JP2002311635A - トナー - Google Patents

トナー

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JP2002311635A
JP2002311635A JP2001117599A JP2001117599A JP2002311635A JP 2002311635 A JP2002311635 A JP 2002311635A JP 2001117599 A JP2001117599 A JP 2001117599A JP 2001117599 A JP2001117599 A JP 2001117599A JP 2002311635 A JP2002311635 A JP 2002311635A
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sulfur
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JP2001117599A
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Junko Yoshikawa
吉川  潤子
Masaaki Taya
真明 田谷
Yuji Mikuriya
裕司 御厨
Satoshi Matsunaga
聡 松永
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 着色力が高く、いかなる環境においても帯電
性が迅速かつ良好なトナーを提供することである。 【解決手段】 結着樹脂、カーボンブラックを少なくと
も含有するトナー粒子及び無機微粉体を少なくともを有
するトナーにおいて、該トナーは、重量平均粒径が4乃
至11μmであり、トナーの粒度分布において、粒径1
2.7μm以上の粒子を3.5体積%未満含有し、かつ
粒径4μm以下の粒子を25個数%以下含有するもので
あり、(1)該トナーが、アルカリ金属元素を10〜2
00ppm含有し、(2)該トナーが、含イオウ重合体
し、(3)該トナーの周波数50kHzで測定した誘電
正接(tanδ)が0.0125以下であり、かつ、周
波数100kHzで測定した誘電正接(tanδ)が
0.0105以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法に用い
られるトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真プロセスを用いる現像剤
は、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂又はエ
ポキシ樹脂の如き結着樹脂に着色剤や荷電制御剤さらに
は離型剤を加え溶融混練し、均一に分散せしめた後、所
定の粒度に粉砕し、さらに過剰の微粉及び粗粉を分級機
を用いて除去する粉砕法による製造方法が一般的であ
る。しかしながら、最近の更なる高画質化に伴いトナー
の粒度分布をさらにシャープ化することが必要になって
きた。
【0003】コールターカウンターにより測定した重量
平均粒径が9μm以下になるに従い、従来では問題にな
らなかった使用原材料の均一分散性や効率の高い粉砕
性、更にはシャープな粒度分布にトナーを分級すること
が極めて難しくなる傾向にある。
【0004】一方近年、デジタルフルカラー複写機やプ
リンターが実用化され、トナーにおいては画像忠実性/
離型性/色再現性の如き特性をさらに向上させる必要が
生じてきた。
【0005】画像忠実性に求められる要求品質として、
デジタルフルカラー複写機においては、白黒複写機と較
べ多量のトナーを感光体から転写材に転写させる必要が
あることや、従来の更なる高画質化に対応すべくより微
小ドットに対応したトナーの微小粒径化の要求が高まっ
ている。また、微小粒径でかつ色重ねを行うフルカラー
機は、定着性及び色再現性といった要求を満たすため、
トナー用結着樹脂として、ポリエステル樹脂が好ましく
含有されている。しかし、ポリエステル樹脂は水酸基価
を有するため、高湿下での水分の影響を受けやすく、帯
電性の低下を招きがちである。
【0006】また、前記粉砕法及び重合法の両者とも、
着色剤としてカーボンブラックを使用した場合、問題が
多く発生した。
【0007】重合法の場合、カーボンブラックは表面に
キノン基の如き、重合性単量体の重合性を阻害する官能
基を持ち、そのため重合速度は小さくなり、重合度が上
がらず、造粒時に粒子が不安定となり、凝集・合一を引
き起こし、粒子として取り出すのが困難になる。
【0008】カーボンブラックを分散する際、カーボン
ブラックは他の顔料と比較して一次粒径が小さく、比表
面積が大きく、非常に分散し難く、遊離したカーボンブ
ラックが発生し易くなる。カーボンブラックは粘着性の
高い微粉体であるが故に、遊離カーボンブラックの存在
は、トナーの流動性の低下を招き、帯電部材との良好な
摩擦帯電がなし得ず、特にハーフトーン画像の再現性が
落ちる。また、カーボンブラックの分散性の悪さは、十
分な画像濃度が得られないといった問題も生じる。
【0009】第二に、カーボンブラックは導電性がある
ために、トナー表面の電荷がリークしやすく、現像時に
カブリ、トナー飛散、転写時に転写抜けの如き問題が生
じやすい。
【0010】これらの問題点を解決するために、例えば
重合性阻害に対しては、特開昭56−116044号公
報のように表面をグラフト化したカーボンブラックを使
用する方法、及び、特開昭63−210849号公報の
ようにアルミニウムカップリング剤で表面処理したカー
ボンブラックを使用する方法等がある。しかしながら、
こられの方法はカーボンブラックを表面処理するための
工程が煩雑で手間が掛かり、製造費用がかさみ、工業的
には採用は困難である。
【0011】分散性に関しては、特開昭64−3545
7号公報及び特開平1−145664号公報で、特定の
分散剤を使用して分散性を向上させる方法が提案されて
いるが、十分に解決されたとは言えない状況である。
【0012】また、特開平10−186713号公報
で、吸油量が比較的高いカーボンブラックと特定の構造
を有するアゾ系鉄化合物とからなるブラックトナーの提
案がある。これは高着色力で帯電性が安定なトナーでは
あるが、高湿環境下でのベタ均一性及び耐久性には若干
の課題を残すものである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決したトナーを提供することである。
【0014】本発明の目的は、着色力が高く、いかなる
環境においても帯電性が迅速かつ良好なトナーを提供す
ることである。
【0015】本発明の目的は、重量平均粒径が小さく、
粒度分布がシャープなトナーを提供することである。
【0016】本発明の目的は、着色力が高く、帯電性が
良好なトナーを提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、結着
樹脂、カーボンブラックを少なくとも含有するトナー粒
子及び無機微粉体を少なくともを有するトナーにおい
て、該トナーは、重量平均粒径が4乃至11μmであ
り、トナーの粒度分布において、粒径12.7μm以上
の粒子を3.5体積%未満含有し、かつ粒径4μm以下
の粒子を25個数%以下含有するものであり、(1)該
トナーが、アルカリ金属元素を10〜200ppm含有
し、(2)該トナーが、含イオウ重合体し、(3)該ト
ナーの周波数50kHzで測定した誘電正接(tan
δ)が0.0125以下であり、(4)該トナーの周波
数100kHzで測定した誘電正接(tanδ)が0.
0105以下であることを特徴とするトナーに関する。
【0018】これまでにも、特開平7−064337号
公報等により、DBP(ジブチルフタレート)吸着量の
小さいカーボンブラックと特定構造の金属含有化合物の
組合せの記載はあるが、低湿下でのチャージアップや、
高湿下での帯電の低さを解消するまでカーボンブラック
の遊離が抑えられ、かつ、トナー表面への偏在を抑制す
るには至っていない。
【0019】また、カーボンブラックの分散性を向上さ
せるために、特開平06−167832号公報では、ビ
ニル系芳香族炭化水素および、(メタ)アクリル酸エス
テルモノマーより選ばれる少なくとも一種類のモノマー
とスチレンスルホン酸ナトリウムとの共重合体を含有す
ることで、分散性向上の提案がされているが、ポリエス
テル系の結着樹脂と、上記の重合体の相溶性が悪いがた
め、ポリエステル系樹脂では効果が危うい。
【0020】そこで本発明者らが鋭意検討を行った結
果、カーボンブラックを含有した非磁性ブラックトナー
において次のことを見出した。第一に、置換基としてス
ルホン酸基およびカルボキシル基を含有するビニル系共
重合体とアルカリ金属を適度に含有せしめることによ
り、カーボンブラックの分散性が向上することである。
第二に、極性を有するポリエステル樹脂とアルカリ金属
元素を適度に含有せしめることにより、樹脂とカーボン
ブラックの親和性が増大し、カーボンブラック表面が樹
脂で包まれた状態となり、カーボンブラックの導電性を
十分に抑制することができることである。これらの相乗
的作用により、着色力が高く、いかなる環境でも帯電性
が迅速かつ良好なトナーを提供することができる。さら
に、カーボンブラックの分散性が制御されるため、DB
P吸油量の小さい、トルエン抽出量の少ないカーボンブ
ラックを使用することができるようになる。すなわちこ
れまでのカーボンブラック使用時よりも優れた着色力と
帯電性能が得られることを見出したのである。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のトナーは、アルカリ金属
元素、カーボンブラック及び含イオウ重合体を含有する
ものである。
【0022】本発明者らの検討によれば、トナーに適量
のアルカリ金属を添加すると、特にポリエステルを結着
樹脂とするトナーにおいては、帯電速度と飽和帯電量を
高め、かつカーボンブラックの導電性の影響を極力抑制
させ得ることをみいだした。
【0023】まず第一に、トナーの帯電速度と飽和帯電
量を高める作用について説明する。つまりトナーの帯電
特性において、ポリエステル樹脂のカルボキシル基は帯
電速度を向上させ、ポリエステル樹脂のOH基は飽和帯
電量を低下させる働きがある。これは以下の理由による
ものと考えられる。
【0024】カルボキシル基は非常に極性の強い官能基
であるため、カルボキシル基同士が会合しその会合した
ところから、ポリマー鎖が周囲に拡がった状態をつくっ
ている。例えば2つのカルボキシル基が会合する場合、
下記
【0025】
【化1】 のような状態であると考えられ、安定で配向性の強い構
造をとっているものと考えられる。
【0026】
【化2】 の結合角から考えると、4つ又はそれ以上のカルボキシ
ル基が、会合の集合体を形成しているものと思われる。
この様に形成されたカルボキシル基の会合の集合体は、
ホールの様になっているため、自由電子を受け入れ易
く、従ってトナーの帯電速度を向上させる働きがあると
推察される。この会合状態を保っている場合は、外部か
らの攻撃に強く、特に水分子が配位しようとしても、な
かなか配位できない。従ってトナーの環境安定性も良好
である。
【0027】OH基は、カルボキシル基とは逆に、例え
ば2つのOH基が会合する場合、
【0028】
【化3】 の様になり、1つのときよりも極性が強くなり、カルボ
キシル基が会合するときのように電荷の偏りが、内部に
向っておらず、外側からの攻撃を受けやすく、従って、
水分子の配位もし易いものと推察される。
【0029】このような帯電特性を示すポリエステル樹
脂において、電気陰性度の低いアルカリ金属を適量含有
させることで、ポリエステルのOH基とトナー内部に存
在するアルカリ金属との会合が生じる。これにより、O
H基は内部に配向するため、水分の影響を受けずらくな
り、飽和帯電量の低下が抑制される。この際に発生する
電子が、上述の会合状態で形成されるカルボキシル基の
ホール内を移動することにより、帯電速度が大幅に向上
するのである。
【0030】第二に、本発明によるカーボンブラックの
導電性抑制作用機構について説明する。カーボンブラッ
クは、粒径の小ささ及び炭素が網目状に配列する構造か
ら、トナー樹脂への親和性が低く、分散が困難である。
特に、揮発分の少ないpH7以上のカーボンブラックに
関してはこの現象が顕著となる。しかし、本発明のごと
く置換基としてスルホン酸基およびカルボニル基を有す
るビニル系重合体とアルカリ金属を含有せしめることに
より、上記の共重合体とカーボンブラックの間にアルカ
リ金属がバッファーとして作用する。
【0031】すなわち、本発明のビニル系共重合体中の
スルホン酸基とカリウムがイオン的に結合し、これが、
カーボンブラックと樹脂の橋渡し役割となる。したがっ
て、トナー表面に存在するカーボンブラックにおいて
も、樹脂で均一に包まれた状態で存在するため、カーボ
ンブラック由来の導電性を抑制することが可能となる。
これら効果により、カーボンブラックの遊離、トナー表
面偏在を抑えることが可能となり迅速かつ良好な帯電性
及び高い転写性を供すことが可能となる。
【0032】また、本発明のビニル系共重合体中にカル
ボキシル基が含有すると、結着樹脂であるポリエステル
樹脂中のカルボキシル基との会合により、ビニル系共重
合体と結着樹脂との相溶性がすぐれる、すなわち、カー
ボンブラックと会合したビニル系共重合体は、結着樹脂
中に凝集することなく細かく安定に分散し、ひいてはカ
ーボンブラックの分散性の向上につながるのである。
【0033】次いで、カーボンブラックと置換基として
スルホニル基を有するビニル系共重合体とアルカリ金属
とともに含有させると、詳細な理由は明確ではないが、
カーボンブラックの分散性がともに良化し、前述の着色
力や帯電性・転写性が向上するばかりでなく、トナーの
流動性までも向上するという知見が得られた。
【0034】これにより、帯電部材との均一高帯電が図
られ、カラー画像における中間調の再現性が優れた画像
を得ることが可能となった。
【0035】本発明で好ましく用いられるカーボンブラ
ックは、平均一次粒子径が13〜55nm、pHが7以
上、揮発分が1%以下、DBP吸油量が20〜100m
l/100g、トルエン抽出量が0.1%以下、フルイ
残分が250ppm以下、嵩密度が650g/リットル
以下である。
【0036】前述したように、カーボンブラックは他の
顔料と比較して分散しがたい顔料であり、カーボンブラ
ックの遊離、トナー表面への偏在化を抑制するのが非常
に困難であった。特にこの傾向は、本発明に好ましく用
いられるカーボンブラックのように吸油量が小さいカー
ボンブラックで顕著であり、このようなカーボンブラッ
クは、溶融混練したときに、自己凝集性が強くなってし
まう。それゆえ、着色力向上とトナーの帯電特性の両立
が難しく、電子写真用トナーには通常使用されなかっ
た。
【0037】この課題に対して、本発明者らは、第一
に、特定の官能基を含有するビニル系共重合体とアルカ
リ金属を適度に含有せしめることにより、カーボンブラ
ックの分散性を向上せしめ、第二に、極性を有するポリ
エステル樹脂とアルカリ金属元素を適度に含有せしめる
ことにより、カーボンブラックの導電性を十分に抑制さ
せることに成功した。
【0038】本発明において、高画像濃度とトナーの帯
電安定性を並び立たせるためには、トナー粒子に対する
カーボンブラックの含有量が、好ましくは0.8〜20
質量%であることが好ましく、より好ましくは2〜15
質量%である。
【0039】カーボンブラックの含有量が0.8質量%
未満の場合には、トナーとしての着色力が低く、高画像
濃度が達成することが困難であり、20質量%を超える
場合には、本発明のアルカリ金属元素、特定の有機金属
化合物、さらにはポリエステル樹脂と併せて用いた場合
でも、カーボンブラックの均一な分散が困難となり、ト
ナーの導電性を十分に抑制することができないため、本
発明の目的を良好に達成することができない。
【0040】本発明に係るアルカリ金属元素としては、
カリウム、ナトリウムが好ましいが、ポリエステル樹脂
やカーボンブラックとの会合状態と関連する電気陰性度
及び、有機金属化合物やカーボンブラックの分散性と関
連する原子の大きさから、カリウムが最も好ましい。
【0041】本発明に用いるアルカリ金属元素のトナー
粒子中の含有量は10〜200ppmであり、好ましく
は20〜170ppmが良い。アルカリ金属元素の含有
量が10ppmより少ないと、カーボンブラックの分散
性向上、導電性抑制等の効果が十分に得ることができ
ず、帯電量の低さや分布のブロード化を招き、カブリや
飛散、転写性の低下といった弊害が生じる。逆に、アル
カリ金属元素の含有量が200ppmより多いと、高湿
下でアルカリ金属が水酸化物として存在する割合が大き
くなるため、水分の影響を受けやすくなり、帯電量の低
下を招き、含有量が少ない場合と同様に、カブリや飛
散、転写性の低下といった弊害が生じる。
【0042】該アルカリ金属元素をトナー粒子中に含有
させる手段としては、特に限定されるものではないが、
カーボンブラック中に含有せしめて、トナー中に含有さ
せることが、本発明の効果を好適に発現せしめる最も有
効な手段である。カーボンブラックにアルカリ金属元素
を添加することにより、凝集性の高いカーボンブラック
の流動性が高まるため、トナー中におけるカーボンブラ
ックの分散性が向上する。これは、カーボンブラック焼
成時にアルカリ金属がイオン化し正電荷を有するように
なり、その電荷の反発によりカーボンブラック自身の凝
集を抑制することができ、トナー中における分散が高ま
っているものと思われる。
【0043】カーボンブラックにアルカリ金属元素を添
加する場合、カーボンブラック中のアルカリ金属元素の
含有量は、カーボンブラックの質量を基準として50〜
1000ppmにすることが好ましい。この範囲に制御
することにより、トナー中の含有量を10〜200pp
mの範囲を維持することが容易となり、また、カーボン
ブラックの分散性が特に良好なものとなる。カーボンブ
ラック中のアルカリ金属元素の含有量が50〜1000
ppmの範囲から外れた場合には、トナー中のアルカリ
金属元素の含有量が10〜200ppmの範囲から外れ
る場合と同様の弊害を生じやすくなる。つまり、カーボ
ンブラック中のアルカリ金属含有量が50ppmより小
さい場合には、本発明の主たる目的であるカーボンブラ
ックの分散性向上を良好に発揮することができない。逆
に1000ppmより大きい場合、カーボンブラックの
帯電性が上がりすぎ、特に重合法でトナーを作製する際
に重合阻害を起こしたり、負帯電性トナーに適用した際
に逆帯電のトナーの存在比率を増やしたり、カブリやト
ナー飛散の原因となる。
【0044】本発明に用いる有機金属化合物としては、
電子供与性の観点から有機鉄化合物、有機アルミ化合
物、有機クロム化合物又は有機亜鉛化合物のいずれかで
ある必要があり、特に有機鉄化合物、有機アルミ化合物
又は有機亜鉛化合物が好ましい。本発明において、例え
ば有機鉄化合物とは、鉄元素を含有する有機化合物であ
り、他の金属との複合化合物であっても良く、他の元素
に関してもこの点は同じである。
【0045】さらに、本発明に用いる有機金属化合物は
荷電制御剤としての役割を果たすものが好ましく、トナ
ーに高く、且つ均一な帯電を付与するという観点から、
アゾ系金属化合物またはオキシカルボン酸金属化合物が
好ましい。
【0046】アゾ系金属化合物またはオキシカルボン酸
金属化合物以外の有機金属化合物では、均一でかつ高い
帯電性が得られにくく、チャージアップによる画像濃度
薄やカブリ、低帯電によるカブリ、飛散、転写性の低下
を引き起こしやすくなる。
【0047】本発明において、トナー粒子に対する有機
金属化合物の含有量は、好ましくは0.1〜8.0質量
%であり、より好ましくは0.3〜6.0質量%であ
る。この範囲においては、カーボンブラックの分散性が
良好なものとなり、均一且つ高い帯電が達成されやす
い。
【0048】本発明のトナーの特徴として、カーボンブ
ラックの良好な分散性とトナーの高い流動性がある。
【0049】本発明のトナーは、周波数5×10Hz
におけるtanδ(5×10Hz)が0.0125以
下、10Hzにおけるtanδ(10Hz)が0.
0105以下が好ましく、特にtanδ(5×10
z)が0.011以下、10 Hzにおけるtanδ
(10Hz)が0.09以下がより好ましい。
【0050】周波数5×10Hzにおけるtanδ
(5×10Hz)が0.0125より大きくかつ、1
Hzにおけるtanδ(10Hz)が0.010
5より大きい場合、帯電量分布がブロードとなり、低湿
下でのチャージアップによる画像濃度薄やカブリ、高湿
下でのカブリ、飛散、転写性の悪化等の弊害が生じる。
【0051】本発明のトナー粒子において、カーの流動
性指数が50以上、好ましくは60以上であり、噴粒性
指数が65以上、好ましくは75以上であることが、本
発明の目的を好適に発現しうるものである。カーの流動
性指数が50より小さく、噴粒性指数が65より小さい
場合、帯電部材との良好な摩擦帯電がなし得ず、特にハ
ーフトーン画像の再現性が落ちる。
【0052】本発明に用いるポリエステル樹脂は、酸価
が3〜50mgKOH/gであることが好ましい。ポリ
エステル樹脂の酸価が3より小さいと、迅速かつ高い帯
電性が得られず、逆に酸価が50より大きいとチャージ
アップしやすくなり、低湿下でのカブリや、画像濃度低
下を引き起こす。
【0053】本発明のカーボンブラックは、平均一次粒
子径が13〜55nm、好ましくは25〜50nmであ
ることが発明の良好な形態をとる。平均一次粒子径が1
3nmより小さいと、本発明で用いる特定な有機金属化
合物を用いたとしても、均一な分散が困難でありかつ、
トナー表面に遊離しやすくなる。カーボンブラックの平
均一次粒子径が55nmより大きい場合には、良好に分
散しても着色力が低くなりすぎ、着色力を上げるために
多量に使用すると、トナーの帯電量が低下しすぎ、使用
に適さない。
【0054】本発明のカーボンブラックは、pHが7以
上、好ましくは7.5〜10.5であることが発明の良
好な形態をとる。pHが7より小さい場合、カルボキシ
ル基等の官能基が増加し、ポリエステルの会合が強くな
り、トナー表面に存在しやすくなるため、高湿下でのベ
タ均一性の悪化等を引き起こす。逆に、極端にpHが高
すぎるとカーボンブラックがトナー表面に遊離しやすく
なる。
【0055】本発明のカーボンブラックは、揮発分が1
%以下、好ましくは0.8%以下であることが発明の良
好な形態をとる。揮発分が1%より大きいことは、カー
ボンラック表面の官能基の増加を意味する。この種のカ
ーボンブラックを使用すると、トナー表面に偏在しやす
くなるため、高湿下でのベタ均一性の悪化等を引き起こ
す。
【0056】本発明のカーボンブラックは、DBP吸油
量が20〜100ml/100gが好ましく、30〜6
0ml/100gがより好ましい形態である。吸油量が
100ml/100gを超えるとカーボンブラックがト
ナー表面に存在しやすくなり、特に、高湿下でのトナー
の転写性向上と、トナーの着色力向上が困難になる。
【0057】一方、吸油量が20ml/100g未満の
場合には、トナー粒子中のカーボンブラックの分散性が
充分ではなく、着色力の低下やトナーの帯電量の低下が
生じやすくなる。
【0058】よって、本発明に用いられるカーボンブラ
ックは、窒素吸着による比表面積が100m/g以
下、好ましくは90〜30m/g、さらに好ましくは
90〜40m/gであることが良く、さらに、トルエ
ン抽出量が0.1%以下、好ましくは0.05%以下で
あることが良い。
【0059】さらに、カーボンブラックのトルエン抽出
量が0.1%を超える場合には、カーボンブラック表面
に重合阻害基が多数存在するため、使用に適さない。使
用した場合、重合後のトナー粒度分布がブロードとな
り、かつ、トナー表面にカーボンブラックが偏在し、高
湿環境下での転写不良を生じる。
【0060】本発明のカーボンブラックのフルイ残分は
250ppm以下、好ましくは100ppm以下、さら
に好ましくは50ppm以下であることが良い。フルイ
残分が250ppmより多い場合、その凝集したカーボ
ンブラックがトナー中に微分散しづらくなるばかりでな
く、トナー表面に遊離した状態になりやすい。この場
合、高湿下での帯電量の低下や、ベタ均一性の悪化を引
き起こす。
【0061】本発明のカーボンブラックの嵩密度は65
0g/リットル以下、好ましくは500g/リットル以
下であることが良い。嵩密度が650g/リットルを超
えると、均一な分散が困難でありかつ、トナー表面に遊
離しやすくなる。この場合、高温下での帯電量の低下等
を引き起こす。
【0062】本発明におけるトナーには、帯電安定性、
現像性、流動性、耐久性向上のため、種々の微粉末を添
加することが好ましい。
【0063】例えば流動性向上微粉体としては、シリ
カ、アルミナ、酸化チタンの微粉体が挙げられ、BET
法で測定した窒素吸着による比表面積が30m/g以
上(より好ましくは50〜400m/g)の範囲内の
ものが良好な結果を与える。添加量としては、トナー1
00質量部に対して流動性向上微粉末0.01〜8質量
部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜5質
量部である。
【0064】上記流動性向上微粉末は、疎水性、帯電
性、さらには転写性を向上させる目的で、シリコーンワ
ニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、
各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、そ
の他の有機ケイ素化合物の如き処理剤を単独或いは併せ
て用いることによって、処理されていることが好まし
い。
【0065】他の添加剤としては、例えば弗素樹脂、ス
テアリン酸亜鉛、ポリ弗化ビニリデンの如き滑剤;酸化
セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウムの如き
研磨剤、ケーキング防止剤;酸化亜鉛、酸化アンチモ
ン、酸化スズの如き導電性付与剤;現像性向上剤が挙げ
られる。これらの添加剤の添加量としては、トナー10
0質量部に対して0.01〜10質量部が好ましく、よ
り好ましくは0.1〜8質量部である。
【0066】本発明のトナーの重量平均粒径は4〜11
μm、より好ましくは6〜9μmが良い。トナーの重量
平均粒径が4μmより小さいと過剰帯電を引き起こし、
カブリや画像濃度の低下といった弊害をもたらす。逆
に、トナーの重量平均粒径が11μmより大きいと、ド
ラム上の微細な潜像を忠実に再現することが困難とな
り、現像画像の画質が劣ったものとなりやすい。
【0067】本発明のトナーの粒度分布は、トナーの帯
電を均一にするという観点から、4μm以下のトナーが
25個数%以下であることが好ましく、より好ましくは
5〜15個数%であり、12.7μm以上のトナーが
3.5体積%以下であることが好ましく、より好ましく
は0.1〜2.0体積%である。
【0068】4μm以下のトナーが25個数%より多い
と、特に、本発明のトナーをクリーナーレスシステムに
適用した場合に、カブリが発生しやすくなる。
【0069】一方、12.7μm以上のトナーが3.5
体積%より多いと、特に、中間転写体を有する画像形成
装置に用いた場合、飛び散りが発生しやすくなる。
【0070】本発明のトナーの特徴として、カーボンブ
ラックの良好な分散性とトナーの高い流動性がある。
【0071】カーボンブラックの分散性の度合いを示す
指標として、「カーボンブラックの特性と最適配合およ
び利用技術(技術情報協会発行)」の241頁に示され
るように、誘電損率ε”と誘電率ε’の比で表される損
失正接tanδがある。この値が小さいほど、カーボン
ブラックの分散性が良好であることを示している。
【0072】本発明において、非磁性トナーの体積固有
抵抗値は、好ましくは1010〜1016Ω・cm、よ
り好ましくは1012〜1016Ω・cm、さらに好ま
しくは1013〜1016Ω・cmであることが長期に
わたって、トナーの帯電を安定化させる点で良い。
【0073】非磁性トナーの体積抵抗値が1010Ω・
cm未満の場合には、特に高湿下においてトナーの帯電
が低下しやすく、1016Ω・cmを超える場合には、
特に低湿下で画像面積比率が2%以下のオリジナル原稿
を連続プリントした際、画像濃度が低下しやすくなって
好ましくない。
【0074】前述のように、本発明者は、通常使用され
なかった吸油量が小さいカーボンブラックを使用した際
においても、特定の官能基を含有するビニル系共重合体
とアルカリ金属を併用することで、従来のカーボンブラ
ック含有トナーよりも、分散性、帯電特性に優れた現像
剤を得ることに成功したのである。
【0075】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
は、酸基としては、少なくともスルホニル基を有するも
のであり、スルホニル基を有するビニル系モノマーを
(共)重合することにより導入される。また、含イオウ
重合体は、酸基として、スルホニル基以外にカルボキシ
ル基を有することがより好ましい。含イオウ重合体にカ
ルボキシル基を導入するには、カルボキシル基を有する
モノマーを(共)重合する、あるいは(メタ)アクリル
酸エステル等のエステル基を有するモノマーを(共)重
合した後に脱アルコールする、無水マレイン酸等の酸無
水物基を有するモノマーを(共)重合したのちに加水分
解または、ハーフエステル化する等により導入すること
ができ、酸無水物基は無水マレイン酸等の酸無水物基を
有するモノマーを(共)重合したのちに脱アルコールす
る等により導入することができ、必要に応じて酸無水物
基として重合体に残存しても良い。
【0076】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
の重量平均分子量(Mw)は、2000〜20万であれ
ばよいが、好ましくは17000〜10万となる場合で
あり、さらに好ましくは25000〜5万となる場合で
ある。もし、重量平均分子量(Mw)が2000未満・
20万超となるいずれの場合においても、結着樹脂にお
ける分散状態が好ましくない。すなわち、カーボンブラ
ック分散性もよくならないことになる。
【0077】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
のガラス転移温度(Tg)は、30〜120℃であれば
よいが、好ましくは50〜100℃となる場合であり、
さらに好ましくは72〜95℃となる場合である。も
し、ガラス転移温度(Tg)が30℃未満となる場合及
び120℃超となるいずれの場合においても、含イオウ
重合体の分散を本発明のトナーに好適な状態に保持する
ことが困難であり好ましくない。
【0078】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
は、芳香族ビニルモノマー及び(メタ)アクリル酸エス
テルモノマーを主成分とするビニル系重合体であり、芳
香族ビニルモノマーとしてはスチレンが好ましく、(メ
タ)アクリル酸エステルモノマーとしてはアクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル
酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリ
ル等のアクリル酸エステルモノマーが好ましく、スチレ
ン及びアクリル酸2−エチルへキシルまたはスチレン及
びアクリル酸(n)ブチルが特に好ましい。スルホニル
基を有するモノマーとしては2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2
−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、2
−アクリロイル−2−メチルプロパンスルホン酸、2−
メタクリロイル−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙
げることができる。カルボキシル基を有するモノマーと
してはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル
酸、マレイン酸モノエステル、ビニル安息香酸あるいは
(メタ)アクリル酸のヒドロキシカルボン酸エステル類
及び下記構造を有するマレイン酸アミド誘導体、マレイ
ミド誘導体、スチレン誘導体を挙げることができる。
【0079】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
は、種々の重合方法により製造可能であるが、好ましい
重合法としては重合溶媒を使用しないか、もしくは少量
の重合溶媒を使用する塊状重合法あるいは溶液重合法で
製造する場合であり、反応溶媒としてメタノール、エタ
ノール、プロパノール、2−プロパノール、プロパノ
ン、2−ブタノン、ジオキサン、トルエン、キシレン等
の溶媒を使用することができ、これらの溶媒を混合して
使用する場合にはメタノール、2−ブタノン及び2−プ
ロパノールの組合せ、メタノール、トルエン及び2−プ
ロパノールの句見合わせ、メタノール、キシレン及び2
−プロパノールの組合せにおいて、2:1:1乃至1:
5:5の質量比で使用することが好ましい。
【0080】本発明のトナーにおいて、含イオウ重合体
は結着樹脂100質量部に対して0.01乃至20質量
部含有するものであるが、好ましくは1乃至7質量部含
有するものであり、さらに好ましくは1乃至5質量部含
有するものである。もし、含有量が0.01質量部未満
となる場合には高温高湿環境における帯電量が不充分と
なる場合があり好ましくなく、20質量部超となる場合
には低湿環境において不均一となりカブリが顕著となり
好ましくない。
【0081】本発明の結着樹脂として、ポリエステル樹
脂以外の樹脂を適宜併用して使用することが可能であ
る。例えば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−アクリル共重合体等のスチレン系共重
合体、ポリエチレン−エチレン酢酸ビニル共重合体、フ
ェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸
系樹脂等が用いられる。
【0082】以下、ポリエステル樹脂についてさらに詳
しく述べる。
【0083】本発明において、好ましく用いられるポリ
エステル樹脂を構成する2価の酸成分としては、例え
ば、芳香族系ジカルボン酸類としてはテレフタル酸、イ
ソフタル酸、フタル酸、ジフェニル−P,P’−ジカル
ボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、ナフタレ
ン−2,6−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−P,
P’−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4’−ジカ
ルボン酸、1,2−ジフェノキシエタン−P,P’−ジ
カルボン酸が使用でき、それ以外の酸としては、マレイ
ン酸、フマル酸、グリタル酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、メサコン酸、
イタコン酸、シトラコン酸、セバチン酸、及びこれらの
酸無水物或いは低級アルキルエステルが使用できる。
【0084】2価のアルコールとしては、下記式(1)
【0085】
【化4】 [式中、RはC〜Cのアルキレン基であり、X及
びYは正数であり、2≦X+Y≦6である。]で表わさ
れるジオールが挙げられ、例えば、ポリオキシプロピレ
ン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキ
シプロピレン(6.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(13)
−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが
挙げられる。
【0086】その他の2価のアルコールとしては、例え
ばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、1,2−プロピレングリコール、
1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール
の如きジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)
シクロヘキサン、及びビスフェノールA、水素添加ビス
フェノールAが挙げられる。
【0087】ポリエステル樹脂は下記の3価以上の酸成
分を用いることにより、架橋させてもよい。架橋成分と
しては、トリメリット酸、1,2,4−トリカルボン酸
トリn−エチル、1,2,4−トリカルボン酸トリn−
ブチル、1,2,4−トリカルボン酸トリn−ヘキシ
ル、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリイソブチ
ル、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリn−オク
チル、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリ2−エ
チルヘキシルが使用できる。但し、これらに制限される
ものではない。
【0088】本発明のポリエステル樹脂においては、例
えばn−ドデセニル基、イソドデセニル基、n−ドデシ
ル基、イソドデシル基、イソオクチル基、を有したマレ
イン酸、フマル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸、
アジピン酸の如きアルキルもしくはアルケニル置換基を
有する酸及び/又は、エチレングリコール、1,3−プ
ロピレンジオール、テトラメチレングリコール、1,4
−ブチレンジオール、1,5−ペンチルジオールの如き
アルコールを含んでいても良い。
【0089】本発明のトナーに用いるポリエステル樹脂
を得るための製造方法としては、例えば以下のごとくの
方法による。
【0090】まず線状の縮合体を形成せしめ、その過程
で目標の酸価、水酸基価の1.5〜3倍となるように分
子量を調整し、かつ分子量が均一となるように従来より
もゆっくり、かつ徐々に縮合反応が進むように、例えば
(i)従来よりも低温かつ長時間反応せしめる、(i
i)エステル化剤を減少せしめる、(iii)反応性の
低いエステル化剤を用いる、又は、(iv)これらの方
法を組み合わせて用いる、などにより、反応を制御す
る。その後、その条件下で架橋酸成分、及び必要に応じ
てエステル化剤をさらに加え、反応せしめ3次元縮合体
を形成せしめる。さらに昇温し、分子量分布が均一にな
るようにゆっくり、長時間反応せしめ、架橋反応を進
め、水酸基価または酸価またはMI値が目標値まで低下
した時反応を終了し、ポリエステル樹脂を得る。
【0091】本発明のトナーは、負帯電性或いは正帯電
性に限定されるものではない。負帯電性トナーとする場
合は、特に負荷電特性を安定化させる目的で荷電制御剤
を添加することが好ましい。負荷電制御剤としては、ア
ルキル置換サリチル酸の金属錯体(例えば、ジ−ターシ
ャリーブチルサリチル酸のクロム錯体又はアルミ錯体)
の如き有機金属錯体が本発明のトナーにおいては、上述
の目的を達成する上でもっとも好ましい。
【0092】正帯電性のトナーとする場合には、正帯電
性を示す荷電制御剤として、ニグロシンやトリフェニル
メタン系化合物、ローダミン系染料、ポリビニルピリジ
ンを用いることができる。カラートナーを作製する場合
においては、正帯電性を示すメタクリル酸ジメチルアミ
ノメチルの如き含アミノカルボン酸エステル類をモノマ
ーとして0.1〜40mol%、好ましくは1〜30m
ol%含有させた結着樹脂を用いるか、或はトナーの色
調に影響を与えない無色又は淡色の正荷電制御剤を用い
ることが好ましい。
【0093】本発明におけるブラックトナー粒子の製造
方法としては、結着樹脂とカーボンブラック、含イオウ
重合体、その他添加剤を加え、ヘンシェルミキサーのご
とき混合機で均一混合した後、加熱ロール、ニーダーの
ごとき熱混練機を用いて溶融混練し、互いに溶融分散せ
しめ、冷却固化後、粉砕分級を行う製造方法があげられ
る。
【0094】また、本発明においては、カーボンブラッ
クを結着樹脂の一部にあらかじめ添加し分散させた後、
上記の分散物を残りの結着樹脂、その他の添加剤を加
え、その後は溶融混練、冷却、粉砕、分級を行ってもよ
い。あらかじめカーボンブラックを結着樹脂に分散させ
る工程としては、従来から知られているマスターバッチ
法やフラッシング処理法が挙げられる。
【0095】本発明の含イオウ重合体は、カーボンブラ
ックを結着樹脂の一部にあらかじめ添加し分散させる時
でも、その後に添加しても良い。
【0096】本発明のトナーは、二成分系現像剤又は一
成分系現像剤として用いることが可能である。
【0097】本発明のトナーを二成分系現像剤として用
いる場合は、キャリアとして、亜鉛,コバルト,マンガ
ン,クロム,希土類の如き金属及びそれらの合金または
酸化物及び磁性フェライトなどが使用できる。またその
製造方法として特別な制約はない。
【0098】上記キャリアの表面を樹脂で被覆する系
は、特に好ましい。その方法としては、樹脂等の被覆材
を溶解剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキャリア
に付着せしめる方法、単に被覆材の粉体をキャリアと混
合して被覆する方法の如き、従来公知の方法がいずれも
適用できる。
【0099】キャリア表面への固着物質(被覆材)とし
てはトナー材料により異なるが、例えばポリテトラフル
オロエチレン,モノクロロトリフルオロエチレン重合
体,ポリフッ化ビニリデン,シリコーン樹脂,ポリエス
テル樹脂,スチレン系樹脂,アクリル系樹脂,ポリアミ
ド,ポリビニルブチラール,ニグロシン,アミノアクリ
レート樹脂,塩基性染料及びそのレーキ,シリカ微粉
末,アルミナ微粉末,ジアルキルサリチル酸の金属錯体
または金属塩を単独或は複数用いるのが適当である。
【0100】上記の化合物(固着物質)の処理は、キャ
リアが前記条件を満足するよう適宜決定すれば良いが、
一般的には総量でキャリアに対し0.1〜30質量%
(好ましくは0.5〜20質量%)が良い。
【0101】これらキャリアの平均粒径は20〜100
μm、好ましくは25〜70μm、より好ましくは25
〜65μmを有することが良い。
【0102】特に好ましい態様としては、Cu−Zn−
Feの3元系のフェライトであり、その表面をフッ素系
樹脂とスチレン系樹脂の如き樹脂の単独又は組み合わ
せ、例えばポリフッ化ビニリデンとスチレン−メチルメ
タアクリレート樹脂,ポリテトラフルオロエチレンとス
チレン−メチルメタアクリレート樹脂;フッ素系共重合
体;などを単独で又は適時好ましい比率の混合物とした
もので、0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜1質
量%コーティングしたものが好ましい。
【0103】本発明のトナーと混合して二成分現像剤を
調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度と
して、1〜15質量%、好ましくは2〜13質量%にす
ると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が1質量%
未満では画像濃度が低くなり、15質量%を超えるとカ
ブリや機内飛散を増加せしめ、現像剤の耐用寿命を短縮
しがちである。
【0104】本発明のトナーを非磁性一成分系現像剤と
して用いる場合は、前記の磁性キャリアごときものは使
用せずに、前記流動性向上剤などを適時添加して用い
る。
【0105】本発明において、トナーの樹脂成分のGP
C(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による
分子量分布において、重量平均分子量(Mw)が、好ま
しくは5,000〜1,000,000、より好ましく
は7,000〜500,000であることが良く、重量
平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw
/Mn)が、好ましくは2〜100、より好ましくは3
〜50であることが定着ラチチュードが広く、トナー帯
電付与部材の汚染防止の点で良い。
【0106】トナーの樹脂成分の重量平均分子量(M
w)が5,000未満の場合には、高温側の非オフセッ
ト領域が狭くなると同時に、トナーの帯電付与部材の汚
染が生じやすく、トナーの帯電不良が生じやすい。1,
000,000を超える場合には、定着性が悪化してし
まう。
【0107】さらに、トナーの樹脂成分のMw/Mnが
2未満の場合には、定着可能温度領域が極端に狭くな
り、100を超える場合には、フルカラー画像に適用し
た場合、ブラック画像が沈んだ感じで違和感が生じ、好
ましくない。
【0108】本発明において、熱定着時の定着部材に対
する離型性をよくする目的で、離型剤を含有しても良
い。例えば、脂肪族炭化水素系ワックス、脂肪族炭化水
素系ワックスの酸化物、エステルワックス、脂肪酸エス
テルを主成分とするワックス類、飽和直鎖脂肪酸類、不
飽和脂肪酸類、飽和アルコール類、多価アルコール類、
脂肪酸アミド類、飽和脂肪酸ビスアミド類、不飽和脂肪
酸アミド類、芳香族系ビスアミド類が挙げられる。中で
も本発明に離型剤として好ましく用いられるワックス成
分としては、エステルワックス及びこれらの変性物(例
えば、酸化物やグラフト処理物)、高級脂肪酸及びその
金属塩、アミドワックスがあげられる。これらワックス
類は環球法(JIS K 2531)による軟化点が4
〜130℃、好ましくは50〜120℃を有するものが
良い。このワックス成分の軟化点が40℃未満の場合に
はトナーの耐ブロッキング性及び保形性が不十分であ
り、130℃を超える場合には離型性の効果が不十分と
なる。
【0109】これらワックス成分は、トナー粒子中の含
有量としては、好ましくは1〜30質量%、より好まし
くは2〜20質量%であることが良い。トナー粒子の質
量に対するワックス成分の含有量が1質量%未満の場合
には、含有量が少なく、ワックス成分の添加による定着
部材に対する離型性効果が少なく、30質量%を超える
場合には、ワックスがトナー表面に存在する量が多くな
り、トナー帯電付与部材を汚染しやすくなり好ましくな
い。
【0110】次に、本発明に係る各種測定方法について
説明する。
【0111】(1)カーボンブラックのDBP吸油量の
測定 DIN 53601に準じて測定する。
【0112】(2)カーボンブラックの窒素吸着による
比表面積の測定 JIS 4652に準じて測定する。
【0113】(3)カーボンブラックの揮発分の測定 DIN 53552に準じて測定する。
【0114】(4)カーボンブラックの平均一次粒子径
の測定 透過型顕微鏡で、トナーの断面を40,000倍の倍率
で拡大写真をとり、一次粒子100個を無作為に選択
し、平均一次粒子径を算出する。
【0115】(5)カーボンブラックのトルエン抽出量
の測定 DIN 53553に準じて測定する。
【0116】(6)カーボンブラックのフルイ残分の測
定 DIN ISO 787/18に準じて測定する。
【0117】(7)カーボンブラックのpHの測定 DIN ISO 787/9に準じて測定する。
【0118】(8)カーボンブラックの嵩密度の測定 DIN ISO 787/11に準じて測定する。
【0119】(9)トナーの重量平均粒径(D)及び
4.0μm以下のトナー粒子の個数%及び10.1μm
以上のトナー粒子の体積%の測定 トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンター
TA−IIあるいはコールターマルチサイザーII(コ
ールター社製)を用いて測定可能であるが、本発明にお
いてはコールターマルチサイザーII(コールター社
製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフ
ェース(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピ
ューター(NEC製)を接続し、電解液は1級塩化ナト
リウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。例え
ば、ISOTON R−II(コールターサイエンティ
フィックジャパン社製)が使用できる。測定法として
は、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤とし
て界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン
酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20m
g加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約
1〜3分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイ
ザーによりアパーチャーとして100μmアパーチャー
を用いて、2μm以上のトナーの体積、個数を測定して
体積分布と個数分布を算出した。それから本発明に係る
体積分布から求めた重量基準(各チャンネルの代表値を
チャンネル毎の代表値とする)の重量平均粒径(D
及び個数分布から求めた4.0μm以下のトナー粒子の
個数%及び体積分布から求めた10.1μm以上のトナ
ー粒子の体積%を求めた。
【0120】(10)トナー粒子の樹脂成分及び極性官
能基を含む高分子重合体のGPCによる分子量分布 トナー粒子の樹脂成分及び極性官能基を含む高分子重合
体の具体的なGPCの測定方法としては、予めトナー粒
子をソックスレー抽出器を用いてトルエン溶剤で20時
間抽出を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエ
ンを留去せしめる。次に、必要により、トナー粒子に添
加するワックスは溶解するが、樹脂成分は溶解し得ない
有機溶剤、例えばクロロホルムを加え十分洗浄を行う。
その後、THF(テトラヒドロフラン)に溶解した溶液
をポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブランフィルター
でろ過したサンプルをウォーターズ社製150Cを用
い、カラム構成は昭和電工製A−801、802、80
3、804、805、806、807を連結し標準ポリ
スチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測定する。
【0121】得られた分子量分布から重量平均分子量
(Mw)及び数平均分子量(Mn)を算出する。
【0122】(11)誘電率および誘電正接の測定方法 4284AプレシジョンLCRメーター(ヒューレット
・パッカード社製)を用いて、1kHz及び1MHzの
周波数で校正後、周波数5×10Hz,10 Hzの
誘電率の測定値から誘電正接(tanδ=ε”/ε’)
を算出する。
【0123】トナーは、0.5〜0.7gを秤量し、3
4300kPa(350kgf/cm)の荷重を2分
間かけて成型し、直径25mm、厚さ1mm以下(好ま
しくは、0.5〜0.9mm)の円盤状の測定試料とす
る。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電
極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンテ
ィフィック・エフ・イー社製)に装着し、固定する。そ
の後、350gの荷重をかけた状態で100Hz〜1M
Hzの周波数範囲で、3回測定し平均値を算出すること
により得られる。
【0124】(12)アルカリ金属元素の含有量の測定
法 トナーを硫酸、硝酸で湿式分解した後、塩酸を加えて加
熱し、放冷したものをサンプルとして用いる。これを誘
導プラズマ発光分析法(ICP−AES)により定量す
る。
【0125】(13)トナーの酸価の測定 基本操作は、JIS−K0070に準じる。
【0126】〔酸価〕試料1g中に含有されている遊離
脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウ
ムのmg数を酸価といい、次によって試験を行う。
【0127】1)試薬 (a)溶剤エチルエーテル−エチルアルコール混液(1
+1または2+1)またはベンゼン−エチルアルコール
混液(1+1または2+1)で、これらの溶液は使用直
前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol
/リットル水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和
しておく。 (b)フェノールフタレイン溶液 フェノールフタレイ
ン1gをエチルアルコール(95体積%)100mlに
溶かす。 (c)0.1mol/リットル水酸化カリウム−エチル
アルコール溶液 水酸化カリウム7.0gをできるだけ
少量の水に溶かしエチルアルコール(95体積%)を加
えて1リットルとし、2〜3日放置後ろ過する。標定は
JIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する
基本事項)に準じて行う。
【0128】2)操作 試料1〜20gを正しくはかり
とり、これに溶剤100mlおよび指示薬としてフェノ
ールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるま
で十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶か
す。冷却後これを0.1mol/リットル水酸化カリウ
ムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が3
0秒間続いたときを中和の終点とする。
【0129】3)計算式 つぎの式によって酸価を算出
する。
【0130】
【数1】 ここでA:酸価(mgKOH/g) B:0.1mol/リットル水酸化カリウムエチルアル
コール溶液の使用量(ml) f:0.1mol/リットル水酸化カリウムエチルアル
コール溶液のファクター S:試料(g)
【0131】
【実施例】以下、トナーの具体的な製造方法、実施例、
比較例をもって本発明をさらに詳細に説明する。「部」
は「質量部」を意味する。
【0132】(ポリエステル樹脂の製造例−1)テレフ
タル酸2mol,ドデセニル無水コハク酸1.09mo
l,ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.4mol,ジ
ブチル錫オキシド0.01gをガラス製2リットルの4
つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー,
及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内におい
た。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しな
がら徐々に昇温し、170℃で5時間反応せしめ、次い
で190℃に昇温し、4時間反応せしめた。この時点で
生成した樹脂の水酸基価は59.8であった。
【0133】その後、トリメリット酸無水物0.2mo
l及びジブチル錫オキシド0.08gを加え、190℃
でさらに3時間反応せしめ、さらに200℃に昇温し、
5時間反応せしめ反応を終了し、ポリエステル樹脂
(1)を得た。
【0134】このポリエステル樹脂(1)の軟化点は1
04℃であり、ガラス転移温度は64℃、酸価は13.
8であった。
【0135】(ポリエステル樹脂の製造例−2)イソフ
タル酸1.5mol,オクチルコハク酸1.22mo
l,ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4
−ヒドロキシフェニル)プロパン3.45molをポリ
エステル樹脂の製造例−1と同様にして窒素雰囲気中で
反応せしめた。次いで、トリメリット酸無水物0.09
mol,ジブチル錫オキシド0.09g加え、180℃
で反応を5時間行い、ポリエステル樹脂(2)を得た。
【0136】このポリエステル樹脂(2)のガラス転移
温度は64℃、軟化点温度は105℃、酸価は6.8で
あった。
【0137】(ポリエステル樹脂の製造例−3)テレフ
タル酸3.0mol,ポリオキシプロピレン(2.2)
−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
1.6mol,ポリオキシエチレン(2.0)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.6mo
l,ジブチル錫オキシド0.01gをガラス製2リット
ルの4つ口フラスコに入れ、ポリエステル樹脂の製造例
−1と同様にして窒素雰囲気中で反応せしめた。次い
で、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリn−ブチ
ル0.3molを加え220℃に昇温し、5時間反応せ
しめ、反応を終了し、ポリエステル樹脂(3)を得た。
【0138】このポリエステル樹脂(3)の軟化点は1
05℃、ガラス転移温度は60℃、樹脂の酸価は46.
0であった。
【0139】(ポリエステル樹脂の製造例−4)ポリオ
キシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)プロパン2.0mol,ポリオキシエチ
レン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン2.1mol,テレフタル酸2mol,ド
デセニルコハク酸1.6mol,トリメリット酸0.4
6molをポリエステル樹脂の製造例−1と同様の装置
を用い、250℃で8時間反応せしめポリエステル樹脂
(4)を得た。
【0140】このポリエステル樹脂(4)の軟化点温度
は118℃、ガラス転移温度は58℃、酸価は、54.
5であった。
【0141】含イオウ重合体(CCR)の製造 [製造例1]還流管,撹拌機,温度計,窒素導入管,滴
下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶
媒としてメタノール200部、2−ブタノン200部及
び2−プロパノール100部、モノマーとしてスチレン
83部、アクリル酸2−エチルヘキシル10部、2−ア
クリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸7部及び
重合開始剤である2,2’−アゾビス(2−メチルブチ
ロニトリル)2部を添加して撹拌しながら還流温度まで
加熱して5時間撹拌を継続し、更に2,2’−アゾビス
(2−メチルブチロニトリル)2部を2−ブタノン20
部で希釈した溶液を30分かけて滴下して更に7時間撹
拌して重合反応を終了した。反応溶液を一部取り出して
含イオウ重合体の物性を確認したところ、ガラス転移温
度(Tg)78℃、重量平均分子量(Mw)3100
0、酸価24mgKOH/gであった。
【0142】重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合
体を、150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕することにより含
イオウ重合体(C−1)を得た。
【0143】[製造例2]製造例1において、モノマー
をスチレン78部、アクリル酸2−エチルヘキシル20
部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸2部、ジビニルベンゼン0.05部及び重合開始剤と
して2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)
2部を用いて5時間撹拌した以外は同様にして含イオウ
重合体を得た。反応溶液を一部取り出して含イオウ重合
体の物性を確認したところ、Tg=73℃、Mw=77
000、酸価は7mgKOH/gであった。
【0144】重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合
体を、150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕することにより含
イオウ重合体(C−2)を得た。
【0145】[製造例3]製造例1において、モノマー
をスチレン60部、アクリル酸ブチル20部、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸10部及び
重合開始剤として2,2’−アゾビス(2−メチルブチ
ロニトリル)2部を用いて5時間撹拌した以外は同様に
して含イオウ重合体を得た。反応溶液を一部取り出して
含イオウ重合体の物性を確認したところ、Tg=67
℃、Mw=64000、酸価は34mgKOH/gであ
った。
【0146】重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合
体を、150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕することにより含
イオウ重合体(C−3)を得た。
【0147】[製造例4]製造例1において、モノマー
をスチレン70部、アクリル酸2−エチルヘキシル20
部、マレイン酸モノブチル5部、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸5部及び重合開始剤とし
て2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)2
部を用いて3時間撹拌した以外は同様にしてスルホン酸
基とカルボキシル基を有する含イオウ重合体を得た。反
応溶液を一部取り出して含イオウ重合体の物性を確認し
たところ、Tg=49℃、Mw=48000、酸価は2
9mgKOH/gであった。
【0148】重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合
体を、150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕することにより含
イオウ重合体(C−4)を得た。
【0149】[製造例5]製造例1において、モノマー
をスチレン80部、アクリル酸ブチル15部、アクリル
酸2部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸2部及び重合開始剤として2,2’−アゾビス
(2−メチルブチロニトリル)2部を用いて5時間撹拌
した以外は同様にして重合体(C−5)を得た。反応溶
液を一部取り出して含イオウ重合体の物性を確認したと
ころ、Tg=74℃、Mw=21000、酸価は13m
gKOH/gであった。
【0150】重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合
体を、150メッシュのスクリーンを装着したカッター
ミルを用いて100μm以下に粗粉砕することにより含
イオウ重合体(C−5)を得た。
【0151】後述のトナー製造例で用いるカーボンブラ
ックの諸物性を表1に示す。
【0152】
【表1】
【0153】 (トナーの製造例1) ・ポルエステル樹脂(1) 70部 ・カーボンブラック(と) 30部 上記材料をニーダー式ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温させ、 充分に前混合させた。その後三本ロールで二回混練し第一の混練物を得た。 ・上記の混練物 16.7部 ・含イオウ重合体(C−1) 2部 ・ポリエステル樹脂(1) 88.3部 ・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 4部 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行
い、二軸押し出し機で温度を120℃に設定して溶融混
練を行い、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程
度に粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕
機で40μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して、粒度分布における重量平均径7.
9μmになるようにして、ブラックトナー粒子(1)を
得た。
【0154】更に、流動性付与剤として、Si系化合物
で疎水化処理した酸化チタン微粉末をブラックトナー粒
子100部に0.8部添加し、ブラックトナー(1)を
得た。このトナーのカリウム量を定量したところ、12
5ppmであった。また、誘電率測定によるtanδ
(5×10Hz)は、0.00685、tanδ(1
Hz)は0.00502であった。
【0155】(トナーの製造例2)製造例1において、
カーボンブラックの添加量を2部にした以外は同様にし
て、黒色非磁性トナーNo.2を得た。このトナーのカ
リウム量を定量したところ、79ppmであった。
【0156】(トナーの製造例3)製造例1において、
カーボンブラック(あ)を用いる以外は同様にして、黒
色非磁性トナーNo.3を得た。このとき、トナーのカ
リウム量は0であった。
【0157】(トナーの製造例4)製造例1において、
カーボンブラック添加量を4.5部にする以外は同様に
して、黒色非磁性トナーNo.4を得た。このトナーの
カリウム量を定量したところ、189ppmであった。
【0158】 (トナーの製造例5) ・ポルエステル樹脂(1) 70部 ・カーボンブラック(あ) 30部 ・炭酸カルシウム 0.04部 上記材料をニーダー式ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温させ、 充分に前混合させた。その後三本ロールで二回混練し第一の混練物を得た。 ・上記の混練物 16.7部 ・含イオウ重合体(C−1) 2部 ・ポリエステル樹脂(1) 88.3部 ・ジーターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 4部 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行
い、二軸押し出し機で温度を120℃に設定して溶融混
練を行い、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程
度に粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉砕
機で40μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して、粒度分布における重量平均径8.
1μmになるようにして、ブラックトナー粒子(5)を
得た。
【0159】更に、流動性付与剤として、Si系化合物
で疎水化処理した酸化チタン微粉末をブラックトナー粒
子100部に0.8部添加し、ブラックトナー(5)を
得た。このトナーのカリウム量を定量したところ、12
8ppmであった。
【0160】(トナー製造例6)製造例6において、炭
酸カリウムの添加量を0.04部にする以外は同様にし
て、黒色非磁性トナーNo.6を得た。このトナーのカ
リウム量を定量したところ、29ppmであった。
【0161】(トナーの製造例7)製造例1において、
炭酸カリウムの添加量を0.14部にする以外は同様に
して、黒色非磁性トナーNo.7を得た。このトナーの
カリウム量を定量したところ、500ppmであった。
【0162】(トナーの製造例8)製造例5において、
炭酸カリウムの添加量を0.0023部にする以外は同
様にして、黒色非磁性トナーNo.8を得た。このトナ
ーのカリウム量を定量したところ、7ppmであった。
【0163】(トナーの製造例9)製造例5において、
炭酸カリウムの添加量を0.0002部にする以外は同
様にして、黒色非磁性トナーNo.9を得た。このトナ
ーのカリウム量を定量したところ、7ppmであった。
【0164】(トナーの製造例10)製造例1におい
て、カーボンブラック(な)を用い、添加量を2部にす
る以外は同様にして、黒色非磁性トナーNo.10を得
た。
【0165】(トナーの製造例11〜28)製造例1に
おいて、用いるカーボンブラックをそれぞれ表1の
(い)〜(て)を使用する以外は同様にして、黒色トナ
ーNo.11〜28を得た。
【0166】(トナーの製造例29〜32)製造例1に
おいて、分級条件を変更する以外は同様にして黒色非磁
性トナーNo.29〜32を得た。
【0167】(トナーの製造例33〜35)製造例1に
おいて、ポリエステル樹脂(2),(3),(4)を使
用すること以外は同様にして、黒色非磁性トナーNo.
33〜35を得た。
【0168】(トナーの製造例36)製造例1におい
て、結着樹脂としてスチレン−アクリル共重合体(St
−Ac)を使用すること以外は同様にして、黒色非磁性
トナーNo.36を得た。
【0169】(トナーの製造例37〜40)製造例1に
おいて、含イオウ重合体(C−2),(C−3),(C
−4),(C−5)を用いる以外は同様にして、黒色非
磁性トナーNo.37〜40を得た。
【0170】(トナーの製造例41〜42)製造例1に
おいて、含イオウ重合体の添加量を変える以外は同様に
して、黒色非磁性トナーNo.41〜42を得た。
【0171】(トナーの製造例43)製造例5におい
て、炭酸カリウムの代わりに炭酸ナトリウムを用いる以
外は同様にして、黒色非磁性トナーNo.43を得た。
【0172】上記トナーの構成及び物性を表2及び3に
まとめて示す。
【0173】
【表2】
【0174】
【表3】
【0175】[実施例1]ブラックトナー(1)5.0
部に対し、シリコーン樹脂でコーティングしたCu−Z
n−Fe系フェライトキャリアを総量100部になるよ
うに混合し二成分系現像剤とした。二成分系現像剤中の
トナー濃度は5.0質量%にした。
【0176】この二成分系現像剤を市販の普通紙カラー
複写機(カラーレーザーコピア700)に用いて複写試
験を行った。
【0177】画像面積10%でありかつ、反射濃度計R
D918(マクベス社製)で測定される画像濃度が1.
5である直径20mmの円を5箇所設けたオリジナル原
稿を複写し、23℃/60%(N/N)、23℃/5%
(N/L)、32.5℃/90%(H/H)の各環境で
それぞれ3万枚の通紙試験を行い、以下の評価方法に基
づいて評価した。ここで、感光体は、帯電しやすいよう
3×1012Ω・cmの体積抵抗値の表面層を設けた径
30mmの有機感光体を使用した。
【0178】評価結果を表4に示すが、表4からわかる
ように全てにおいて、良好な結果が得られた。
【0179】(1)画像濃度:画像濃度は、SPIフィ
ルターを装着したマクベス社製マクベスデンシトメータ
PD918タイプ(Macbeth Densitom
eter RD918manufacturd by
Macbeth Co.)を使用して、普通紙上に形成
された画像の相対濃度として測定した。
【0180】(2)ベタ均一性:H/H環境下での耐久
試験における、画像濃度が1.5である直径20mmの
5箇所の円部分の画像濃度を反射濃度計RD918で測
定し、その際の最大値と最小値との差を求めた。 ◎:0.04未満 ○:0.04〜0.08未満 ○△:0.08〜0.12未満 △:0.12〜0.16未満 ×:0.16〜0.20未満 ××:0.20以上
【0181】(3)カブリ N/L及びH/H環境下での耐久試験において、カブリ
を測定した。方法としては、画出し前の普通紙の平均反
射率Dr(%)をリフレクトメーター(東京電色株式会
社製の「REFLECTOMETER ODEL TC
−6DS」)によって測定した。一方、普通紙上にベタ
白画像を画出しし、次いでベタ白画像の反射率Ds
(%)を測定した。カブリ(%)は下記式 Fog(%)=Dr(%)−Ds(%) から算出する。 A:0.4%未満 B:0.4%〜0.8%未満 C:0.8%〜1.2%未満 D:1.2%〜1.6%未満 E:1.6%〜2.0%未満 F:2.0%以上
【0182】(4)画質 N/L及びH/H環境下での耐久試験において、オリジ
ナル原稿を基準にして、階調性、ハイライト均一性、細
線再現性、について目視で総合的に4段階評価した。 A:優 B:良 C:普通 D:悪い
【0183】(5)トナー飛散 H/H環境で3万枚画だしした際のマシン内トナー飛散
量を目視で総合的に6段階評価した。 A:トナー飛散が全くない B:トナー飛散がほとんどない C:若干飛散があるが実使用上全く問題ないレベル D:飛散あり、耐久後半に画像を汚染する場合あり E:飛散あり、耐久前半から画像を汚染する場合あり F:飛散悪く実使用に耐えない
【0184】(6)画像濃度安定性 H/H環境下での耐久試験において、耐久初期及び10
00枚後の画像濃度の変動幅から4段階評価した。 A:0.04未満 B:0.04〜0.08未満 C:0.08〜0.12未満 D:0.12〜0.16未満 E:0.16〜0.20未満 F:0.20以上
【0185】[実施例2]実施例1において、黒色非磁
性トナーNo.2を使用する以外は同様にして評価を行
ったところ、実施例1と比較して着色力が若干劣るもの
の、気になるものではなく、全ての項目で良好な結果が
得られた。
【0186】[比較例1]実施例1において、カリウム
を含有しない黒色非磁性トナーNo.3を使用する以外
は同様にして評価を行った。その結果、表5に示すよう
に、画像濃度、ベタ均一性、カブリ、画質、トナー飛
散、画像濃度安定性の全ての項目において、レベルが悪
く実使用に耐えがたいレベルであった。これは、カーボ
ンブラックの分散が悪く、引き起こされたものであっ
た。
【0187】[実施例3]実施例1において、トナー中
カリウム量が189ppmの黒色非磁性トナーNo.4
を使用する以外は同様にして評価を行ったところ、実施
例1に比べ、着色力、カブリ、トナー飛散、ベタ均一
性、画像濃度安定性において若干レベルが悪いものの、
実使用上問題のないレベルであった。
【0188】[実施例4、5]実施例1において、黒色
非磁性トナーNo.5、6を使用する以外は同様にして
評価を行ったところ、実施例1に比べ、着色力、カブ
リ、トナー飛散、べた均一性、画像濃度安定性において
若干レベルが悪いものであるが、問題となるレベルでは
なかった。
【0189】[比較例2]実施例1において、トナー中
カリウム量が500ppmの黒色非磁性トナーNo.7
を使用する以外は同様にして評価を行ったところ、実施
例1に比べ、着色力、カブリ、トナー飛散、べた均一
性、画像濃度安定性においてレベルが悪いものであり、
実使用上問題となるレベルであった。
【0190】[実施例6]実施例1において、トナー中
カリウム量が29ppmの黒色非磁性トナーNo.6を
使用する以外は同様にして評価を行ったところ、実施例
1に比べ、H/H環境下でのカブリ、トナー飛散、ベタ
均一性、画像濃度安定性において若干レベルが悪いもの
の、実使用上問題のないレベルであった。
【0191】[比較例3]実施例1において、トナー中
カリウム量が7ppmの黒色非磁性トナーNo.8を使
用する以外は同様にして評価を行ったところ、実施例1
に比べ、カブリ、トナー飛散、ベタ均一性、画像濃度安
定性において若干レベルが悪かった。
【0192】[実施例7]実施例1において、黒色トナ
ーNo.10を使用する以外は同様にして評価を行った
ところ、実施例1と同様に全ての項目で良好な結果が得
られた。
【0193】[実施例8]実施例1において、平均一次
粒子径11nmのカーボンブラック(い)を用いた黒色
トナーNo.11を使用する以外は同様にして評価を行
ったところ、H/H環境下でベタ均一性が悪化した。し
かし実用上問題となるものではなかった。悪化原因とし
ては、カーボンブラックの平均一次粒子径が小さいた
め、トナー表面に遊離のカーボンブラックが存在し、そ
れにより転写電荷がそのカーボンブラックを介してドラ
ムへ注入されてしまったためと考えられる。
【0194】均一性が損なわれるのは、上述の転写不良
に加え、紙の凹凸やトナーの微妙な載り量の違いが作用
して起こるものである。
【0195】[実施例9]実施例1において、平均一次
粒子径60nmのカーボンブラック(う)を用いた黒色
トナーNo.12を使用する以外は同様にして評価を行
ったところ、画像濃度が低下した。しかし実用上問題と
なるものではなかった。悪化原因は、カーボンブラック
の平均一次粒子径が大きいため、分散は良好であるもの
の絶対量が不足してしまったためと考えられる。
【0196】[実施例10]実施例1において、pH
6.5のカーボンブラック(え)を用いた黒色トナーN
o.13を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、H/H環境下でベタ均一性が悪化し、画像濃度も低
いものであった。しかし実用上問題となるものではなか
った。悪化原因は、カーボンブラックに極性官能基が存
在することによって、トナー製造時に重合阻害をする因
子となり、トナー表面にカーボンブラックが偏在したた
めと推察される。実際このトナーの重合後の粒度分布は
ブロードなものであった。
【0197】[実施例11]実施例1において、揮発分
1.2%のカーボンブラック(お)を用いた黒色トナー
No.14を使用する以外は同様にして評価を行ったと
ころ、H/H環境下でベタ均一性が悪化した。しかし実
用上問題となるものではなかった。これは、トナー表面
にカーボンブラックが偏在したためと考えられる。ま
た、製造時のトナーの粒度分布がブロードなものであっ
た。
【0198】[実施例12]実施例1において、DBP
吸油量19ml/100gのカーボンブラック(か)を
用いた黒色トナーNo.15を使用する以外は同様にし
て評価を行ったところ、すべての環境下で初期から画像
濃度が低いものであった。また耐久での帯電量が低下
し、画像濃度変動を引き起こした。しかし実用上問題と
なるものではなかった。これは、DBP吸油量があまり
にも低すぎるため、カーボンブラックの分散が不十分に
なり、起こったものと推察される。
【0199】[実施例13]実施例1において、DBP
吸油量115ml/100gのカーボンブラック(き)
を用いた黒色トナーNo.16を使用する以外は同様に
して評価を行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が
悪化した。しかし実用上問題となるものではなかった。
これは、トナー表面にカーボンブラックが偏在したため
と考えられる。
【0200】[実施例14]実施例1において、トルエ
ン抽出量0.13%のカーボンブラック(く)を用いた
黒色トナーNo.17を使用する以外は同様にして評価
を行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が悪化し
た。これは、トナー表面にカーボンブラックが偏在した
ためと考えられる。また、製造時のトナーの粒度分布が
ブロードなものであった。
【0201】[実施例15]実施例1において、フルイ
残分298ppmのカーボンブラック(け)を用いた黒
色トナーNo.18を使用する以外は同様にして評価を
行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が悪いもので
あった。しかし実用上問題となるものではなかった。こ
れは、トナー表面にカーボンブラックが遊離したためと
推察される。
【0202】[実施例16]実施例1において、嵩密度
が680g/リットルのカーボンブラック(こ)を用い
た黒色トナーNo.19を使用する以外は同様にして評
価を行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が悪化し
かつ、画像濃度も低いものであった。しかし実用上問題
となるものではなかった。これは、カーボンブラックの
分散が不十分になり、起こったものと推察される。
【0203】[実施例17]実施例1において、平均一
次粒子径23nmのカーボンブラック(さ)を用いた黒
色トナーNo.20を使用する以外は同様にして評価を
行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が若干悪いも
のであったが、実用上問題となるレベルではなかった。
【0204】[実施例18]実施例1において、平均一
次粒子径55nmのカーボンブラック(し)を用いた黒
色トナーNo.21を使用する以外は同様にして評価を
行ったところ、画像濃度が若干低いものであった。しか
し、実用上問題となるレベルではなかった。
【0205】[実施例19]実施例1において、pH1
1のカーボンブラック(す)を用いた黒色トナーNo.
22を使用する以外は同様にして評価を行ったところ、
H/H環境下でベタ均一性のレベルがわずかに悪く、画
像濃度も若干低いものであった。しかし、実用上問題と
なるレベルではなかった。
【0206】[実施例20]実施例1において、揮発分
0.9%のカーボンブラック(せ)を用いた黒色トナー
No.23を使用する以外は同様にして評価を行ったと
ころ、H/H環境下でベタ均一性が若干悪化した。しか
し、実用上問題となるレベルではなかった。
【0207】[実施例21]実施例1において、DBP
吸油量27ml/100gのカーボンブラック(そ)を
用いた黒色トナーNo.24を使用する以外は同様にし
て評価を行ったところ、すべての環境下で初期から画像
濃度が若干低いものであった。また耐久での帯電量がわ
ずかに低下し、画像濃度変動を引き起こした。
【0208】[実施例22]実施例1において、DBP
吸油量70ml/100gのカーボンブラック(た)を
用いた黒色トナーNo.25を使用する以外は同様にし
て評価を行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が若
干悪化した。しかし、実用上問題となるレベルではなか
った。
【0209】[実施例23]実施例1において、トルエ
ン抽出量0.07%のカーボンブラック(ち)を用いた
黒色トナーNo.26を使用する以外は同様にして評価
を行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が若干悪化
した。しかし、評価結果としては実用上問題となるレベ
ルではなかった。
【0210】[実施例24]実施例1において、フルイ
残分130ppmのカーボンブラック(つ)を用いた黒
色トナーNo.27を使用する以外は同様にして評価を
行ったところ、H/H環境下でベタ均一性が若干悪いも
のであった。しかし、実用上問題となるレベルではなか
った。
【0211】[実施例25]実施例1において、嵩密度
が520g/リットルのカーボンブラック(て)を用い
た黒色トナーNo.28を使用する以外は同様にして評
価を行ったところ、HH環境下でベタ均一性が若干悪い
ものでありかつ、画像濃度もわずかに低いものであっ
た。しかし、実用上問題となるレベルではなかった。
【0212】[実施例26]実施例1において、粒径
8.9μmの黒色非磁性トナーNo.29を使用する以
外は同様にして評価を行ったところ、実施例1に比べ、
画質レベルが悪いものであるが、問題となるレベルでは
なかった。
【0213】[実施例27]実施例1において、粒径
6.1μmの黒色非磁性トナーNo.30を使用する以
外は同様にして評価を行ったところ、実施例1に比べ、
カブリ、トナー飛散、において若干レベルが悪いもので
あるが、問題となるレベルではなかった。
【0214】[比較例4]実施例1において、粒径3.
4μmの黒色非磁性トナーNo.31を使用する以外は
同様にして評価を行ったところ、実施例1に比べ、画像
濃度、カブリ、トナー飛散において劣悪なものであり、
実使用上で問題となるレベルであった。この原因として
は、微粒子トナーとキャリアとの鏡映力が大きすぎ、帯
電量分布がブロード化したものと考えられる。また、画
像濃度が低い最大の原因は、N/L環境下では、帯電量
が高すぎるが故に潜像電位を埋めるトナー絶対量が少な
くなりかつ、ドラムに対するトナーの鏡映力が大きすぎ
るが故に転写不良になったためである。
【0215】[比較例5]実施例1において、粒径1
1.5μmの黒色非磁性トナーNo.32を使用する以
外は同様にして評価を行ったところ、実施例1に比べ、
画質が劣るものであり、実使用上で問題となるレベルで
あった。
【0216】[実施例28]実施例1において、使用す
るポリエステル樹脂(2)を用いた黒色非磁性トナーN
o.33を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、実施例1と同様に全ての項目で良好な結果が得られ
た。
【0217】[実施例29]実施例1において、使用す
るポリエステル樹脂(3)を用いた黒色非磁性トナーN
o.34を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、実施例1と同様に全ての項目で良好な結果が得られ
た。
【0218】[比較例6]実施例1において、使用する
ポリエステルとして酸価54.2のポリエステル樹脂
(4)を用いた黒色非磁性トナーNo.35を使用する
以外は同様にして評価を行った。その結果、表5に示す
ように、H/Hはトリボが低いがゆえに画像濃度、ベタ
均一性、カブリが悪く、画質、トナー飛散、画像濃度安
定性の全ての項目において、レベルが悪く実使用に耐え
がたいレベルであった。
【0219】[比較例7]実施例1において、結着樹脂
をスチレン−アクリル系樹脂にした黒色非磁性トナーN
o.36を使用する以外は同様にして評価を行った。そ
の結果、表5に示すように画像濃度、ベタ均一性、カブ
リが悪く、画質、トナー飛散、画像濃度安定性の全ての
項目において、レベルが悪く実使用に耐えがたいレベル
であった。これは、樹脂の酸価がほぼ0であるために、
カーボンブラックの分散性が悪かったためだと考えられ
る。
【0220】[実施例31]実施例1において、含イオ
ウ重合体(C−2)を用いた非磁性ブラックトナーN
o.37を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、実施例1と同様に全ての項目で良好な結果が得られ
た。
【0221】[実施例32]実施例1において、含イオ
ウ重合体(C−3)を用いた非磁性ブラックトナーN
o.38を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、実施例1と同様に全ての項目で良好な結果が得られ
た。
【0222】[実施例33]実施例1において、含イオ
ウ重合体(C−4)を用いた非磁性ブラックトナーN
o.39を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、H/H環境下でベタ均一性が悪化しかつ、画像濃度
も低いものであった。しかし実用上問題となるものでは
なかった。これは、カーボンブラックの分散が不十分に
なり、起こったものと推察される。
【0223】[実施例34]実施例1において、含イオ
ウ重合体(C−5)を用いた非磁性ブラックトナーN
o.40を使用する以外は同様にして評価を行ったとこ
ろ、H/H環境下でベタ均一性が悪化した。しかし実用
上問題となるものではなかった。これは、トナー表面に
カーボンブラックが偏在したためと考えられる。
【0224】[実施例35]実施例1において、黒色非
磁性トナーNo.41を使用する以外は同様にして評価
を行ったところ、実施例1に比べ、H/H環境下でのカ
ブリ、トナー飛散、ベタ均一性、画像濃度安定性におい
て若干レベルが悪いものの、実使用上問題のないレベル
であった。
【0225】[実施例36]実施例1において、黒色非
磁性トナーNo.42を使用する以外は同様にして評価
を行ったところ、実施例1に比べ、H/H環境下でのカ
ブリ、トナー飛散、ベタ均一性、画像濃度安定性におい
て若干レベルが悪いものの、実使用上問題のないレベル
であった。
【0226】
【表4】
【0227】
【表5】
【0228】
【発明の効果】本発明によれば、カーボンブラックの分
散性が向上し、且つ、その導電性が十分に抑制されるた
め、着色力が高く、いかなる環境下でも帯電性が迅速
で、高品質の画像を得ることができるトナーを提供でき
る。
フロントページの続き (72)発明者 御厨 裕司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松永 聡 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 CA02 CB10 CB18 DA10 EA03 EA05 EA06 EA10

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結着樹脂、カーボンブラックを少なくと
    も含有するトナー粒子及び無機微粉体を少なくともを有
    するトナーにおいて、該トナーは、重量平均粒径が4乃
    至11μmであり、トナーの粒度分布において、粒径1
    2.7μm以上の粒子を3.5体積%未満含有し、かつ
    粒径4μm以下の粒子を25個数%以下含有するもので
    あり、(1)該トナーが、アルカリ金属元素を10〜2
    00ppm含有し、(2)該トナーが、含イオウ重合体
    し、(3)該トナーの周波数50kHzで測定した誘電
    正接(tanδ)が0.0125以下であり、かつ、周
    波数100kHzで測定した誘電正接(tanδ)が
    0.0105以下であることを特徴とするトナー。
  2. 【請求項2】 該トナーに含有されるカーボンブラック
    がアルカリ金属元素を50乃至1000ppm含有して
    いることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 【請求項3】 該トナーに含有されているアルカリ金属
    元素が、カリウム元素を主成分とすることを特徴とする
    請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 【請求項4】 該含イオウ重合体がスルホン酸基を有す
    る重合体であることを特徴とする請求項1乃至3のいず
    れかに記載のトナー。
  5. 【請求項5】 該含イオウ重合体がスルホン酸基及びカ
    ルボキシル基を有する重合体であることを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
  6. 【請求項6】 該含イオウ重合体が、2−アクリルアミ
    ド−2−メチルプロパンスルホン酸モノマーを共重合モ
    ノマーとして含有する重合体であることを特徴とする請
    求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
  7. 【請求項7】 該含イオウ重合体の重量平均分子量(M
    w)が、2000乃至20万であることを特徴とする請
    求項1乃至6のいずれかに記載のトナー。
  8. 【請求項8】 該含イオウ重合体のガラス転移温度(T
    g)が、30乃至120℃であることを特徴とする請求
    項1乃至7のいずれかに記載のトナー。
  9. 【請求項9】 該トナーが、含イオウ重合体を結着樹脂
    100質量部に対して0.01乃至20質量部含有する
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のト
    ナー。
  10. 【請求項10】 該トナーの酸価が3乃至50mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
    かに記載のトナー。
  11. 【請求項11】 該トナーの結着樹脂がポリエステルで
    あることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記
    載のトナー。
  12. 【請求項12】 該トナーの周波数50kHzで測定し
    た誘電正接(tanδ)が0.011以下であり、周波
    数100kHzで測定した誘電正接(tanδ)が0.
    09以下であることを特徴とする請求項1乃至11のい
    ずれかに記載のトナー。
  13. 【請求項13】 該カーボンブラックの平均一次粒子径
    が13〜55nm、pHが7以上、揮発分が1%以下、
    DBP(ジブチルフタレート)吸油量が20〜100m
    l/100g、トルエン抽出量が0.1%以下、フルイ
    残分が250ppm以下、嵩密度が650g/リットル
    以下であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれ
    かに記載のトナー。
  14. 【請求項14】 該カーボンブラックの平均一次粒子径
    が、25〜50nmであることを特徴とする請求項1乃
    至13のいずれかに記載のトナー。
  15. 【請求項15】 該カーボンブラックのpHが、7.5
    〜10.5であることを特徴とする請求項1乃至14の
    いずれかに記載のトナー。
  16. 【請求項16】 該カーボンブラックの揮発分が、0.
    8%以下であることを特徴とする請求項1乃至15のい
    ずれかに記載のトナー。
  17. 【請求項17】 該カーボンブラックのDBP吸油量
    が、30〜60ml/100gであることを特徴とする
    請求項1乃至16のいずれかに記載のトナー。
  18. 【請求項18】 該カーボンブラックのトルエン抽出量
    が、0.05%以下であることを特徴とする請求項1乃
    至17のいずれかに記載のトナー。
  19. 【請求項19】 該カーボンブラックのフルイ残分が、
    100ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至
    18のいずれかに記載のトナー。
  20. 【請求項20】 該カーボンブラックの嵩密度が、50
    0g/リットル以下であることを特徴とする請求項1乃
    至19のいずれかに記載のトナー。
  21. 【請求項21】 該カーボンブラックが、0.8〜20
    質量%含有されることを特徴とする請求項1乃至20の
    いずれかに記載のトナー。
  22. 【請求項22】 該トナーが、非磁性ブラックトナーで
    あることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかに記
    載のトナー。
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