが、３０
００〜８０００であることが必要である。

【００１８】又、上記条件を満たす重合体Ａを分散相に
配合した本発明のトナーは、非常に機械的に強度が良好
となり、課題の一つである層規制部材への融着がなく、
良好な現像性が得られることが判明した。この原因は必
ずしも明確ではないが、これら重合体Ａは、トナー粒子
の表層部に集中して存在していると考えられ、機械的強
度向上に非常に有効となるものと推測される。

【００１９】本発明者等の検討では、重合体Ａのガラス
転移点Ｔｇが５５℃未満の場合、融着が発生し易く、８
０℃を超すと良好な定着性が得られないことが判った。
同じくフロー軟化温度Ｔｍが９５℃未満の場合には、融
着が発生し易く、１５５℃を超す場合には、定着性を悪
くすることが判った。尚、本発明でいうＴｇは、島津製
作所製のＤＳＣの吸熱カーブにおける吸熱開始温度（シ
ョルダー値）とピーク値の中間点の温度を意味するもの
である。同じくＧＰＣによる数平均分子量Ｍｎが３００
０未満の場合は、融着が発生し易く、Ｍｎが８０００を
超す場合には、定着性が悪くなることが判った。なお、
本発明に於ては、重合体Ａの酸価は、その値が高い程、
トナー粒子の表層部には重合体Ａが偏在し易いが、トナ
ー特性としてはこれらの値が高い場合は、環境特性に劣
るため、重合体Ａの酸価はできるだけ低いことが望まし
いことが判った。本発明者らの検討では、酸価は２０ｍ
ｇ／ＫＯＨｍｇ以下が望ましいことが判った。

【００２０】又、本発明でいう重合体Ａには架橋成分を
含まないことが好ましい。何故ならば、該架橋成分は分
散相中に於いて重合性単量体に溶解しにくいため、造粒
後の粒子の表面が均一に生成されず、従ってトナーとし
ての諸特性に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。

【００２１】ここで架橋成分とは、テトラヒドロフラン
（以下ＴＨＦという）へ重合体Ａを溶解した場合に、ゲ
ル成分が認められないものを意味する。具体的には、遠
心管に１００ｍｇの重合体ＡとＴＨＦ２５ｃｃを入れて
攪拌後２４時間放置し、その後１５０００ｒｐｍにて１
０分間遠心分離し、その後２０ｃｃの上澄み液を捨て、
２０ｃｃのＴＨＦを投入し、その後同一条件で遠心分離
後、２０ｃｃのＴＨＦを追加し、同一条件で遠心分離
後、２０ｃｃの上澄み液を捨てる。その後、８０℃のウ
オーターバスでＴＨＦを蒸発後、９０℃の乾燥機で１２
時間乾燥後の残量をゲル分と定義する。又実質的にゲル
分を含まないとは、この測定に於いてゲル分率が５％以
内であることを言う。

【００２２】本発明に於いては、重合開始剤の残渣が、
１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。重合開始剤
の残渣が１０００ｐｐｍを超すと、定着時に、トナーか
ら異臭が発生するばかりでなく、発煙現象を発生させる
ことがある。上記の発煙現象は、主として重合開始剤の
残渣によるところが大きい。

【００２３】従来の混練粉砕法に於いては、樹脂中の重
合開始剤の残渣は、溶融混練時に、揮発除去することが
可能であり、上記のような発煙現象は、問題とならなか
ったが、重合法トナーに於いては、重合開始剤を揮発除
去する工程を導入することは極めて困難である。重合開
始剤の使用量は、極力少なくすることが望ましく、又、
重合率を高めるための、重合条件の最適化の他、残渣が
少ない重合開始剤の選択が重要である。

【００２４】次に、請求項５で特定する静電荷現像用ト
ナーを、図２によって説明する。先ず請求項５で特定す
る静電荷現像用トナーを光学顕微鏡で１５０倍に拡大し
て撮像した粒子像を、当該請求項でいうトナー粒子と定
義した場合、該トナー粒子の １）Ｐｓ＝Ｒｌ／Ｒｓで示される異形化度（Ｐｓ）と、 ２）Ｓｆ＝（４πＳ）／ｌ^２で示される形状係数（Ｓ
ｆ） が次の条件を満たすことが好ましい。但し図２に示すよ
うに、Ｒｌはトナー粒子１１の最小外接円の半径を、Ｒ
ｓはトナー粒子１１の最大内接円の半径を、Ｓはトナー
粒子の投影面積を、又、ｌはトナー粒子１１の周囲長を
意味する。尚、Ｐｓ測定及びＳｆ測定に当たってのサン
プリング頻度は２００以上とする。 （１）異径化度（Ｐｓ）の好ましい条件 ・１．１以上１．４未満の範囲に最大頻度が存在するこ
と。 ・１．４以上のトナー粒子が１０個数％以上含まれ、か
つ２．０以上のトナー粒子が３個数％以上含まれるこ
と。 （２）形状係数（Ｓｆ）の好ましい条件 ・０．６５≦Ｓｆ≦１．０の関係を満たすこと。

【００２５】Ｐｓが１．１〜１．４の範囲のトナー粒子
は、比較的球に近い形状であり、現像器においてトナー
粒子が受けるストレスが低く、ブレードクリーニング性
も真球に近いＰｓが１．０〜１．１程度のトナー粒子よ
りも良好である。

【００２６】但し、トナーが高帯電を有する場合には、
感光体へのトナー粒子の付着が高まり、ブレードクリー
ニングしにくくなる場合がある。このような場合に於い
ても、Ｐｓが１．４以上の比較的異形化度が高いトナー
粒子を１０個数％以上含有することで、ブレードクリー
ニング性と、現像部におけるトナー融着を抑制すること
ができる。又、更に望ましくは、Ｐｓが２．０以上のト
ナー粒子を３個数％以上含有することで、ブレードクリ
ーニング性の更なる向上が可能であり、現像部における
トナー融着の防止と、ブレードクリーニング性の両立化
レベルの向上を果たすことが可能となる。

【００２７】又、形状係数Ｓｆ値に関しては、０．６５
≦Ｓｆ≦１．０の範囲であることが望ましい。Ｓｆ値が
０．６５未満であると、粒子のラウンドエッジ化が不充
分であり、異形化度Ｐｓ値が所望の範囲であっても、層
規制部材へのトナー融着を発生する場合がある。

【００２８】ところで、以上のような形状自体に分布を
持たせる方法については、懸濁重合法の場合であれば、
加温造粒工程における加熱温度や加熱時間の調整によ
り、任意に制御が可能であるが、懸濁時の粒度によって
も形状の分布状態は左右される。

【００２９】次に、本発明の製造方法について説明す
る。まず重合性単量体、着色剤及び重合体Ａを含む分散
液を調製する。この時、着色剤を重合性単量体に均一に
分散させるため分散液に有機過酸化物を加えることが好
ましい。特に最も長い炭素原子鎖の炭素数が１３以上の
アルキル基を有する有機過酸化物が好ましい。このよう
な有機過酸化物としては、例えば下記の化合物が挙げら
れる。ステアリルパーオキシド、パルミチルパーオキシ
ド、ベヘニルパーオキシド、ミリスチルパーオキシド、
ステアリルパーオキシフェノキシアセテート、ミリスチ
ルパーオキシフェノキシアセテート、α−クミルパーオ
キシステアレート、α−クミルパーオキシミリスチレー
ト、ｔ−ブチルパーオキシステアレート、ｔ−ブチルパ
ーオキシミリスチレート、α−クミルパーオキシベヘネ
ート、α−クミルパーオキシセチレート、ｔ−ブチルパ
ーオキシベヘネート、ｔ−ブチルパーオキシセチレート
等、上記の有機過酸化物の使用量は、重合性単量体１０
０重量部に対して０．０１〜１０重量部好ましくは、
０．１〜５重量部である。

【００３０】着色剤を重合性単量体中に分散させる方法
としては、分散液を攪拌しながら加熱する方法が用いら
れる。その際、超音波分散機等を併用してもよい。加熱
温度は４０〜１４０℃であり、加熱時間は３０分ないし
数時間である。次いで分散液に重合開始剤を加え、水性
媒質中で重合性単量体を懸濁重合させると非磁性トナー
が得られる。

【００３１】本発明に用いられる重合開始剤は、重合性
単量体に可溶であることが好ましい。このような重合開
始剤としては、２，２′−アゾビスイソブチロニトリ
ル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニト
リル）、２，２′−アゾビス−４−メトキシ−２，４−
ジメチルバレロニトリル、その他のアゾ系またはジアゾ
系重合開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチ
ルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカー
ボネート、その他の過酸化物系重合開始剤等が挙げられ
る。

【００３２】本発明に於いては、分子量及び分子量分布
を制御する目的で、又は反応時間を制御する目的で、上
記の重合開始剤の２種以上を組み合わせて用いることが
好ましい。又、必要に応じて過硫酸アンモニウム、過硫
酸カリウム等の水溶性重合開始剤を併用してもよい。重
合開始剤の使用量は、重合性単量体１００重量部に対し
て通常０．１〜２０重量部、好ましくは１〜５重量部で
ある。重合開始剤が０．１重量部未満では、生成物重合
体の分子量が非磁性トナーとしての特性を満足しないほ
ど分子量が大きくなり、一方、重合開始剤が２０重量部
を超えると、重合生成物の分子量が小さくなり過ぎるた
め好ましくない。又、２０重量部を超えると前記の如
く、重合開始剤に由来する残渣が増加し、定着時におけ
る発煙など、好ましくない現象を生ずる。

【００３３】前記の懸濁重合反応は懸濁安定剤の存在下
に行うことが好ましい。一般に懸濁重合では懸濁安定剤
として分子中に親水性基と疎水性基を有する界面活性剤
が多く用いられる。懸濁安定剤は親水性基として、水酸
基、カルボキシル基及びその他、スルホン酸及びその塩
等の極性基を有し、疎水性基として、脂肪酸及び芳香族
等の無極性基で構成されており、造粒工程により形成さ
れた単量体組成物粒子の合一を防ぎ、安定化する能力を
有する。このような懸濁安定剤としては例えば、ポリビ
ニルアルコール、カゼイン、ゼラチン、メチルセルロー
ス、メチルハイドロキシプロピルセルロース、エチルセ
ルロース等のセルロース誘導体、澱粉及びその誘導体、
ポリ（メタ）アクリル酸及びそれらの塩等があげられ
る。これらの懸濁安定剤は、重合反応中は溶剤表面を被
覆し液滴の合一、集塊を防止する働きをしている。

【００３４】また、本発明の静電荷現像用トナーの製造
にあたっては、耐ブロッキング性、耐久性改善のため、
ジビニルベンゼン等の架橋剤を添加し懸濁重合を行って
もよい。さらに必要に応じて、電荷調節剤を添加しても
よい。このような電荷調節剤としては、正帯電性であれ
ば、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム塩等、負帯
電性であれば、カルボキシル基、スルホン酸エステルま
たは含窒素基を有する有機化合物の金属媒体、含金属染
料等がある。本発明において、懸濁重合反応は、通常、
重合温度５０℃以上で行われ、重合開始剤の分解温度を
考慮して温度を設定する。設定温度が高すぎると、重合
開始剤の急激な分解が生じ、分子量等に影響を与えるた
め好ましくない。そのほか水性媒質中に塩化ナトリウ
ム、硫酸ナトリウム等の中性塩を乳化防止の目的で加え
てもよい。また造粒工程により形成された単量体組成物
粒子の合一を防ぐ目的で、グリセリン、エチレングリコ
ール等の増粘剤を加えてもよい。

【００３５】重合体Ａとしては段落１７で述べた各種の
重合体が用いられるが、中でもエポキシ樹脂又はポリエ
ステル樹脂のうちの少なくとも１種類を用いることが好
ましい。これらの重合体Ａを用いた場合、本発明者らの
検討結果ではトナーの機械的な強度が非常に良好になる
ことが判明した。

【００３６】通常の懸濁重合に於いては、懸濁物として
のトナー組成物の液滴は、その全てが球形となる。本発
明に於いては、造粒工程に於いて得られる懸濁物を適当
な加温条件下で複数回、懸濁物を造粒工程に通すこと
で、本発明の目的の一つである非球形のトナー粒子群を
得ることができる。

【００３７】この際に、重合開始剤の分解温度以上に、
懸濁液を加温することが必要である。加温条件は、上記
のように、重合開始剤の分解温度以上であれば問題ない
が、より短時間で球状制御を行なう上からは望ましい。
なお、本発明に於ける造粒工程は、特定のものでなくて
も、懸濁液に一定のストレス場が加る方法であれば、そ
の方式を問わない。例としては特殊機化社製「ＴＫホモ
ミキサー」、ホモジナイザーシンキー社製「脱泡ミキサ
ー」などが挙げられる。

【００３８】更に本発明に於いては、一般式ＣＨ_２＝Ｃ
ＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３（式中ｎは１０〜１８の整
数）……式（１）で表わされる化合物と、重合性単量体
を反応させることにより得られるグラフトポリマーを含
有することを特徴とする。

【００３９】該グラフトポリマーを用いる第一の理由
は、熱定着ローラーに於けるローラーとトナーの間での
オフセット現象を防止することにある。但し、ｎが１０
未満の場合には、充分な離型効果が得られるが、ｎが１
８を超す場合には、重合性単量体の式（１）の化合物の
相溶性が悪化し、特にカラートナーへ適用した場合に透
明性を損う。又、式（１）の化合物は重合性単量体１０
０重量部に対して、０．５重量部以上１０重量部未満配
合されることが望ましい。更に望ましくは、０．５重量
部以上で５重量部未満が好適である。０．５重量部未満
であると、離型効果が低下し、オフセット現象が発生し
易くなる。１０重量部以上であると、重合性単量体に対
する式（１）の化合物の相溶性が悪化し、透明性を損ね
る場合がある。

【００４０】本発明に於いて、用いられる式（１）の化
合物は、本発明に於ける懸濁重合法に於いて、式（１）
のビニル基が、重合性単量体と反応して、重合性単量体
による重合体にグラフト化することで、トナーに良好な
離型性を付与するとともに、トナー粒子からの脱離によ
る現像器の汚染を防止することができる。また前記のよ
うに、相溶性が容易であることから、トナー粒子中でワ
ックスが相分離せず、良好な透明性を得ることができ、
離型性と透明性の両立を実現することができる。なお、
式（１）の化合物としては、例えば（株）日本触媒より
上市されている商品名「ＳＴ−１００」（ｎ＝１８）等
が本発明に使用される。

【００４１】更に、本発明に於いては、乾燥工程終了
後、「重合体ＡのＴｇ≦加熱温度≦重合体ＡのＴｇ＋１
０℃」の範囲でトナーの加熱処理を行うことが好まし
い。重合過程においては、サブミクロン領域の粒子径を
有する超微粒子を発生する場合がある。該超微粒子の発
生メカニズムは必ずしも明らかではないが、懸濁液滴中
から親水性の高い組成成分が水槽の連続相中に移行して
生成すると考えられる。該超微粒子が、トナー中に混入
したままでは、非磁性一成分現像の場合は、相規制部材
や、現像ローラーに融着する場合が出る。

【００４２】本発明者らの検討結果では乾燥工程終了
後、トナーを重合体ＡのＴｇとＴｇ＋１０℃の範囲内
で、適当な時間だけ加熱することにより、該超微粒子
が、トナー表面に固着し、現像器の層規制部材や、現像
ローラーへの融着が解消されることが判明した。

【００４３】また、本発明の製造方法では、段落２０で
述べたとおり、重合体Ａには架橋成分を含まないことが
好ましい。本発明の静電荷現像用トナーには、その流動
性向上を主目的として各種の外添剤が使用可能である。
具体的には、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜
鉛、マグネタイトなど金属酸化物微粒子の他、滑剤とし
て、脂肪族金属塩、シリコーンオイルなどを用いること
ができる。

【００４４】この他にも、スチレン重合体、スチレンア
クリレート共重合体、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）
などの有機微粒子等を外添剤として用いることができ
る。特にシリカ、アルミナなどの金属酸化物を用いる場
合は、その一次粒子径が小さいものを主体として、それ
よりも大きな粒子径を有する外添剤を複数種併用するこ
とが望ましい。

【００４５】本発明者らの知見によれば、外添剤の粒子
径が小さい程、現像剤の流動性が向上するが、同時に、
層規制部材からトナーが受ける機械的ストレスも大きく
なり、外添剤がトナー表面に埋没しやすくなる。この場
合に、比較的大粒子径の外添剤を小粒子径の外添剤に併
用することで、外添剤のトナー表面内への埋没が抑制さ
れ、連続撮像時に於いても流動性の劣化が少ない良好な
電子写真特性が維持される。

【００４６】トナーの表面に前記の外添剤を付着させる
手段としては、トナーと前記外添剤とを、所定の比率で
混合して、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、ス
ーパーミキサー等の攪拌機を用いて攪拌する方法が挙げ
られる。なお、本発明に於いて、トナーの表面に外添剤
が付着しているとは、トナーの表面に外添剤がまぶされ
て付着した状態と、トナーの表面に、外添剤の少なくと
も一部が埋没して固着した状態をいう。この場合、外添
剤を埋没して、固着させるには、奈良機械製作所製のナ
ラハイブリダイゼーションシステムや、ホソカワミクロ
ン社製のオングミル等の表面改質手段が有効である。

【００４７】本発明の静電荷現像用トナーは、体積平均
粒子径で１２μｍ以下、好ましくは、３〜９．５μｍの
粒子径を有するものがよい。体積平均粒子径が３μｍ未
満であると、十分な流動性が得られない。一方、９．５
μｍより大きいと細線、文字等の画素の再現性が悪くな
る。

【００４８】

【作用】非磁性一成分現像方式に使用されるトナーに
は、層規制部材や、現像ローラーへのトナーの融着を防
ぐために、トナー表面の機械的強度が高く、かつトナー
が局部的な機械的ストレスを受けにくい形状であること
が要求される。ただし、トナー表面の機械的強度を単に
向上した場合には、トナー表面の熱特性、及び分子量設
計によっては、定着性を悪くする場合がある。一方、ト
ナー形状に関しては、ラウンドエッジ化、あるいは球形
化により現像部においてトナーが受ける機械的ストレス
は低減できるが、ブレードクリーニング性は悪化する傾
向がある。本発明は、このような従来技術の経緯により
達成されたものであり、その要旨を改めて整理すると次
の２点に集約される。

【００４９】第一に、本発明を構成する懸濁重合法によ
る静電荷現像用トナーは、分散相中に特定の重合体Ａ，
すなわちＴｇが、５５〜８０℃であり、フロー軟化点Ｔ
ｍが９５〜１５５℃であり、数平均分子量Ｍｎが３００
０〜８０００である、好ましくはエポキシ樹脂またはポ
リエステル樹脂からなる重合体を含有させることによ
り、トナーの融着の防止と、定着性の向上が両立できる
ことが可能となった。

【００５０】第二に、本発明では、トナー粒子の異形化
度Ｐｓの分布と、形状が係数Ｓｆを制御し、乾燥工程後
において、トナーの加熱処理を行いサブミクロン領域の
超微粉をトナー粒子に固着することで現像部における融
着の解消と、良好なブレードクリーニング性を同時に満
足することができた。以上の第一と第二の本発明の作用
効果から、本発明を構成するトナーは、現像部での融着
がなく、従って、カブリや飛散などの問題点がなく、ブ
レードクリーニング性が良好な、しかも、極めて、良好
な定着性を有するものである。

【００５１】

【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を説明する。
なお、実施例において、部とは重量部を示す。なお又、
図３及び図４は本発明の製造方法を説明する説明図であ
る。図３において、３１は連続相槽、３２は分散相槽、
３３は重合槽、３４は定量ポンプ、３５は造粒機、３６
は凝縮機、３７は加熱用ジャケットであり、重合性単量
体及び着色剤は分散相槽３２に、水性媒質からなる連続
相は連続槽３１に、投入され、別の経路で一定の比率に
なるように、定量ポンプ３４で送られる。その際造粒機
３５により造粒されて、重合槽３３に導かれている。分
散相槽３２、重合槽３３には上部に凝縮機３６を設け
て、揮発成分の逸散を防止している。

【００５２】図４は本発明において用いられる造粒機の
代表例で、図３で得られた分散液を分散液吐出口３９よ
り装置内に吐出させる。装置の上部中心には、回転軸３
８があり、該回転軸３８の下部には攪拌翼４０、剪断領
域４１、排出規制用間隙４２を有し、内部を攪拌するよ
うになっており、下部の中央に分散相供給口４４、その
周囲に連続相供給口４３を設け、両者を、分散液と共に
前記攪拌翼で攪拌し、剪断力により、微粒子にするよに
なっている。以下このような装置を用いた実施例及び比
較例について説明する。

【００５３】実施例１ 連続相としてポリビニルアルコール（東京化成社製、重
合度約２０００、ケン化度約８０％）を水に対して１
％、硫酸ナトリウムを水に対して３％の水溶液となるよ
う調製し、図３に示す連続相槽３１に入れた。又、分散
相としてスチレン４０００ｇ、及びアクリル酸ブチル１
０００ｇからなる単量体組成物にガラス転移点Ｔｇが６
８℃であり、フロー軟化点Ｔｍが１０３℃であり、数平
均分子量Ｍｎが３４００の非架橋型のポリエステル樹脂
を投入し、溶解した後、２，２′−アゾビスイソブチロ
ニトリル４０ｇを溶解させた混合液を調製し、この混合
液に銅フタロシアニンブルー（山陽色素社製、商品名Ｋ
ＲＧ）４００ｇを分散させた。更にこの混合液に、荷電
制御剤１００ｇ（保土谷化学工業社製 商品名ＴＮ−１
０５）及び式（１）で示される化合物（ｎ＝１５〜１
８）を２００ｇ投入して、超音波分散機により３０分間
分散させた。この混合液を図３に示す分散相槽３２に入
れた。次に、分散相（単量体組成物）を１００ｍｌ／分
の流量、連続相を４００ｍｌ／分の流量で１０分間造粒
機３５に供給した。造粒機３５は５０ｍｍの直径の回転
部を有するものを使用し、１００００ｒｐｍの条件にて
前記分散相と連続相との混合液を攪拌し、透過型測定顕
微鏡の観察で平均して８μｍの液滴群を得た。

【００５４】以上の操作により得られた懸濁物を、９０
℃に加熱した後、攪拌機２７（シンキー社製 ＨＸ−２
０１）にて２０分間攪拌した。次に、該分散液を、ター
ビン型攪拌翼で３００ｒｐｍで攪拌しながら図３に示す
重合槽３３中に導き、８時間反応させた。その後重合体
粒子を遠心脱水機により分離し、充分水洗した後乾燥さ
せた。得られた粒子を７３℃にて３時間加熱し、次に該
粒子２０００ｇに対し、流動性向上剤として疎水性シリ
カ（ヘキスト社製、Ｈ−２０００／４）を１０ｇ添加
し、ヘンシェルミキサーで２分間攪拌して本発明による
静電荷現像用トナーを得た。

【００５５】得られたトナーの重合開始剤に由来する残
渣は、３５ｐｐｍであった。又、最大頻度を示すＰｓ
は、１．３であり、Ｐｓ１．５以上の比率は２．３％、
Ｐｓ２．０以上は、４．０個数％であった。又、形状係
数Ｓｆは０．８１であった。なお、得られたトナーの体
積平均粒子径（ｄ５０％径）は６．９μｍであった。

【００５６】実施例２ 重合体Ａとしてガラス転移点Ｔｇが６２℃，フロー軟化
温度Ｔｍが１１０℃，数平均分子量Ｍｎが３５００のエ
ポキシ樹脂を用い、乾燥後の加熱温度を６７℃とした他
は実施例１と同様にして、本発明の静電荷現像用トナー
を得た。得られたトナーの重合開始剤に由来する残渣は
４５ｐｐｍであった。又、最大頻度を示すＰｓは、１．
２５であり、Ｐｓ１．５以上の比率は１９．５％、Ｐｓ
２．０％は３．６個数％であった。なお、トナーの体積
平均粒子径（ｄ５０％径）は７．１μｍであった。

【００５７】実施例３ 重合体ＡとしてＴｇが６８℃，高化式フローテスターに
よるフロー軟化点が１３５℃であり、ＧＰＣによる数平
均分子量が５５００であるポリエステル樹脂を用い、加
熱後の加熱温度を７５℃とした他は実施例１と同様にし
て、本発明の静電荷現像用トナーを得た。得られたトナ
ーの重合開始剤に由来する残渣は４１ｐｐｍであった。
又、最大頻度を示すＰｓは１．４であり、Ｐｓ１．５以
上の比率は２４．１％、Ｐｓ２．０以上の比率は４．７
％であった。なお、トナーの体積平均粒子径（ｄ５０％
径）は、７．３μｍであった。

【００５８】比較例１ 重合体Ａを用いず、乾燥後の加熱処理を行わない以外
は、実施例１と同様にして比較用の静電荷現像用トナー
を得た。

【００５９】比較例２ ガラス転移点Ｔｇが５３℃、フロー軟化点が９１℃、数
平均分子量Ｍｎが、３１００のポリエステル樹脂を用
い、加熱温度を６３℃とした以外は、実施例１と同様に
して、比較用の静電荷現像用トナーを得た。

【００６０】比較例３ ガラス転移点Ｔｇが８５℃、フロー軟化点Ｔｍが１６２
℃、数平均分子量Ｍｎが８４００のポリエステル樹脂を
用い、加熱温度を９０℃とした以外は、実施例１と同様
にして、比較用の静電荷現像用トナーを得た。

【００６１】実施例４ 実施例１において、乾燥後の加温を行わない以外は実施
例１と同様にして本発明の静電荷現像用トナーを得た。
これにはサブミクロン領域の粒子が若干混入しているこ
とがＳＥＭ確認から判明したが実用上支障はなかった。

【００６２】実施例５ ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３（ｎは１０〜１
８の整数）と重合性単量体を反応させることにより得ら
れるグラフトポリマーと含有しないこと以外は実施例１
と同様に本発明の静電荷現像用トナーを得た。

【００６３】以上の操作で、得られた静電荷現像用トナ
ーを用いて、市販のレーザービームプリンター ＬＰ１
０６０ ＳＰ−３機（リコー社製）を使用し、プリント
テストを行った。実施例１〜５の静電荷現像用トナー
は、いずれも層規制部材に現像剤が実用上支障をきたす
程度には融着しなかった。以下、評価結果を表１に示
す。

【００６４】

【表１】

【００６５】ここで、各評価項目は、 １．画像濃度：ベタ画像部をマクベス反射濃度計で測定
した。 ２．かぶり：非画像部のプリント前後の白色度差をハン
ター色差計で測定した。 ３．融 着：層規制部材、及び現像ローラーへのトナー
の融着状態を、光学顕微鏡を用いて観察し、以下の基準
で、判断した。 ○：３０００枚撮像後、融着発生が認められない △：３０００枚撮像後、層規制部材、もしくは、現像ロ
ーラーのいずれかに若干融着が発生するが、実用上支障
ない程度である。プロセス方向へのスジは認められな
い。 ×：３０００枚撮像後、層規制部材及び前面ヘ゛タ画像に
おいて、プロセス方向へのスジが発生する。

【００６６】４．クリーニング性 ○：３０００枚撮像後においてもクリーニング不良によ
るトナーのブレードからのすり抜けがない。 ×：３０００枚撮像において、クリーニング不良が発生
し、クリーニング不良による画像欠陥が認められる。

【００６７】５．定着性 定着性の評価は、市販の複写機（シャープ社製ＳＦ８３
００機）に用いられている定着ユニットを改造して得た
外部定着装置を用いて行った。なお、未定着の試験片
は、市販の２成分現像を用いた。複写機（三洋電機社製
商品名Ｚ−１３３）で作製した。 ◎非オフセット温度領域：オイルレスにて９５ｍｍ／ｓ
ｅｃに定着熱ローラーの周速を固定し、該ローラーへの
印加温度を１１０℃から２２０℃の間で変動させオフセ
ットが発生しない温度範囲を非オフセット温度領域とし
た。なお、画像パターンは定着方向へのリアフロント方
向へのベタ帯パターンとした。 ◎定着強度：階調パターンを用いて、未定着画像を撮像
し、定着オフセットと同様の条件にて定着した。ただし
定着温度は１６０℃とした。得られた定着画像を１ｋｇ
／ｃｍ^２の圧力下砂消しゴムで５往復擦った。擦る前の
画像濃度（Ｘ）と擦った後の画像濃度（Ｙ）とをマクベ
ス反射濃度計で測定し、下記式から定着強度を求めた。 定着強度（％）＝（Ｙ／Ｘ）×１００

【００６８】６．発煙現象 定着オフセットを確認する際の発煙の有無を観察した
が、いずれも発煙なし（○印）であった。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように懸濁重合
法によるトナーに特定の重合体を配合することで、現像
部材への融着がなく、ブレードクリーニング性及び、定
着性が良好なトナー特性を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための非接触型の非磁性一成
分現像装置の概略構成図

【図２】本発明の静電荷現像用トナーを解析してモデル
化したトナー粒子の断面図例

【図３】本発明で用いられる重合装置の一例を示す説明
図

【図４】本発明に用いられる造粒機の一例を示す説明図

【符号の説明】

１１ トナー粒子 ２１ 感光体ドラム ２２ ホッパー ２３ 静電荷現像用トナー ２４ 層規制部材 ２５ 現像ローラー ２６ 漏れ防止部材 ２７ 攪拌機 ３１ 連続相槽 ３２ 分散相槽 ３３ 重合槽 ３４ 定量ポンプ ３５ 造粒機 ３６ 凝縮機 ３７ 加熱用ジャケット ３８ 回転軸 ３９ 分散液吐出口 ４０ 攪拌翼 ４１ 剪断領域 ４２ 排出規制用間隙 ４３ 連続相供給口 ４４ 分散相供給口 ４５ 加熱攪拌機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥川 克弘 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所技術研究所内 (72)発明者 黒崎 雅有 静岡県静岡市用宗巴町３番１号 株式会社 巴川製紙所技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA15 AB06 AB09 CA04 CA07 CA08 CA18 DA07 DA10 EA03 EA05 EA06 EA07 FA07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合性単量体、着色剤及び重合体Ａを含
   有する分散相と、水性媒質からなる連続相とが制御され
   た比率で混合され重合乾燥されてなる静電荷現像用トナ
   ーであって、該重合体Ａのガラス転移点Ｔｇが５５〜８
   ０℃、高化式フローテスターによるフロー軟化温度Ｔｍ
   が９５〜１５５℃、ＧＰＣによる数平均分子量Ｍｎが３
   ０００〜８０００であることを特徴とする静電荷現像用
   トナー。
2. 【請求項２】 重合体Ａが少くともエポキシ樹脂又はポ
   リエステル樹脂のうちの一種類であることを特徴とする
   請求項１記載の静電荷現像用トナー。
3. 【請求項３】 重合体Ａが架橋成分を含まないことを特
   徴とする請求項１記載の静電荷現像用トナー。
4. 【請求項４】 重合開始剤の残渣が１０００ｐｐｍ以下
   であることを特徴とする請求項１記載の静電荷現像用ト
   ナー。
5. 【請求項５】 トナー粒子の最小外接円の半径をＲｌ、
   トナー粒子の最大内接円の半径をＲｓとするときＰｓ＝
   Ｒｌ／Ｒｓで示される異形化度Ｐｓが１．１以上１．４
   未満の範囲に最大頻度が存在し、Ｐｓが１．４以上のト
   ナー粒子が１０個数％以上含まれ、かつＰｓが２．０以
   上のトナー粒子が３個数％以上含まれ、更にトナー粒子
   の投影面積をＳ、トナー粒子の周囲長をｌとするとき、
   Ｓｆ＝（４πＳ）／ｌ^２で表されるトナー粒子の投影面
   積（形状係数）Ｓｆが０．６５≦Ｓｆ≦１．０にあるこ
   とを特徴とする請求項１記載の静電荷現像用トナー。
6. 【請求項６】 重合性単量体、着色剤及び重合体Ａを含
   有する分散相と、水性媒質からなる連続相とをそれぞれ
   独立した槽中に保持し、かつそれぞれ独立した経路を通
   して、両者を制御された比率で連続的に造粒機に供給
   し、所望の大きさの重合性液滴群を有する懸濁液を調製
   した後、該懸濁液を重合槽中に導いて重合反応させた
   後、乾燥することにより得られる静電荷現像用トナーの
   製造方法であって、該重合体Ａのガラス転移点Ｔｇが５
   ５〜８０℃であり、高化式フローテスターによるフロー
   軟化温度Ｔｍが９５〜１５５℃であり、ＧＰＣによる数
   平均分子量Ｍｎが３０００〜８０００であることを特徴
   とする静電荷現像用トナーの製造方法。
7. 【請求項７】 分散相中に、重合性単量体としてＣＨ_２
   ＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ _２）_ｎＣＨ_３（但しｎは１０〜１８
   の整数）と、他の重合性単量体とを用い、重合槽中で共
   重合させて得られるグラフトポリマーを含有させること
   を特徴とする請求項６記載の静電荷現像用トナーの製造
   方法。
8. 【請求項８】 乾燥工程後、重合体Ａのガラス転移点Ｔ
   ｇ以上であって、かつＴｇ＋１０℃以下の温度範囲でト
   ナーの加熱処理を行なうことを特徴とする請求項６もし
   くは７記載の静電荷現像用トナーの製造方法。
9. 【請求項９】 重合体Ａが架橋成分を含まないことを特
   徴とする請求項６記載の静電荷現像用トナーの製造方
   法。