JP2001265060A - 静電荷像現像用カラートナーの製造方法および画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用カラートナーの製造方法および画像形成方法

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JP2001265060A
JP2001265060A JP2000076509A JP2000076509A JP2001265060A JP 2001265060 A JP2001265060 A JP 2001265060A JP 2000076509 A JP2000076509 A JP 2000076509A JP 2000076509 A JP2000076509 A JP 2000076509A JP 2001265060 A JP2001265060 A JP 2001265060A
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toner
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Hideyuki Ueda
英之 植田
Shoichi Sugimoto
正一 杉本
Kenichi Uehara
賢一 上原
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 染顔料や荷電制御剤等の構成成分が結着樹脂
中に均一に分散された静電荷像現像用カラートナーの製
造方法並びにそれを用いた画像形成方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも染顔料と、荷電制御剤と、重
量基準の50%粒子径(D50)が1mm以上,2mm
未満であり、粒子径が1mm未満の粉体の割合(重量
%)が35%以下であるように調整した結着樹脂とを混
合撹拌した後、溶融混練し、得られた混練物を冷却した
後に粉砕し、次いで分級して静電荷像現像用カラートナ
ーを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電荷像現像用カ
ラートナーの製造方法に関し、特に、染顔料や荷電制御
剤等の構成成分が結着樹脂中に均一に分散されてなる静
電荷像現像用カラートナーの製造方法並びにそれを用い
た画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静電荷像現像用トナーは、例えば、次の
ようにして製造される。即ち、まず結着樹脂中に、染顔
料や荷電制御剤、そして必要に応じて、磁性体およびそ
の他の助剤を配合する。この配合物を予備混合した後、
溶融混練する。得られた混練物を冷却した後に粉砕し、
分級する。このようにして、静電荷像現像用トナーが得
られる。特にカラートナーの製造においては、染顔料や
荷電制御剤が結着樹脂中に均一に分散しているというこ
と、さらに、トナー表面に荷電制御剤が均一に分散して
いることが重要である。このようなトナーは、着色性や
帯電特性に優れており、鮮明な画像を提供しうる。
【0003】しかし、結着樹脂、染顔料、荷電制御剤な
どのトナー構成材料は、通常、各粒子径が不ぞろいであ
るため、予備混合においてこれらの粉体は十分に均一に
混合されず、ホッパー内、輸送手段等でいわゆる偏析現
象が起こりやすくなる。それゆえ、これを溶融混練し粉
砕し分級して得られるカラートナー粒子の個々の成分構
成が不均一となり現像に際しての諸特性、例えば帯電特
性が不安定となる傾向にある。
【0004】そこで従来は、結着樹脂等の粗大粒子を粉
砕して細かくして使用したり(例えば特開昭60−15
9856号公報)、結着樹脂の粒子径を0.1mm以
上,1mm以下で最大粒子径が3mm以下に規定するこ
とにより染顔料や荷電制御剤等の構成成分が結着樹脂中
に均一に分散するようにする(特許第2859633
号)等の方法がとられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、結着樹
脂を重量平均粒径(以下、単に平均粒径と記す)数十μ
mに細かくした場合、予備混合において結着樹脂粉末間
に空気が含まれやすくなり(見かけ密度が小さくな
る)、混練機において、せん断力、圧縮力等、混練度合
を支配する力がかかりにくくなるため、ミクロな分散が
行われにくくなる。このため、混練物を粉砕し分級して
得られる微細粒子であるカラートナーは、個々の成分構
成がミクロに不均一であるため、現像に際して着色力の
不足や帯電特性が不安定となる傾向にある。さらに、結
着樹脂を平均粒径、数百μmから1mm程度に細かくし
た場合、これらの粉体は十分に均一に混合されるが、混
練機においてせん断力、圧縮力がかかりすぎるため、ミ
クロな分散が行われ、トナー表面に荷電制御剤が出にく
くなるという問題がある。そのため、溶融混練し粉砕し
分級して得られるカラートナー粒子の個々の成分構成は
均一となるが、トナー表面の荷電制御剤不足のため、帯
電特性が低い傾向にある。そのため、荷電制御剤を多く
使用する必要があり、高コストとなる。
【0006】本発明の目的は、長期の印字を行っても、
帯電量が安定し、作成された画像の画像濃度が下降せ
ず、地肌濃度があがらない、特に1ドット再現性の良い
静電荷現像用カラートナーの製造方法、静電荷現像用カ
ラートナーならびに該トナーを用いた画像形成方法を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題について本発明
者らは、鋭意検討した結果、混練前の結着樹脂の粒径を
特定の状態にすることにより、染顔料や荷電制御剤等の
構成成分が結着樹脂中に均一に分散され、さらに、トナ
ー表面に荷電制御剤が均一に分散している静電荷現像用
カラートナーが得られることを見い出した。
【0008】即ち、本発明は、少なくとも染顔料と、荷
電制御剤と、重量基準の50%粒子径(D50)が1m
m以上,2mm未満であり、粒子径が1mm未満の粉体
の割合(重量%)が35%以下であるように調整した結
着樹脂とを混合撹拌した後、溶融混練し、得られた混練
物を冷却した後に粉砕し、次いで分級して静電荷像現像
用カラートナーを得ることを特徴とする静電荷像現像用
カラートナーの製造方法である。
【0009】また本発明によれば、前記方法で得られた
ことを特徴とする静電荷像現像用カラートナー、および
該静電荷像現像用カラートナーを用いることを特徴とす
る画像形成方法が提供される。
【0010】ここで、結着樹脂のD50が2mmより大
きい場合、大きな粒子の割合が多くなるので、予備混合
での材料粉体は十分に均一混合されず、帯電特性が不安
定になる。D50が1mm未満の場合、荷電制御剤がト
ナー表面に表れず、帯電特性が低く、不安定な画像しか
得られない。粒子径が1mm未満の粉体の割合(重量
%)が35%より多い場合、小さなきな粒子の割合が多
くなるので、混練での圧縮・せん断が不十分なため、材
料粉体は十分に分散されず、帯電特性が不安定になる。
【0011】本発明に使用する結着樹脂としては、公知
の樹脂から、広範に選択することが可能であり、例えば
ポリスチレン、ポリp−クロルスチレン、ポリビニルト
ルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチ
レン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、ス
チレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重
合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン
−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタアクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル
共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、
スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニ
ルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエ
ーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン
共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−
マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合
体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレ
ート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリ
アマイド、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、
テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化
水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラ
フィンワックス、カルナバワックスなどを単独或いは混
合して使用できる。特に、エポキシ樹脂を使用すること
によって、光沢の高い画像が得られ、また、オーバーヘ
ッドプロジェクト(OHP)のコピー画像で高い透過性
のトナーを得ることができる。
【0012】また、これらの粘着樹脂のTgは60℃以
上であることが望ましい。Tgが60℃未満の場合、ト
ナー粉砕時に配管内への固着が発生しやすく、粉砕停止
による清掃回数が増加するので、粉砕稼働率が低下す
る。
【0013】本発明で用いる染顔料としては従来より知
られているものが使用可能であり、例えばフタロシアニ
ンブルー、ピーコックブルー、パーマネントレッド、レ
ーキッド、ローダミンレーキ、ハンザイエロー、パーマ
ネントイエロー、ベンジンイエロー等広く使用すること
ができる。その含有量として、結着樹脂100重量部に
対して0.5〜20重量部、好ましくは0.5〜9重量
部である。また、これらの染顔料は、粘着樹脂と染顔料
をあらかじめ混練する、いわゆるマスターバッチ化した
ものも使用できる。
【0014】本発明で用いられる荷電制御剤のうち、正
荷電制御剤としては、ニグロシンおよび脂肪酸金属塩等
による変成物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−
ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、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;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオ
キサイド、シジクロヘキシルスズオキサイドなどのジオ
ルガノスズオキサイド;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を単独であるいは2種類以上
組合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の如き荷電制御剤が特に好
ましく用いられる。
【0015】また、負荷電制御剤としては、例えば有機
金属錯体、キレート化合物が有効で、その例としてはア
ルミニウムアセチルアセトナート、鉄(II)アセチルア
セトナート、3,5−ジターシャリーブチルサリチル酸
クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、サリ
チル酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサリチル酸
系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましい。
【0016】また、荷電制御剤は、結着樹脂100重量
部に対して0.1〜20重量部、特に0.2〜10重量
部用いることが好ましい。
【0017】その他、公知の添加剤を本発明に係るカラ
ートナーに含有させることができる。
【0018】発明に係る静電荷現像用トナーは一般的な
製造方法が使用できる。原材料の予備混合品を溶融混練
する場合、二軸連続混練機、一軸連続混練機、二本ロー
ルミル、三本ロールミルなどの混練機が使用できる。溶
融混練の温度としては、結着樹脂の軟化点+20℃より
も低い温度設定をすることが望ましい。結着樹脂の軟化
点+20℃よりも高い混練温度に設定すると、樹脂溶融
粘度が低下し、染顔料、荷電制御剤の分散が悪くなり、
色鮮やかさ、帯電特性が低下する。
【0019】また、カラートナーの平均粒径は、5〜1
2μm、好ましくは6.0〜9.0μmの範囲であるこ
とが好ましい。カラートナーの平均粒径が12μmより
大きいと、トナー画像のザラツキが悪くなる傾向にあ
り、5μmより小さいと、画像地肌部の汚れが悪くなる
傾向にある。また、本発明のカラートナーを二成分系ト
ナーとして使用する場合に混合して使用するキャリアと
しては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコ
ン、シリカ等を主成分とする粒径30〜1000μm程
度の粉末、または該粉末を芯材として、スチレン−アク
リル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ
フッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから
適宜選択して使用可能である。トナーとキャリアとの混
合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー
0.5〜6.0重量部程度が適当である。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明で好ましく使用される画像
形成方法についての一例を図1に基づいて説明する。2
は、本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置の
一例である。画像形成装置2には、概略、感光体4と、
現像装置6と、転写ベルト装置8とが備えられており、
感光体4の周囲には、その回転方向(矢印方向)に順に
帯電器10、露光手段12、クリーニング装置14が配
置されている。感光体4の表面は帯電器10によって均
一に帯電され、その後露光手段12によって静電潜像が
形成される。次いで現像装置6により感光体4の表面に
形成された静電潜像がトナー像(負帯電)に可視化さ
れ、トナー像はレジストローラ16a,16bを介して
トナー像に合致するタイミングで送られてくる記録媒体
18(転写紙)に転写ベルト装置8によって転写され
る。転写後、残留したトナーはクリーニング装置14に
よって除去される。
【0021】転写ベルト装置8は、無端状の誘電体ベル
ト20と、この誘電体ベルト20を循環移動させるバイ
アスローラ22及び従動ローラ24とから概略構成され
ている。感光体4と誘電体ベルト20が微小なギャップ
で近接している時間を短くするために、バイアスローラ
22が駆動ローラを兼用している。また、誘電体ベルト
20の移動方向における転写位置下流側には、バイアス
ローラ26が設けられており、このバイアスローラ26
はニップ幅を大きくするバックアップローラとしての機
能をも有している。転写位置上流側に位置するバイアス
ローラ22と、下流側に位置するバイアスローラ26
は、回転体からなる接触電極として形成されており、そ
れぞれ個別に転写電源28,30に接続されている。
【0022】転写領域入口近傍には、レジストローラ1
6a,16bを出た記録媒体18の先端を強制的に案内
して誘電体ベルト20に先駆けて感光体4に密着させる
ためのガイド部材32(図示せず)が設けられている。
密着させる位置は、感光体4と誘電体ベルト20が接触
する転写位置P0より約5mm手前の位置P1に設定さ
れている。
【0023】従って、記録媒体18はガイド部材32の
案内により転写チリを起こしにくい状態で転写領域に進
入することになる。記録媒体18が転写領域に達する
と、記録媒体18の表面は誘電分極により正帯電し、負
帯電のトナー像が静電吸着されて転写が行われる。これ
のほかに、カラートナーの各色(Y、M、C、K)を一
列に並べたタンデム方式や、各色を一旦重ねた後に転写
する、いわゆる中間転写方式にも本発明のトナーを用い
ることが出来る。
【0024】
【実施例】次に、実施例および比較例をあげて本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定され
るものではない。なお、ここでの部は重量基準である。
【0025】実施例1 ポリエステル系結着樹脂をハンマーミル粉砕機を用いて
破砕を行った。破砕した樹脂を、目開き2000,14
00,1000,600,250,106μmの分析篩
を使って篩分けによる樹脂粒径測定を行い、2000μ
m残20.6wt%、1400μm残29.8wt%、
1000μm残17.2wt%、600μm残15.8
wt%、250μm残10.8%、106μm残3.2
wt%、106μmパス0.6wt%、D50が1.3
mmの結果を得た。この樹脂を使用し、下記構成のトナ
ーを作成した。
【0026】 結着樹脂 :ポリエステル樹脂 ;100部 (軟化点;110.0℃、Tg57℃) 着色剤 :フタロシアニンブルー ;10部 荷電制御剤:サルチル酸亜鉛塩 ;10部
【0027】上記原材料全てを、一度に、ミキサーによ
り混合し、混練機により135℃の混練物温度で溶融混
練し、原材料が均一に分散した混練物を得た。これを冷
却後、ハンマーミルで粗粉砕し、さらにジェット気流式
粉砕機により、微粉砕を行い、風力式分級機にて微粉分
級を行って、コールターカウンターマルチサイザー粒度
分布測定機にて、重量平均粒径が11.3μmの粉砕粒
子を得た。さらに、得られた粉体に疎水性シリカ1部を
加え、ミキサーにて混合して、実施例1のトナーを得
た。このトナー2.5部をシリコン樹脂コートキャリア
97.5部と混合して2成分現像剤を作成した。評価
は、トナーの帯電量について行った。さらに、この現像
剤をリコー製プリテール550機にセットし、転写性、
画像について評価した。評価結果を表1に示す。表1の
結果から、ランニング後でも帯電量低下、画像濃度低下
の少ないトナーが得られた。
【0028】評価方法は以下に示す方法とした。 帯電量 得られた現像剤を、通常のブローオフ法により測定し、
μC/gで表示した。 画像濃度 地肌濃度をマクベス濃度計により測定した。 帯電変化 1万枚ランニング後の帯電量および変化量を評価した。
実用可を○〜△、実用不可を×とした。 1ドット再現性 5段階評価で行った。5に近いほど1ドットの再現性は
高い。
【0029】実施例2 実施例1と同様の原材料を混練機により125℃の混練
物温度で溶融混練し、原材料が均一に分散した混練物を
得た。これを冷却し、その後実施例1と同様の処理を行
い実施例2のトナーを得た。さらに、実施例1と同様の
評価を行った結果を表1に示す。この結果、ランニング
後の帯電量変化、画像濃度変化が実施例1より向上し
た。
【0030】実施例3 結着樹脂のTgが62℃であること以外は実施例1と同
様の原材料を混練機により125℃の混練物温度で溶融
混練し、原材料が均一に分散した混練物を得た。これを
冷却した。その後実施例1と同様の処理を行い実施例3
のトナーを得た。このとき、粉砕機内部のトナー固着状
態を観察すると、実施例1より少なく、連続稼働時間が
向上することがわかった。さらに、実施例1と同様の評
価を行った結果を表1に示す。
【0031】実施例4 エポキシ樹脂をハンマーミル粉砕機を用いて、篩分けに
よる樹脂粒径測定を行い、2000μm残23.3wt
%、1400μm残28.8wt%、1000μm残1
8.7wt%、600μm残15.9wt%、250μ
m残10.8%、106μm残2.2wt%、106μ
mパス0.3wt%、D50が1.3mmの結果を得
た。この樹脂を使用し、下記構成のトナーを作成した。
【0032】 結着樹脂 :エポキシ樹脂 ;100部 (融点;105.0℃、Tg57℃) 着色剤 :フタロシアニンブルー ;10部 帯電制御剤:サルチル酸亜鉛塩 ;10部
【0033】上記原材料全てを、実施例1と同様の処理
を行い、実施例4のトナーを得た。さらに、実施例1と
同様の評価を行った結果を表1に示す。この結果、光沢
が高く、画像濃度の高いトナーが得られた。
【0034】実施例5 実施例1と同様の原材料を、実施例1と同様の処理を行
い、重量平均粒径が5.5μmの実施例5のトナーを得
た。実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
【0035】実施例6 実施例1と同様の原材料を、実施例1と同様の処理を行
い、重量平均粒径が7.5μmの実施例6のトナーを得
た。実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
この結果、実施例1や5よりも、地肌濃度のよい、1ド
ット再現性のよいトナーが得られた。
【0036】比較例1 ポリエステル系結着樹脂を破砕し、目開き2000,1
400,1000,600,250,106μmの分析
篩を使って篩分けによる樹脂粒径測定を行い、2000
μm残7.4wt%、1400μm残31.6wt%、
1000μm残19.5wt%、600μm残21.2
wt%、250μm残16.3wt%、106μm残
3.8wt%、106μmパス0.5wt%、D50が
1.1mmの結果を得た。その後は、実施例1と同様の
処理を行い比較例1のトナーを得た。さらに、実施例1
と同様の評価を行った結果を表1に示す。実施例1に比
べると、帯電量低下が大きく、不安定なトナーとなっ
た。
【0037】比較例2 実施例1で破砕したポリエステル系結着樹脂を篩分けに
より、2mm未満の粒子をカットし、D50が2mmよ
り大きくになるよう調整した。実施例1と同様の原材料
を、実施例1と同様の処理を行い、比較例2のトナーを
得た。実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示
す。実施例1に比べると、帯電量が低く、地肌汚れの悪
いトナーとなった。
【0038】比較例3 実施例1で破砕したポリエステル系結着樹脂を篩分けに
より、1mm以上の粒子をカットし、D50が1mm未
満になるよう調整した。。実施例1と同様の原材料を、
実施例1と同様の処理を行い、比較例3のトナーを得
た。実施例1と同様の評価を行った結果を表1に示す。
実施例1に比べると、帯電量低下が大きく、不安定なト
ナーとなった。
【0039】
【表1】 ─────────────────────────────────── 実施例 比較例 ───────────────── ──────── 1 2 3 4 5 6 1 2 3 ─────────────────────────────────── 耐久性 初期帯電量 22.8 21.4 22.3 21.9 22.2 22.2 25.3 26.6 22.5 (−μC/g) 画像濃度 1.59 1.54 1.53 1.74 1.52 1.53 1.56 1.54 1.52 地肌濃度 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 ランニング後 帯電量 17.5 19.8 20.5 21.8 20.7 20.7 15.3 9.9 12.1 (−μC/g) 帯電変化 ○ ○ ○ ○ ○ ○ × × × ランニング後 画像濃度 1.44 1.52 1.51 1.70 1.54 1.50 1.34 1.24 1.33 ランニング後 地肌濃度 0.08 0.08 0.08 0.08 0.09 0.07 0.12 0.17 0.09 ランニング後 1ドット再現性 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 5.0 3.0 2.0 4.0 ───────────────────────────────────
【0040】
【発明の効果】本発明の方法によれば、トナー混練前の
結着樹脂粒子径分布を規定することで、荷電制御剤のト
ナー分散、トナー表面への分散を制御でき、安定した帯
電特性を有する静電荷像現像用カラートナーが提供され
る。また本発明の画像形成方法によれば、長期の印字を
行っても、帯電量が安定し、作成された画像の画像濃度
が下降せず、地肌濃度があがらない、特に1ドット再現
性の良い画像形成方法を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
2:画像形成装置、4:感光体、6:現像装置、8:転
写ベルト装置、10:帯電器、12:露光手段、14:
クリーニング装置、、16:レジストローラ16、1
8:記録媒体(転写紙)、20:誘電体ベルト、22:
バイアスローラ、24:従動ローラ、26:バイアスロ
ーラ26、28:転写電源28,30、Po:転写位置
P0,P1:約5mm手前の位置、32:ガイド部材

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも染顔料と、荷電制御剤と、重
    量基準の50%粒子径(D50)が1mm以上,2mm
    未満であり、粒子径が1mm未満の粉体の割合(重量
    %)が35%以下であるように調整した結着樹脂とを混
    合撹拌した後、溶融混練し、得られた混練物を冷却した
    後に粉砕し、次いで分級して静電荷像現像用カラートナ
    ーを得ることを特徴とする静電荷像現像用カラートナー
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記結着樹脂のガラス転移点(Tg)が
    60℃以上である請求項1に記載の静電荷像現像用カラ
    ートナーの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記溶融混練の際の温度が、結着樹脂の
    軟化点+20℃よりも低い温度であることを特徴とする
    請求項1記載の静電荷像現像用カラートナーの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記静電荷像現像用カラートナーの平均
    粒径が5.0〜12.0μmであることを特徴とする請
    求項1記載の静電荷像現像用カラートナーの製造方法。
  5. 【請求項5】 結着樹脂がエポキシ樹脂であることを特
    徴とする請求項1記載の静電荷像現像用カラートナーの
    製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の方法に
    よって得られたことを特徴とする静電荷像現像用カラー
    トナー。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の静電荷像現像用カラート
    ナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
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