JP2995500B2 - 電子写真用トナー組成物 - Google Patents

電子写真用トナー組成物

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雅之 武井
学 芹澤
弘高 松岡
保夫 山本
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を応用し
た複写機、プリンター等に使用される電子写真用トナー
組成物に関し、特に、帯電性が良好で、しかも、高画質
が得られる電子写真用トナー組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、電子写真法においては、カラー画
像化が、重要な地位を占めつつある。それに伴ない、ト
ナーの着色性や、その他の新たな問題が生ずるようにな
った。その1つとして、発色性の改善があげられてい
る。発色性を良くするためには、低温定着性樹脂が必要
であり、現在、その目的に適う樹脂として、ポリエステ
ル樹脂が、広く使用されている。しかしながら、ポリエ
ステル樹脂は、前述のように、発色性の改善には好まし
いものであるが、保存性が悪く、また、帯電の環境依存
性、即ち、高温高湿下、低温低湿化での帯電量の差が大
きいという欠点を有している。
【0003】現在、そのための研究が種々行われている
が、未だ歴史が浅く、十分な改善策は得られていない。
例えば、従来、スチレン−アクリル系樹脂を用いる場合
には一応の成果を収めていた、帯電制御剤を内添する方
法、外添剤を使用する方法、また、黒色トナーでは、カ
ーボンブラックの特性を利用する方法、あるいはその分
散状態を制御する方法等は、それをポリエステル樹脂を
用いた場合に適用すると、必ずしも有効な手段とはなら
なかった。例えば、帯電制御剤を内添する方法は、その
効果が得られず、また、外添剤を使用する方法の場合
も、例えば、疎水性シリカを用いる場合は、環境による
画像変動が大きく、また、疎水化されたチタニアについ
ては、結晶性のものでは、プリント枚数を多くすると地
カブリ、トナークラウドを発生する等の問題があった。
【0004】また、電子写真法では、近年、デジタル複
写機が用いられるようになってきており、デジタル画像
を現像することが行われている。このようなデジタル画
像を現像するに当たっては、ドットを正確に再現するこ
とが必須であり、画像の高画質化が欠かせないものとな
っている。この高画質化のために、トナーを小粒径化す
ることが行われているが、小粒径に基づく問題が発生し
ている。すなわち、従来の通常粒子径では問題とならな
かった、クリーニング性および転写性や流動性の悪化や
トナー飛散が発生してしまう。特に、バインダー樹脂と
して、ポリエステルを用いた場合には、クリーニング性
および転写性や流動性の悪化が著しく、良好な画像再現
性が得られていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この様な理由で、ポリ
エステル樹脂を用いた小粒径トナーでは、帯電制御およ
び良好な画像再現性が重要な課題になっているが、現在
のところ、その課題を克服する帯電制御技術、また、そ
の現像、転写を現像剤自体によって制御する技術は得ら
れていないのが実情である。本発明は、上記の実状に鑑
みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、小粒
径ポリエステル樹脂を用いたトナーについて、帯電制御
することにより、また、クリーニング性および転写性や
流動性を制御することにより、環境条件、プリント枚数
により画質変動がなく、高画質画像が得られる電子写真
用トナー組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、研究を重
ねた結果、ポリエステル樹脂の帯電制御には、疎水化さ
れたチタニアでも、アモルファスのものが効果があるこ
とを見出し、さらに、トナーの添加剤として、シランカ
ップリング剤によって表面処理を施したアモルファスチ
タニア微粒子と、疎水性シリカ微粉末とを使用すること
によって、上記目的が達成できることを見いだし、本発
明を完成するに至った。即ち、本発明の特徴は、少なく
とも、ポリエステル樹脂を主成分とする結着樹脂と着色
剤よりなる平均粒径が9μm以下のトナー粒子と、添加
剤とよりなる電子写真用トナー組成物において、添加剤
として、シランカップリング剤によって表面処理を施し
たアモルファスチタニア微粒子と、疎水性シリカ微粉末
とを使用した電子写真用トナー組成物にある。
【0007】以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明においては、添加剤として、シランカップリング
によって表面処理を施して疎水化されたアモルファス
チタニア微粒子が使用されるが、本発明において、シラ
ンカップリング剤によって表面処理が施されるアモルフ
ァスチタニア微粒子は、その粒径に関して、特に限定さ
れるものではない。しかしながら、流動性向上の点で、
平均粒径30nm以下のものが好ましい。本発明におい
シランカップリング剤によって表面処理が施されるア
モルファスチタニア微粒子の具体例としては、例えば、
出光興産(株)製アモルファスチタニアUFPが好まし
いものとしてあげられる。
【0008】本発明において、アモルファスチタニア微
粒子の表面処理に使用されるシランカップリング剤は
疎水化剤として用いられるものであって、公知のものが
使用できる。
【0009】本発明においては、ポリエステル樹脂を用
いた小粒径トナー粒子に対して、クリーニング性および
転写性や流動性を良好にするために、上記アモルファス
チタニア微粒子と共に、疎水性シリカ微粒子を併用する
ことが必要である。この併用によって、トナー粒子の感
光体への付着を弱め、転写性を良好にすると共に、画像
劣化を防止することができる。本発明において、粒子径
効果、即ち、転写効率は、前記粒径30nm以下のアモ
ルファスチタニアの微粒子を使用するほかに、粒径30
nm以上の疎水性シリカを併用することにより向上する
ので、疎水性シリカとしては、粒径30nm以上のもの
が特に好ましい。疎水性シリカとしては、湿式、乾式法
いずれの方法で作成されるシリカでも使用できる。シリ
カの疎水化は疎水化剤で表面処理することによって行う
ことができるが、疎水化剤としては前記した公知のカッ
プリング剤およびシリコーンゴム等、公知のものが使用
できる。
【0010】本発明において、上記添加剤が外添される
トナー粒子は、少なくとも、ポリエステル樹脂を主成分
とする結着樹脂と着色剤よりなる、平均粒径が9μm以
下の粒子からなる。
【0011】ポリエステル樹脂は、公知のものであれば
如何なるものでもよいが、好ましくは、ビスフェノール
Aと多価芳香族カルボン酸とを主単量体成分とした重縮
合物よりなる線状ポリエステル樹脂が好ましく使用でき
る。より具体的には、テレフタル酸/ビスフェノールA
エチレンオキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノー
ルから得られた線状ポリエステルであって、軟化点10
0〜125℃、ガラス転移点55〜68℃、数平均分子
量(3.3±0.3)×103 、重量平均分子量(9.
1±0.4)×103 、酸価6〜12、水酸基価25〜
40を示す樹脂が、特に好ましく使用できる。
【0012】ポリエステル樹脂と併用できる他の結着樹
脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン
類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等の
モノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα
−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメ
チルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエ
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
ビニルケトン類等の単独重合体あるいは共重合体等をあ
げることができる。
【0013】また、トナー粒子の着色剤としては、カー
ボンブラック、ニグロシン、アニリンブルー、カルコイ
ルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デ
ュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブル
ークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリー
ン・オキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、
C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメ
ント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド5
7:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.
ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・ブル
ー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を
代表的なものとして例示することができる。
【0014】これ等トナー粒子には、所望により公知の
帯電制御剤、定着助剤等の添加剤を含有させてもよい。
本発明においては、トナー粒子の平均粒径は、9μm以
下であることが必要である。平均粒径が9μmよりも大
きくなると、高画質の画像が得られなくなる。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
する。 実施例1 A:(トナーの作成) 線状ポリエステル樹脂 100重量% (テレフタル酸/ビスフェノールA−エチレン オキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノール から得られた線状ポリエステル; Tg=62℃、Mn=4000、Mw=5000、 酸価=12、水酸価=25) マゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド57) 3重量% 上記混合物をエクストルーダーで混練し、ジェットミル
で粉砕した後、風力式分級機で分級して、d50=12μ
m、7μmのマゼンタトナー粒子を得た。
【0016】B:(添加剤の作成) 添加剤a アモルファスチタニア(UFP、出光興産(株)製、粒
径20nm)100gに、C1021Si(OMe)3
0gを加え、メタノール中で30分撹拌、濾過、乾燥し
た後、ピンミルで解砕して、添加剤aを作製した。 添加剤b 乾式シリカ(日本アエロジル(株)製、OX50、平均
粒子径40nm)100gに対して、添加剤aと同様の
方法で、ヘキサメチルジシラザン15gを用いて処理
し、添加剤bを作製した。 添加剤c 結晶性チタニア(日本アエロジル(株)製、P−25、
平均粒径30nm)を用いる以外は、添加剤bと同様の
疎水化剤および方法を用いて添加剤cを作製した。
【0017】C:(外添トナー組成物の作成) 平均粒径7μmトナー粒子100重量部に対し、上記添
加剤を、単独添加の場合には、1.4重量部、併用する
場合は、それぞれ0.7重量部づつを添加し、ヘンシェ
ルミキサーにてブレンドした。また、平均粒径12μm
トナー粒子に対しては、粒径換算して、単独添加の場合
には0.82重量部、併用する場合には、それぞれ0.
41重量部づつを添加し、同様にヘンシェルミキサーに
てブレンドした。
【0018】D:(現像剤の調製) メチルメタクリレート−スチレン共重合体で被覆した粒
径約50μmのフェライトキャリアと、Cで得られた1
0種の外添トナー組成物を、トナー含有量6%の割合
で、タンブラーシェーカーミキサーで混合し、現像剤を
調製した。これらの現像剤を使用して、有機感光体を使
用した電子写真方式を応用し、高画質用プリンター(富
士ゼロックス社製、FX−4105を現像機部分のみを
改造したもの)により評価した。高温高湿環境(30
℃、85%RH)及び低温低湿環境(10℃、30RH
%)を含む、30000枚のプリントテストを実施し、
環境変動に対する画像濃度の変動、ハーフトーン画質の
粒状性、カブリによる画質劣化、及びクレーニング性に
ついて評価を行った。それらの結果を表1に示す。評価
の判定基準は、次の通りである。 画像濃度環境変動: 画像濃度は、X−Rite社製、X−Rite「R」4
04で測定した。○は、0.3以下の濃度変動幅のも
の、×は、0.3以上あったもの。 ハーフトーン粒状性: 目視評価によるもので、○は、均一性良好のもの、×
は、均一性不良のもの。 画像劣化: ○は、カブリおよびトナークラウドがないもの、×は、
カブリおよびトナークラウドが発生したもの。 クリーニング性: ○は、クリーニング性良好のもの、×は、クリーニング
性に不良が発生したもの。
【0019】
【表1】 上記表1の結果から明らかなように、本発明のトナー組
成物の場合には、環境条件、プリント枚数により、画像
変動がなく、高画質の画像が得られる。
【0020】
【発明の効果】上記実施例の結果から明らかなように、
本発明の電子写真用トナー組成物は、結着樹脂として、
ポリエステル樹脂からなる小粒径のトナーであるにもか
かわらず、前記添加剤を添加することにより、次に示す
顕著な効果を奏する。感光体へのトナーの付着力を低
下させることができる。クリーニング性に優れてい
る。転写不良によるハーフトーンの粒状性(トナーの
飛び散り)に優れている。現像剤の帯電量が安定し、
かつ、画像の再現性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 正則 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 斉藤 進 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 杉崎 裕 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 三浦 優 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 武井 雅之 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 芹澤 学 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 松岡 弘高 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 山本 保夫 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 赤木 秀行 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼ ロックス株式会社竹松事業所内 (56)参考文献 特開 平2−108069(JP,A) 特開 昭62−28772(JP,A) 特開 平4−3004(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、ポリエステル樹脂を主成分
    とする結着樹脂と着色剤よりなる、平均粒径が9μm以
    下のトナー粒子と、添加剤とよりなる電子写真用トナー
    組成物において、該添加剤として、シランカップリング
    によって表面処理を施したアモルファスチタニア微粒
    子と、疎水性シリカ微粉末とを使用したことを特徴とす
    る電子写真用トナー組成物。
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