JP2000321819A

JP2000321819A - 静電潜像現像用トナー

Info

Publication number: JP2000321819A
Application number: JP13456799A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nagahama; 均長濱; Toshihiko Murakami; 登司彦村上; Katsuaki Sumida; 克明隅田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリエステル樹脂とクロム錯体化合物からな
る荷電制御剤との帯電特性、耐オフセット性を十分に発
揮させることにより、長期にわたり地肌カブリがなく、
トナー飛散のない良好な複写画像を提供することができ
る静電潜像現像用トナーを提供することを目的とする。【解決手段】ポリエステル樹脂とクロム錯体化合物か
らなる荷電制御剤とを含有してなる静電潜像現像用トナ
ーであって、前記ポリエステル樹脂が、１５〜３０ｍｇ
ＫＯＨ／ｇの酸価と、４〜１７ｍｇＫＯＨ／ｇの水酸基
価を有する静電潜像現像用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像現像用ト
ナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、乾式現像法における二成分現像法
で使用される現像器のみならず、一成分現像法で使用さ
れるような電荷付与部材との接触頻度が小さい現像器又
は電荷付与部材の電荷付与能率が低い現像器においても
良好な摩擦帯電特性を示し、印字のにじみや非印字部の
地汚れを生じさせないために、電荷受容性の高いトナー
が提案されている（例えば、特開平５−７２８０５号公
報）。このトナーは、ポリエステル樹脂、着色剤及び帯
電制御剤から構成されており、ポリエステル樹脂として
は、酸価が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のもの、帯電制御剤
としては、以下の式

【０００３】

【化２】

【０００４】（式中、ＸはＣｌ、Ｂｒ、ＳＯ₂ＮＨ₂、
ＳＯ₂ＣＨ₃又はＳＯ₂Ｃ₂Ｈ₅であり、Ａ ⁺は炭素数８〜１
６の直鎖又は１個の酸素原子によって中断されていても
よい分岐のアルキルアンモニウムを表す。）を有するク
ロム錯体化合物が使用されている。

【０００５】上記トナーにおいて、ポリエステル樹脂の
酸価を１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とするのは、酸価が１５
ｍｇＫＯＨ／ｇ超えると、ポリエステル樹脂に含まれる
遊離状態のカルボキシル基が電子受容性を有するため、
トナー自身の負帯電性を向上させるものの、クロム錯塩
化合物のキレートを分解させやすくし、帯電制御剤とし
ての性能が十分発揮させることができなくなるためであ
る。特に、酸価が２５ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、トナ
ーの摩擦帯電量が飽和値に達するまでの時定数が大きく
なり、現像器内において十分な帯電量を得ることが困難
になる。一方、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の場合に
は、クロム錯体化合物が、カルボキシル基の影響により
キレート分解しなくなり、ポリエステル樹脂が有する負
極側への帯電容易性との相乗効果により、極めて良好な
帯電特性を示すこととなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリエステル
樹脂の酸化が１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすると、ポリエ
ステル樹脂の有する本来の負帯電性の優位性や耐オフセ
ット性の優位性を拘束することとなり、ポリエステル樹
脂の優位な特性を十分発揮させることができないという
問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、ポリエステ
ル樹脂本来の負帯電性や定着耐オフセット性を維持しつ
つ、かつ十分な帯電特性が得られ、カブリ、トナー飛散
等の問題が生じさせない静電潜像現像用トナーについて
鋭意研究を重ねた結果、静電潜像現像用トナーに含有さ
れるポリエステル樹脂の酸価と水酸基価とが、特に高温
高湿環境下の帯電特性に密接な関係があることを見出
し、本発明の完成に到った。すなわち、本発明によれ
ば、ポリエステル樹脂とクロム錯体化合物からなる荷電
制御剤とを含有してなる静電潜像現像用トナーであっ
て、前記ポリエステル樹脂が、１５〜３０ｍｇＫＯＨ／
ｇの酸価と、４〜１７ｍｇＫＯＨ／ｇの水酸基価とを有
する静電潜像現像用トナーが提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の静電潜像現像用トナー
は、主としてポリエステル樹脂とクロム錯体化合物から
なる荷電制御剤とを含有してなる。本発明の静電潜像現
像用トナーに使用されるポリエステル樹脂は、多塩基酸
と多価アルコールの重縮合によってエステル結合で連結
されているポリマーであり、飽和及び不飽和のいずれも
含まれる。ポリエステル樹脂の種類は特に限定されるも
のではなく、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、アルキ
ド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリアリレート等の種々のものが挙げら
れるが、不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエス
テル樹脂を構成する多塩基酸としては、特に限定される
ものではなく、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、
フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、メサコン酸、無
水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セパシン酸、テトラヒ
ドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラ
ブロモ無水フタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、無水
ヘット酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、
トリメリト酸、無水トリメリト酸、ピロメリト酸、無水
ピロメリト酸等、多価アルコールとしては、特に限定さ
れるものではなく、例えば、エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−
ブタンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，６
−ヘキサンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，
６−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチ
レングリコール、水素化ビスフェノールＡ、ポリオキシ
エチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化
ビスフェノールＡ、ビスフェノールジヒドロキシプロピ
ルエーテル、グリコール、グリセリン等の種々のものが
挙げられる。なお、これら多塩基酸及び多価アルコール
の種類は、それぞれ１種でもよいし、２種以上でもよ
い。

【０００９】本発明においては、ポリエステル樹脂が、
１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価と、４〜１７ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇの水酸基価とを有する。ここで、酸価とは、ポリ
エステル樹脂の末端のカルボキシル残基数を意味し、水
酸基価とは、ポリエステル樹脂の末端の水酸基残基数を
意味する。酸価は、ポリエステル樹脂におけるニ塩基酸
よりも多塩基酸（例えば、無水トリメリト酸等）の使用
割合を増大させる等により大きくすることができ、水酸
基価は、アルコール成分の末端基を削減することにより
行うことができる。例えば、無水マレイン酸を１〜５％
程度、無水トリメリット酸を１〜５％添加することによ
り、酸価を大きくすることができる。また、テレフタル
酸を微量調整することにより、水酸基価を上記の範囲に
調整することができる。また、芳香族環を有する多塩基
酸及び多価アルコールを用いたポリエステル樹脂は、耐
ブロッキング性が良好であり、好ましい。特に、芳香族
トリカルボン酸又はその誘導体を含むポリカルボン酸と
ポリオールとを反応させたポリエステル樹脂が好まし
い。

【００１０】本発明のポリエステル樹脂は、通常、有機
溶媒中、触媒の存在下、上記原料成分を用いて、脱水縮
合反応又はエステル変換反応を行うことにより得られ
る。この際の反応温度及び反応時間は、例えば、２０〜
２００℃で、１〜２４時間である。上記反応を行う際、
反応促進を目的に、エステル化触媒、エステル変換触
媒、例えば、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、酢酸鉛、三
酸化アンチモン等を使用することができる。

【００１１】本発明においては、例えば、無水マレイン
酸及び無水トリメリット酸を増量して、酸価の比較的大
きなポリエステル樹脂を用いることにより、耐オフセッ
ト性を向上させることができるとともに、負帯電性を向
上させることができる。また、水酸基価の比較的小さい
ポリエステル樹脂を用いることにより、吸湿性を抑制
し、帯電環境安定性を向上、つまり、高温多湿環境下で
も帯電安定性を得ることができる。

【００１２】また、本発明のポリエステル樹脂は、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が５５〜６５℃及び／又はメルトイ
ンデックス（ＭＩ）が０．１〜６．０ｇ／１０分である
ことが好ましい。これらの値をこの範囲にすることによ
り、耐ブロッキング性及び／又は耐オフセット性を向上
させることができる。また、本発明におけるクロム錯体
化合物からなる荷電制御剤としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、式

【００１３】

【化３】

【００１４】（式中、ＸはＣｌ、Ｂｒ、ＳＯ₂ＮＨ₂、
ＳＯ₂ＣＨ₃又はＳＯ₂Ｃ₂Ｈ₅であり、Ａ ⁺は炭素数８〜１
６の直鎖又は１個のヘテロ原子によって中断されていて
もよい分岐のアルキルアンモニウムである。）で表され
るクロム錯体化合物が挙げられる。ここで、「ヘテロ原
子」としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が挙げ
られる。なかでも、酸素原子が好ましい。「炭素数８〜
１６の直鎖のアルキルアンモニウム」としては、例え
ば、⁺ＮＨ₃Ｃ₁₂Ｈ₂₅、⁺ＮＨ₃Ｃ₁₄Ｈ₂₉等が挙げられる。
また、「炭素数８〜１６の１個のヘテロ原子によって中
断されていてもよい分岐のアルキルアンモニウム」とし
ては、例えば、⁺ＮＨ₃Ｃ₃Ｈ₆ＯＣ（Ｃ₂Ｈ₅）ＨＣ₄Ｈ₉、
⁺ＮＨ₃Ｃ₃Ｈ₆ＯＣＨ₂Ｃ（Ｃ₂Ｈ₅）ＨＣ₄Ｈ₉等が挙げら
れる。

【００１５】本発明の静電潜像現像用トナーにおいて
は、ポリエステル樹脂は、トナー全重量に対して、８０
〜９５重量％程度、さらに、８５〜９０重量％程度含有
することが好ましい。また、クロム錯体化合物は、トナ
ー全重量に対して、０．５〜５重量％程度、さらに、１
〜３重量％程度含有することが好ましい。また、本発明
の静電潜像現像用トナーには、さらに正荷電制御剤が含
有されていてもよい。ここで使用することができる正荷
電制御剤として、例えば、ニグロシン系染料、ピリジニ
ウム塩、アンモニウム塩又はこれらのレーキ化合物等が
挙げられる。正電荷制御剤は、トナー全重量に対して、
０．０５〜０．５重量％程度、さらに、０．１〜０．３
重量％程度含有することが好ましい。

【００１６】本発明の静電潜像現像用トナーは、上記の
成分の他に、通常、トナーに使用することができる定着
離型剤、着色剤、分散剤、磁性粉等の添加剤を含有して
いてもよい。また、ポリエステル樹脂以外の樹脂を併用
してもよい。定着離型剤としては、例えば、モンタン酸
エステルワックス等の天然ワックス、高圧法ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系ワックス、シ
リコーン系ワックス、フッ素系ワックス等が挙げられ
る。

【００１７】着色剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク、磁性粉、ニトロ系、スチルベンアゾ系、ジフェニル
メタン系、トリフェニルメタン系、メチン系、チアゾー
ル系、アントラキノン系、イミダミン系、アジン系、オ
キサアジン系、チアジン系、硫化染料系、インジゴイド
系、フタロシアン系等の有機染料や顔料等が挙げられ
る。

【００１８】分散剤としては、金属石鹸、ポリエチレン
グリコール等が挙げられる。磁性粉としては、鉄、コバ
ルト、ニッケル、クロム、マンガン等の金属又はこれら
の合金、二酸化クロム、三二酸化鉄、フェライト等の金
属酸化物等が挙げられる。

【００１９】樹脂としては、スチレン樹脂、スチレン−
アクリル共重合体樹脂、スチレン−アクリロニトリル共
重合体樹脂、アクリル樹脂、スチレン−無水マレイン酸
共重合体樹脂、スチレン−アクリル−無水マレイン酸共
重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹
脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン
変性ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００２０】なお、本発明の静電潜像現像用トナーは、
公知の方法、例えば、２軸混練機や、ヘンシェルミキ
サ、スーパーミキサ、メカノミル等の気流混合機等の加
熱混合可能な装置により、７０〜１８０℃程度の温度に
て溶融混練し、得られた混練物を冷却固化し、固化物を
ジェットミル等の粉砕機による粉砕する方法により製造
することができる。粉砕は、トナー粒子が５〜２５μｍ
程度の径、さらに、７〜１５μｍ程度の径になるように
行うことが好ましい。

【００２１】以下に、本発明の静電潜像現像用トナーの
実施例について説明する。実施例１ポリエステル樹脂１（酸価２５、水酸基価１１、三洋化
成工業（株）製）１００重量部、負荷電制御剤（Aizen
Spilon Black TRH、保土谷化学工業（株）製）１．５重
量部、カーボンブラック（MA-77 三菱化学（株）製）
５重量部、ポリプロピレン（ビスコール５５０Ｐ、三洋
化成工業（株）製）２重量部を混合し、二軸押出機にて
溶融混練後、冷却粉砕し、粒径８μｍのトナーを得た。
得られたトナーにシリカ（Ｒ９７２、日本アエロジール
社製）を０．５重量部添加し、実施例１のトナーを得
た。

【００２２】実施例２ポリエステル樹脂２（酸価２０、水酸基価１７、三洋化
成工業（株）製）を１００重量部用いる以外は実施例１
と同様の方法で実施例２のトナーを得た。

【００２３】実施例３ポリエステル樹脂３（酸価１５、水酸基価４、三洋化成
工業（株）製）を１００重量部用いる以外は実施例１と
同様の方法で実施例３のトナーを得た。

【００２４】比較例１ポリエステル樹脂４（酸価３２、水酸基価１８、三洋化
成工業（株）製）を１００重量部用いる以外は実施例１
と同様の方法で比較例１のトナーを得た。

【００２５】比較例２ポリエステル樹脂５（酸価１０、水酸基価１３、三洋化
成工業（株）製）を１００重量部用いる以外は実施例１
と同様の方法で比較例２のトナーを得た。

【００２６】比較例３ポリエステル樹脂６（酸価２０、水酸基価３三洋化成
工業（株）製）を１００重量部用いる以外は実施例１と
同様の方法で比較例３のトナーを得た。

【００２７】上記で得られた実施例１〜３及び比較例１
〜３のトナーについて、Ｑ／Ｍ、画像濃度、カブリ、ト
ナー飛散について評価した。これらの評価は、シャープ
（株）製デジタル複写機ＡＲ−４０５を用い、高温高湿
（３５℃、８５％）環境下における実写試験によって行
った。なお、通紙は８．５インチ×１１インチのネコサ
紙を用いた。（１）Ｑ／Ｍは、８万枚の実写試験（６％原稿使用）を
通じて、現像器より現像剤を採取し測定した。この際使
用した測定機は東芝ケミカル（株）製のブローオフ粉体
帯電量測定装置ＴＢ−２００であった。（２）画像濃度は、８万枚の実写試験（６％原稿使用）
を通じて、１．３５以上を○、１．３５未満を×とし
た。この際使用した測定機はMacbeth 社製のPROCESS ME
ASUREMENTSＲＤ９１４型であった。（３）カブリは、８万枚の実写試験（６％原稿使用）を
通じて、０．７０以下を○、０．７０超を×とした。こ
の際使用した測定機はNIPPON DENSHOKU 社製のColor Me
ter ＺＥ２０００であった。（４）トナー飛散は、８万枚の実写試験（６％原稿使
用）を通じて、複写機内の汚れを目視して判定した。汚
れが殆どない場合を○、汚れありの場合を×とした。

【００２８】また、上記の各トナーについて、定着耐オ
フセット性についても評価した。この評価は、シャープ
（株）製デジタル複写機ＡＲ−４０５定着部を温度可変
に改造して使用し、低温側オフセット発生温度１４０℃
以下を○とし、高温側オフセット発生温度２２０℃以上
を○とした。なお、通紙は８．５インチ×１１インチの
ネコサ紙を用いた。これらの結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例４ポリエステル樹脂１（酸価２５、水酸基価１１、三洋化
成工業（株）製）１００重量部、負荷電制御剤（Aizen
Spilon Black TRH、保土谷化学工業（株）製）１．５重
量部、正荷電制御剤（ボントロンＮ０９オリエント化
学（株）製）０．２重量部、カーボンブラック（MA-77
三菱化学（株）製）５重量部、ポリプロピレン（ビス
コール５５０Ｐ三洋化成工業（株）製）２重量部を混
合し、二軸押出機にて溶融混練後、冷却粉砕して粒径８
μｍのトナーを得た。得られたトナーに、シリカ（Ｒ９
７２、日本アエロジール（株）製）を０．５部添加し、
実施例４のトナーを得た。

【００３１】実施例５ポリエステル樹脂２（酸価２０、水酸基価１７、三洋化
成工業（株）製）１００重量部、正荷電制御剤（ボント
ロンＮ０４オリエント化学（株）製）０．２重量部を
用いる以外は実施例４と同様の方法で実施例５のトナー
を得た。

【００３２】実施例６ポリエステル樹脂３（酸価１５、水酸基価４、三洋化成
工業（株）製）１００重量部、正荷電制御剤（ボントロ
ンＰ５１オリエント化学（株）製）０．２重量部を用
いる以外は実施例４と同様の方法で実施例６のトナーを
得た。

【００３３】比較例４ポリエステル樹脂４（酸価３２、水酸基価１８、三洋化
成工業（株）製）１００重量部、正荷電制御剤（ボント
ロンＮ０９オリエント化学（株）製）０．２重量部を
用いる以外は実施例４と同様の方法で比較例４のトナー
を得た。

【００３４】比較例５ポリエステル樹脂５（酸価１０、水酸基価１３、三洋化
成工業（株）製）１００重量部、正荷電制御剤（ボント
ロンＮ０４オリエント化学（株）製）０．２重量部を
用いる以外は実施例４と同様の方法で比較例５のトナー
を得た。

【００３５】比較例６ポリエステル樹脂６（酸価２０、水酸基価３、三洋化成
工業（株）製）１００重量部、正荷電制御剤（ボントロ
ンＰ５１、オリエント化学（株）製）０．２重量部を用
いる以外は実施例４と同様の方法で比較例５のトナーを
得た。

【００３６】上記で得られた実施例４〜６及び比較例４
〜６のトナーについて、画像濃度、黒ベタガサツキ、ト
ナー飛散、Ｑ／Ｍについて評価した。これらの評価は、
シャープ（株）製デジタル複写機ＡＲ−４０５を用い、
高温高湿（３５℃、８５％）環境下における実写試験に
よって行った。なお、通紙は８．５インチ×１１インチ
のネコサ紙を用いた。（１）画像濃度は、８万枚の実写試験（６％原稿使用）
を通じて、１．３５以上を○、１．３５未満を×とし
た。この際使用した測定機はMacbeth 社製のPROCESS ME
ASUREMENTSＲＤ９１４型であった。（２）黒ベタガサツキは、２万枚の実写試験（１％原稿
使用）を通じて、目視にて判定した。ガサツキなしを○
（下地の紙が見えない）、若干ありを△（下地の紙が一
部見える）、ガサツキありを×（下地の紙が所々見え
る）とした。（３）トナー飛散は、８万枚の実写試験（６％原稿使
用）を通じて、複写機内の汚れを目視して判定した。汚
れが殆どない場合を○、汚れありの場合を×とした。（４）Ｑ／Ｍは、８万枚の実写試験（６％原稿使用）を
通じて、現像器より現像剤を採取し測定した。この際使
用した測定機は東芝ケミカル（株）製のブローオフ粉体
帯電量測定装置ＴＢ−２００であった。

【００３７】また、上記の各トナーについて、定着耐オ
フセット性についても評価した。この評価は、シャープ
（株）製デジタル複写機ＡＲ−４０５定着部を温度可変
に改造して使用し、低温側オフセット発生温度１４０℃
以下を○とし、高温側オフセット発生温度２２０℃以上
を○とした。なお、通紙は８．５インチ×１１インチの
ネコサ紙を用いた。これらの結果を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ポリエステル樹脂とク
ロム錯体化合物からなる荷電制御剤とを含有してなる静
電潜像現像用トナーであって、ポリエステル樹脂が、１
５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価と、４〜１７ｍｇＫＯＨ
／ｇの水酸基価を有するため、クロム錯体化合物からな
る荷電付与剤の荷電付与特性を阻害せず、トナーの帯電
特性を安定させ、特に、高温高湿環境下においても長期
にわたり地肌カブリがなく高濃度でトナー飛散がなく、
耐オフセット性の良好な負帯電性の静電潜像現像用トナ
ーを得ることができる。また、さらに正荷電制御剤が含
有されてなる場合には、トナーの低印字複写モードにお
いても、長期にわたり地肌カブリ、高濃度での黒ベタの
ガサツキがなく、トナー飛散のない良好な輹写画像を得
ることができる静電潜像現像用トナーと提供することが
可能となる。さらに、ポリエステル樹脂が、５５〜６５
℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する場合には、耐ブロ
ッキング性を向上させることができる。また、ポリエス
テル樹脂が、０．１〜６．０ｇ／１０分のメルトインデ
ックス（ＭＩ）を有する場合には、耐オフセット性を向
上させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者隅田克明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA06 CA08 CA22 DA02 DA03 EA03 EA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル樹脂とクロム錯体化合物か
らなる荷電制御剤とを含有してなる静電潜像現像用トナ
ーであって、前記ポリエステル樹脂が、１５〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇの
酸価と、４〜１７ｍｇＫＯＨ／ｇの水酸基価とを有する
ことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
【請求項２】さらに、正荷電制御剤が含有されてなる
請求項１記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項３】ポリエステル樹脂が、５５〜６５℃のガ
ラス転移温度（Ｔｇ）を有する請求項１又は２記載の静
電潜像現像用トナー。
【請求項４】ポリエステル樹脂が、０．１〜６．０ｇ
／１０分のメルトインデックス（ＭＩ）を有する請求項
１〜３のいずれか１つに記載の静電潜像現像用トナー。
【請求項５】クロム錯体化合物が、式【化１】（式中、ＸはＣｌ、Ｂｒ、ＳＯ₂ＮＨ₂、ＳＯ₂ＣＨ₃又
はＳＯ₂Ｃ₂Ｈ₅であり、Ａ ⁺は炭素数８〜１６の直鎖又は
１個のヘテロ原子によって中断されていてもよい分岐の
アルキルアンモニウムである。）で表されるクロム錯体
化合物である請求項１〜４のいずれか１つに記載の静電
潜像現像用トナー。