JP3647641B2 - トナー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法等の写真現像方式を用いた現像装置に使用されるカブリの起こりにくいトナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像装置ではカブリの少ないトナーが望まれているが、特にトナーが不足した際に、新トナーを補給する形式の装置では、新旧トナーの物性の相違から、トナーを補給した際に画像の乱れ、カブリ（以下、「入れ目カブリ」という）が発生しやすい傾向がある。
【０００３】
この入れ目カブリを低減させる方法としては、これまで画像形成装置の開発がなされているだけである。例えば、静電潜像担持体と現像剤担持体との相対速度を所定期間の間、高速にして回転させる制御手段を設けた画像形成装置（特開昭６２−９８３７５号公報）、新しいトナーを補給した直後から、ある一定枚数のプリントが終了するまでの間、現像条件を変更し、また現像スリーブ上の反転トナーを紙間において積極的に感光体ドラム上へ現像する画像形成装置（特開昭６３−１４６０６６号公報）、現像装置内へのトナー補給直後から所定期間、像担持体への現像コントラストを変化させる画像形成装置（特開昭６３−２３９４７４号公報）等が挙げられる。
【０００４】
このように、従来検討されている入れ目カブリを低減する技術は画像形成装置自体の改良であって、トナー自体を改良する技術については報告されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、カブリを低減させることができるトナーを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、ポリエステルからなる結着樹脂及び着色剤を含有する混合物を７０〜９０℃で溶融混練して得られるトナーであって、直径５９ｍｍの円筒状の容器にトナー５ｇを投入し、上部に蓋をして、１０トンの荷重を２０秒間かけることにより、錠剤に成形したトナーの誘電正接（ｔａｎδ）を測定した際の、周波数１００Ｈｚの交流電流に対する誘電正接が０．００４以下であり、周波数１ＭＨｚにおける誘電正接の周波数１００Ｈｚにおける誘電正接に対する比が３．０以上であるトナーに関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のトナーは、１００Ｈｚの交流電流に対する誘電正接（ｔａｎδ）が０．００４以下、好ましくは０．００３８以下のトナーである。トナーの誘電正接が前記範囲内であるときには、トナーの帯電特性が常に均一になり、トナー補給形式の反転現像装置に用いた場合であっても、残存トナーと新たに補給したトナーとを均一に混合できる。
【０００８】
本発明において、トナーの誘電正接（ｔａｎδ）〔三川 礼及び艸林 成和編、機能性高分子シリーズ「高分子半導体」、１９７８年、（株）講談社、２４９頁〕は、トナーを錠剤に成形して「プレシジョン ＬＣＲメータ ＨＰ ４２８４Ａ」（日本ヒューレット・パッカード（株）製）を用いて測定できる〔誘電体測定用電極：「ＨＰ １６４５１Ｂ」（日本ヒューレット・パッカード（株）製〕。
【０００９】
本発明のトナーの周波数１ＭＨｚにおける誘電正接の周波数１００Ｈｚにおける誘電正接に対する比は、イオン性物質の分散性向上の観点から、３．０以上、好ましくは３．５以上であることが望ましく、５．０以下であることが望ましい。
【００１０】
本発明のトナーは、混練粉砕法、スプレイドライ法、重合法等の従来より公知の方法により製造することができる。例えば、結着樹脂、着色剤等をボールミル等の公知の混合機で均一に混合した後、密閉式ニーダー又は１軸もしくは２軸の押出機等で溶融混練し、冷却、粉砕、分級する方法が挙げられる。なお、このようにして得られるトナーの平均粒子径は、通常、３〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００１１】
又、結着剤、着色剤、添加剤等を含有する混合物を溶融混練する際の温度は、誘電正接を所望の範囲に調整でき、かつ十分溶融混練可能な温度として、７０℃以上、好ましくは８０℃以上であることが望ましく、１１０℃以下であることが望ましい。
【００１２】
結着樹脂としては、特に制限はなく、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、石油樹脂、天然および合成ワックス類等の従来より公知の樹脂を全て使用することができるが、定着性、帯電性、着色剤分散性等の点よりポリエステルが好ましい。なお、ポリエステルは、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、水素添加ビスフェノールＡ、ソルビトール、及びそれらのエーテル化ポリヒドロキシル化合物等の２価以上のアルコール成分、及びジカルボン酸、トリカルボン酸、それらの酸の無水物及びそれらの酸のエステル等の２価以上のカルボン酸成分を原料モノマーとして縮重合させることにより得られる。
【００１３】
着色剤としては、特に制限はなく、従来のトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を使用することができ、例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146 、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、２〜２５重量部程度であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては、荷電制御剤、フェライト等の磁性体、導電性調整剤、酸化錫、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、酸化セリウム、酸化亜鉛等の金属酸化物、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、離型剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が、適宜添加されていてもよい。
【００１５】
本発明のトナーは、磁性体微粉末を含有する場合、単独で現像剤として使用され、また磁性体微粉末を含有しない場合、非磁性一成分系現像剤として、またはキャリアと混合して二成分系の現像剤として使用されるが、簡易性、装置の小型化の点から、非磁性一成分現像剤として使用されることが好ましい。
【００１６】
また、現像部材と感光部材が逆回転で接触する現像装置では、順回転装置と比較してトナーが劣化しやすく、入れ目カブリも起こりやすいため、本発明のトナーの使用が好ましい。
【００１７】
【実施例】
ポリエステルの酸価、水酸基価、ガラス転移点、重量平均分子量、軟化点、及びトナーの誘電正接は、以下に示す方法に従って測定した。
【００１８】
〔酸価及び水酸基価〕
ＪＩＳ Ｋ００７０に準拠した方法に従って測定する。
【００１９】
〔ガラス転移点〕
示差走査熱量計（セイコー電子工業（株）製、ＤＳＣ２１０）を用いて昇温速度１０℃／分で測定する。
【００２０】
〔重量平均分子量〕
ＧＰＣ法（カラム：ＧＭＨＬＸ＋Ｇ３０００ＨＸＬ（東ソー（株）製）、標準試料：単分散ポリスチレン）により測定する。
【００２１】
〔軟化点〕
高化式フローテスター（島津製作所製、ＣＦＴ−５００）を用い、樹脂の半分が流出する温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速度：６℃／分、荷重：２０ｋｇ／ｃｍ² 、ノズル：１ｍｍφ×１ｍｍ）。
【００２２】
〔誘電正接〕
誘電体測定用電極として、「ＨＰ １６４５１Ｂ」（日本ヒューレット・パッカード（株）製）を用い、「プレシジョン ＬＣＲメータ ＨＰ ４２８４Ａ」（日本ヒューレット・パッカード（株）製）を用いて測定する。なお、測定の際に使用するトナーは、直径５９ｍｍの円筒状の容器にトナー５ｇを投入し、上部に蓋をして、１０トンの荷重を２０秒間かけることにより、錠剤に成形したものを使用する。
【００２３】
参考例
ポリエステル１ １００重量部
〔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５２５ｇ、テレフタル酸９０ｇ、ｎ−ドデセニル無水コハク酸９６ｇ、及び無水トリメリット酸５８ｇを原料モノマーとして製造した。酸価：２２（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、水酸基価：２６（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、ガラス転移点：６５℃、重量平均分子量：２２万、軟化点：１４９℃〕
カーボンブラック ４重量部
荷電制御剤（保土谷化学工業製、Ｔ−７７） ２重量部
ポリプロピレン・ワックス １重量部
上記組成物を１００℃に加熱した２軸ニーダーで混練後、粉砕分級して、平均粒子径９．５μｍの粉体を得た。その後、得られた粉体１００重量部と疎水性シリカ０．５重量部とを高速攪拌機を用いて混合し、トナーとした。このトナーの誘電正接は、１００Ｈｚで０．００３８３３、１ＭＨｚで０．０１３６３３、１ＭＨｚでの誘電正接値／１００Ｈｚでの誘電正接値は、３．５６であった。
【００２４】
実施例１
ポリエステル２ １００重量部
〔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２６３０ｇ、ポリオキシエチレン（２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１０５０ｇ、テレフタル酸９７０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸３３５ｇ、及びトリメリット酸３１０ｇを原料モノマーとして製造した。酸価：６（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、水酸基価：３０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）、ガラス転移点：６０℃、重量平均分子量：２２万、軟化点：１５１℃〕
カーボンブラック ４重量部
荷電制御剤（オリエント化学工業製、ニグロシンＮ−０４） ４重量部
ポリプロピレン・ワックス １重量部
ポリエチレン・ワックス １重量部
上記組成物を９０℃に加熱した２軸ニーダーで混練した後、参考例と同様にしてトナーを得た。このトナーの誘電正接は、１００Ｈｚで０．００３４４４、１ＭＨｚで０．０１３１５６、１ＭＨｚでの誘電正接値／１００Ｈｚでの誘電正接値は、３．８２であった。
【００２５】
比較例１
参考例において、２軸ニーダーで組成物を混練する際の温度を１２５℃とした以外は、参考例と同様にしてトナーを得た。このトナーの誘電正接は、１００Ｈｚで０．００５０３１、１ＭＨｚで０．０１２８０２、１ＭＨｚでの誘電正接値／１００Ｈｚでの誘電正接値は、２．５４であった。
【００２６】
比較例２
実施例１において、２軸ニーダーで組成物を混練する際の温度を１３０℃とした以外は、実施例１と同様にしてトナーを得た。このトナーの誘電正接は、１００Ｈｚで０．００４９５８、１ＭＨｚで０．０１２４８７、１ＭＨｚでの誘電正接値／１００Ｈｚでの誘電正接値は、２．５２であった。
【００２７】
試験例
参考例及び比較例１のトナーは、（株）東芝製ＦＡＸ「ＴＦ−６５００」（マイナストナー用）を、実施例１及び比較例２のトナーは、ブラザー工業（株）製プリンタ「ＨＬ−７３０」（プラストナー用）を用い、まずトナーを一杯にして画像出しを行い、トナー補給ランプが点灯後、新トナーを追加し、その時の入れ目カブリを以下に示す評価基準に基づいて評価した。なお、「ＴＦ−６５００」及び「ＨＬ−７３０」は、いずれもトナーが不足した際に、新トナーを補給する形式の反転現像装置であり、「ＨＬ−７３０」は現像部材と感光ドラム部材とが逆回転で接触する現像システムを有する装置である。それぞれの結果を表１に示す。
【００２８】
〔評価基準〕
◎：入れ目カブリ無し
○：入れ目カブリが若干あるものの、実用上問題なし
×：入れ目カブリにおいて実用上問題あり
【００２９】
【表１】

【００３０】
以上の結果より、参考例及び実施例１で得られたトナーを用いて得られた画像は、誘電正接が所望の範囲外にある比較例１及び２を用いて得られた画像と比べて、入れ目カブリが低減され、優れた画質を有したものであることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、入れ目カブリを低減することができ、優れた画質を維持することができるトナーを提供することが可能になった。

Claims (3)

1. ポリエステルからなる結着樹脂及び着色剤を含有する混合物を７０〜９０℃で溶融混練して得られるトナーであって、直径５９ｍｍの円筒状の容器にトナー５ｇを投入し、上部に蓋をして、１０トンの荷重を２０秒間かけることにより、錠剤に成形したトナーの誘電正接（ｔａｎδ）を測定した際の、周波数１００Ｈｚの交流電流に対する誘電正接が０．００４以下であり、周波数１ＭＨｚにおける誘電正接の周波数１００Ｈｚにおける誘電正接に対する比が３．０以上であるトナー。
2. トナー補給形式の反転現像装置に用いられる請求項１記載のトナー。
3. 現像部材と感光ドラム部材とが逆回転で接触する現像装置に使用される請求項１又は２記載のトナー。」