JP2001027820A

JP2001027820A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JP2001027820A
Application number: JP19988799A
Authority: JP
Inventors: Koki Furuya; 弘毅古谷; Hirobumi Nakayama; 博文中山; Noriaki Takahashi; 徳明高橋
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-01-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高解像度で、かつクリーニング性の良好な静
電荷像現像用トナーを得る。【解決手段】ＤＢ値が０．９５以上のトナーとＤＢ値
が０．９５以下のトナーとを混合して得られるトナー。ＤＢ値＝（コールター法による体積平均粒径）／（レー
ザー回折法による体積平均粒径）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成方法において形成される静電荷潜像を現像し、記
録媒体に転写するトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成方法とは、一般
には光導電性物質を利用した感光体上に静電荷潜像を形
成し、トナーを用いて現像し、紙やＯＨＰシートなどの
記録媒体にトナー画像を転写し、加熱手段により定着し
て出力物を得る方法である。最近のコンピュータの普
及、能力向上に伴い、従来の文字画像主体の原稿から写
真画像を含む原稿を扱えるようになり、細かい中間の階
調で表現することが必要となってきている。

【０００３】複写機やレーザープリンタなどでは、高解
像度化や高階調化に対応するために、光学系や送り機構
などの改良が加えられているが、従来のトナーを用いた
現像系では、得られる出力物の文字や画像にシャープさ
に欠け、階調性がでないため、写真画像のハイライト部
分が飛び、シャドー部分がつぶれるなどの問題があっ
た。このためにトナー粒子を小さくする必要が生じてき
た。

【０００４】従来のトナーの製造方法としては、粉砕方
法が用いられている。この方法は樹脂中に顔料、帯電制
御剤などの添加剤を配合混合した後、粉砕、分級により
トナーを得る方法である。粉砕法では、トナー形状が不
定形となり、高解像度化や高階調化に適しているとは言
えず、また、粉砕法による体積平均粒径で６μｍ以下の
トナーの小粒径化はコスト高となり、更に小粒径にする
には限界がある。したがって小粒径トナーを製造すると
収率が極めて悪くなる。これに対して、小粒径化を可能
とする製造方法として重合方法があり、この重合法に懸
濁重合法と乳化重合法がある。

【０００５】懸重合法で得られるトナーは、形状が真球
となる。懸濁重合法で製造した真球状のトナーは、高画
質には適しているが、感光体への付着力が強く、記録媒
体に転写されずに感光体上に残ったトナーは、転写後感
光体に接触してクリーニングするクリーニングブレード
をすり抜けるため、クリーニング性が悪く、また、その
結果、感光体へのフィルミング現象が生じるなどの問題
点がある。乳化重合法は、乳化重合により微小１次粒子
を製造し、これを凝集（会合）させてトナー粒子とする
方法であるが、重合条件や会合工程の条件により解像度
やクリーニング性が異なり、その制御因子は詳細には解
明されていない。このように、解像度が高く、クリーニ
ング性の良好なトナーを低コストで生産することが困難
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高解
像度化や高階調化を実現しつつ、クリーニング性を維持
できる小粒径トナーを得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、異形状のトナーを１種以上混
合することによりクリーニング性を改善することができ
ることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明
の要旨は、２種類以上のＤＢ値の異なるトナーを混合し
て得られる静電荷像現像用トナーに存する。

【０００８】ここでいう凹凸度ＤＢ値は、ＤＢ＝（コー
ルター法による体積平均粒径）／（レーザー回折法によ
る体積平均粒径）で計算され、コールター法による体積
平均粒径は、コールター社製マルチサイザー（MULTISIZ
ER）IIで測定した体積平均粒径の中位径であり、レーザ
ー回折法による体積平均粒径は、島津製作所製ＳＡＬＤ
−２０００で測定した体積平均粒径の中位径である。レ
ーザー回折法による体積平均粒径は、分散液中のトナー
粒子によるレーザ光の回折／散乱光強度パターンから測
定されるのに対して、コールター法による体積平均粒径
は、トナーを電解液中に分散させ、吸引力を使って電気
が流れている細孔を通過させるとき、トナーの体積分だ
け電解液が置換され細孔の抵抗の変化として求められる
という違いがある。この測定方法の違いにより、ＤＢ値
はトナー粒子の３次元的な凹凸度を示すこととなり、凹
凸が小さくなればＤＢ値は１．０に近づく。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。本発明は、形状の異なる２種類以上のトナーを組み
合わせることにより、クリーニング不良が解消できるこ
とを特徴とする。すなわち、真球状のトナーに、凹凸度
を示すＤＢ値が０．９５以下である異形状のトナーを混
合することによりクリーニング性が改良される。真球状
のトナーは重合法により、小粒径化したものを大量安価
に製造することが可能であり、かつ、小粒径真球状トナ
ーの特徴を活かした高解像度化や高階調化に対応でき
る。一方、ＤＢ値が０．９５以下の異形状のトナーが存
在することにより、感光体上に残ったトナーは、転写後
感光体に接触してクリーニングするクリーニングブレー
ドをすり抜けることなく、クリーニングし難い真球上ト
ナーが異形状トナーとともに、クリーニングされ、ま
た、その結果、感光体へのフィルミング現象が防止する
ことができる。

【００１０】混合する異形状トナーは、ＤＢ値が０．９
５以下、好ましくは０．９１以下、さらに好ましくは
０．８８以下である。異形状トナーの混合割合は、通常
１０％以上、好ましくは２０％以上、より好ましくは３
０％以上、更に好ましくは５０％以上であり、上限値は
通常９０％以下、好ましくは７０％以下である。

【００１１】次いで本発明のトナーの製造方法について
説明する。以下の例で「部」とあるのは「重量部」を意
味する。また、重合体粒子の分子量は、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。
（溶媒：ＴＨＦ、検量線：標準ポリスチレン。）ＤＢ値が０．９５以下のトナーの製法は限定されない
が、乳化重合法が特に好ましく用いられる。本発明のト
ナーのバインダー樹脂としては、スチレンとアルキル
（メタ）アクリレートとを共重合成分として含有するポ
リマーが好ましいものとして例示できる。

【００１２】トナーのバインダー樹脂の最大ピーク分子
量は、ＧＰＣによるポリスチレン換算で通常７０００〜
１２万であり、好ましくは、２万〜１０万であり、さら
に好ましくは３万〜７万であり、最も好ましくは４万〜
６万である。分子量ピークは２つ以上あってもよいが、
好ましくは単一ピークである。その際、分子量分布に肩
があったり、高分子量側にテーリングしていても良い。
バインダー樹脂の合成に使用されるアルキル（メタ）ア
クリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エ
チル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレ
ート、ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メ
タ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリ
レート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル
（メタ）アクリレート等が挙げられ、特に好ましくはｎ
−ブチル（メタ）アクリレートである。

【００１３】また、さらに３番目のビニル化合物を共重
合させることもできる。例えば、（メタ）アクリル酸、
アクリロニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニル、無水
マレイン酸、Ｎ−ビニルピロリドン、ブタジエン等を挙
げられる。これら単量体の共重合比は該ポリマーのガラ
ス転移点温度が７０℃以下になるように選ぶことが好ま
しい。特に好ましくは該ポリマーのガラス転移点が２０
℃以上６５℃以下であり、さらに好ましくは３０℃以上
６０℃以下である。

【００１４】第３のモノマー成分を含有する場合には、
スチレンとアルキル（メタ）アクリレートが共重合モノ
マー全体の８０重量％以上含有されていることが好まし
く、特に好ましくは９０重量％以上である。スチレンと
アルキル（メタ）アクリレートの比は、最適な比率はア
ルキル（メタ）アクリレートの種類によって異なるが、
通常、１０／９０〜９０／１０の重量比の範囲から選択
され、例えばスチレンとｎ−ブチルアクリレートの場
合、重量比で４０／６０〜７５／２５が好ましく、特に
好ましくは６０／４０〜７０／３０の範囲で使用され
る。

【００１５】さらに共重合成分として多官能ビニル化合
物を含有していてもよく、例えばエチレングリコール、
プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレ
ングリコールのジ（メタ）アクリレート；ジビニルベン
ゼン；ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン
等の３級以上のアルコールのジ（メタ）アクリレート、
トリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。多官能ビニ
ル化合物の好ましい添加量は０〜５重量％の範囲、特に
好ましくは０〜３重量％の範囲、さらに好ましくは０〜
１重量％である。多すぎると定着性が悪くなったり、Ｏ
ＨＰ上の画像の透明性が悪くなるので好ましくない。多
官能ビニル化合物の共重合によりテトラヒドロフランに
不溶のゲル分が生成するが、ゲル分のポリマー全体に占
める量は好ましくは６０重量％以下、特に好ましくは２
０重量％以下である。ＧＰＣは上記ゲル分を除去した後
に測定される。

【００１６】また、本発明では、トナー中に、融点２０
〜１２０℃の化合物を、トナー粒子に対して２〜３０重
量％の範囲で含有することが好ましい。特に好ましい融
点の範囲は５０℃〜１１０℃であり、さらに好ましくは
６０℃〜１００℃である。高すぎる場合は定着性が劣
り、低すぎる場合は耐ブロッキング性が劣る。融点はＤ
ＳＣによる吸熱ピークによっても測定することができ
る。このような融点を有する物質で好適に使用できるも
のとしては、一般にワックス、滑剤、離型剤として公知
のものが挙げられるが、それらに限定されるものではな
い。また、単量体だけではなく、オリゴマー、ポリマー
等も含まれる。

【００１７】好ましい具体的構造としてはオレイン酸ア
ミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド等のカルボ
ン酸アミド化合物；ネオペンチルグリコール、ペンタエ
リスリトール、トリメチロールプロパン、ジペンタエリ
スリトール等の多価アルコールの脂肪酸エステル化合物
（脂肪酸としては具体的には、ラウリン酸、ステアリン
酸、ベヘン酸、オレイン酸、パルミチン酸等が挙げられ
る。）；パラフィンワックス；下記一般式（１）で示さ
れるエステル化合物、ケトン化合物が挙げられる。

【００１８】

【化１】

【００１９】（式中、Ｒ¹はアルキル基またはアルコキ
シ基を示し、Ｒ²はアルキル基、または、−Ｘ−ＣＯＯ
Ｒ³を示す。また、前記Ｒ²中のＸはアルキレン基を示
し、Ｒ３はアルキル基を示す。）

【００２０】Ｒ¹はアルキル基またはアルコキシル基で
あり、炭素数はそれぞれ１０以上、好ましくは１６以
上、更に好ましくは２０以上である。Ｒ²は炭素数１０
以上、好ましくは１６以上、特に好ましくは２０以上の
アルキル基であるか、あるいは、−Ｘ−ＣＯＯＲ³で表
される基であることが好ましい。ここでＸが、炭素数６
以上の直鎖アルキレン基が好ましく、Ｒ³が炭素数１０
以上、特に好ましくは２０以上のアルキル基である。Ｒ
²が−Ｘ−ＣＯＯＲ³で表されるときは、Ｒ¹はアルコ
キシル基（すなわちジエステル）であることが好まし
い。具体例としては、ジ−ｎ−デシルケトン、ジ−ｎ−
ドデシルケトン、ジ−ｎ−ステアリルケトン、ジ−ｎ−
イコシルケトン、ジ−ｎ−ベヘニルケトン、ジ−ｎ−テ
トラコシルケトン等の脂肪族ケトン類；セバシン酸ジド
デシル、セバシン酸ジステアリル、セバシン酸ジベヘニ
ル等の脂肪酸ジエステル類；ラウリン酸ステアリル、ラ
ウリン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、ステアリ
ン酸ベヘニル、ベヘン酸ベヘニル等の脂肪酸モノエステ
ル類等が挙げられる。また、これらの混合物も好適であ
る。これらのうち、ＤＳＣの吸熱ピークの半値幅が１５
℃以下であるものが特に好ましい。

【００２１】添加量はバインダ樹脂１００重量部に対し
て、０〜３０重量部、好ましく２〜３０重量部、さらに
好ましくは１〜１５重量部、特に好ましく２〜１０重量
部である。これらは、バインダー樹脂等に化学的結合、
例えば、グラフト化等はなされておらず、単に結合して
いるだけである。また、前記トナーが、乳化重合または
ソープフリー乳化重合で得られた粒子であり、かつガラ
ス転移温度が６０℃以上の、直径０．５μｍ以下のポリ
マー粒子で被覆されている、いわゆるカプセルトナーが
特に好ましいものの一態様である。

【００２２】本発明をカラートナーとして用いる場合、
着色剤としては、アゾ顔料、キナクリドン、カーミンフ
タロシアニン系顔料が使用できる。また、帯電制御は、
バインダ樹脂、着色剤自体で行っても良いが、必要に応
じて帯電制御剤を併用しても良い。正帯電制御剤とし
て、４級アンモニウム塩、塩基性・電子供与性の有機物
質、負帯電制御剤として、金属キレート類、含金染料、
酸性もしくは電子求引性の有機物質等を用いることがで
きる。この他、金属酸化物等の無機粒子や前記有機物質
で表面処理した無機物質を用いても、トナー粒子表面に
付着させた形で用いても良い。これら帯電制御剤は、バ
インダー樹脂中に混合添加して用いても良い。帯電制御
剤の添加量はバインダー樹脂の帯電性、着色剤の添加量
・分散方法を含めた製造方法、その他の添加剤の帯電性
等の条件を考慮した上で決めることができるが、バイン
ダー樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部が適
当である。さらに、トナー粒子に対して、ポリマー粒
子、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂等の微粉末を添加
し、これらでトナー粒子表面を被覆せしめることによっ
てトナーの流動性・耐凝集性の向上を図ることができ
る。その添加量は、バインダ樹脂１００重量部に対して
０．１〜１０重量部が好ましい。本発明のトナーは、電
子写真における非磁性一成分現像方式、及び鉄粉、フェ
ライト、マグネタイトなどの磁性粉を樹脂中に含有した
樹脂キャリアなどのキャリアを混合して用いる二成分現
像方式により現像し、次いで熱ヒーターを内蔵した定着
ローラにトナーを接触させて定着する熱定着方式により
画像を形成する電子写真記録装置に使用する場合に有効
である。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施の形態を実施例を用いて説
明する。参考例１（トナー１）＜乳化重合工程＞攪拌装置、過熱冷却装置、濃縮装置、
及び各原料・助剤仕込み装置を備えたガラス製反応器に
ベヘン酸ベヘニルを主成分とするエステルワックスのエ
マルジョン１０部（固形分として）、ドデシルベンゼン
スルホン酸０．４部、脱イオン水（ワックスエマルジョ
ン中の水分を含む）４００部を仕込み、窒素気流下で９
０℃に昇温した。その後、下記のモノマー類、開始剤を
添加し、７時間乳化重合を行った。スチレン８０部アクリル酸ブチル２０部アクリル酸３部トリクロロブロモメタン１部２％過酸化水素水溶液４３部２％アスコルビン酸水溶液４３部重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子エマル
ジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒径は３０
０ｎｍ、重合体のＭｗ＝４．０万、Ｍｐ＝３．５万であ
った。

【００２４】＜会合工程＞上記樹脂エマルジョン１２０部（固形分として）荷電制御剤ボントロンＥ−８２（５％分散液）１部（固形分として）青色色素フタロシアニン７部（固形分として）以上の混合物をディスパーザーで分散攪拌しながら１時
間かけて室温から６０℃まで昇温し、その後、攪拌しな
がら７０℃に昇温して３時間保持した後、ｐＨ＝７に調
節し、９５℃に昇温して２時間保持した。その後得られ
た会合粒子のスラリーを冷却し、桐山ロートで濾過、水
洗し、４５℃の送風乾燥機で１０時間乾燥することによ
りトナーが得られた。

【００２５】＜測定＞上記方法で得られたトナーのコー
ルター法で測定した体積平均粒径は５．５７μｍであっ
た。このトナーのＤＢ値を測定したところ、０．８７で
あった。クリーニング性は良好であった。測定結果を表
−１に示す。

【００２６】比較例１（トナー２）参考例１において、会合工程の９５℃、２時間との条件
を９５℃、７時間に変更した他は同様にした。得られた
トナーのコールター法で測定した体積平均粒径は５．４
７μｍであった。このトナーのＤＢ値を測定したとこ
ろ、０．９９であった。このトナー２ではクリーニング
不良が発生した。測定結果を表−１に示す。

【００２７】実施例１参考例１のトナー（トナー１）５０％と、比較例１のト
ナー（トナー２）５０％をミキサーで混合して混合トナ
ーを得た。このトナーのクリーニング性は良好であっ
た。測定結果を表−１に示す。

【００２８】実施例２参考例１のトナー（トナー１）２０％と比較例１のトナ
ー（トナー２）８０％をミキサーで混合して混合トナー
を得た。このトナーのクリーニング性は良好であった。
測定結果を表−１に示す。

【００２９】＜評価方法＞クリーニング性の評価は、得
られたトナーをレーザプリンタの現像器内に入れ、ベタ
画像を出力し、出力後のクリーニングブレードによるク
リーニング直後の感光体表面に残っている付着トナーを
テープで剥離し、その色度Ｌ^*ａ^*ｂ^*をＸ−ｒｉｔｅ
社製分光測色濃度計で測定し、トナーの付着していない
テープ（レファレンス）の色度との差ΔＥを使ってクリ
ーニング性を判定した。ΔＥが１．０以下をクリーニン
グ性良好と判定した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明により、高解像度、かつクリーニ
ング性の良好なトナーを得ることができる。特に、安価
な小粒径真球状トナーを利用することができ、低コスト
化が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋徳明神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地三菱化学株式会社横浜総合研究所内Ｆターム(参考） 2H005 AA18 AB03 AB06 DA07 EA05 EA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類以上のＤＢ値の異なるトナーを混
合して得られる静電荷像現像用トナー。
【請求項２】１種以上のＤＢ値が０．９５以下のトナ
ーと、１種以上のＤＢ値が０．９５以下のトナーを混合
して得られるトナーであって、ＤＢ値が０．９５以下の
トナーの割合がトナー全重量に対して１０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項３】少なくともＤＢ値が０．９５以下のトナ
ーが、乳化重合凝集法により得られた、コールター（CO
ULTER ）法で測定した体積平均粒径が６．５μｍ以下の
トナーである請求項２に記載のトナー。
【請求項４】混合される全トナー粒子が乳化重合凝集
法により得られたものである請求項３に記載のトナー。
【請求項５】２種類以上のＤＢ値の異なるトナーを混
合することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方
法。