JPH0619206A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】小粒径トナーであっても高画像濃度で高品位画
像かつトナー飛散、かぶり等が発生しない電子写真用ト
ナーを提供する。 【構成】少なくとも結着樹脂と電荷制御剤とを含有する
電子写真用トナーにおいて、トナー粒子の粒径が１０μ
ｍ以下であり、結着樹脂の酸化が７．５〜３０ｍｇ／ｇ
であり、電荷制御剤が下記式（Ｉ）の構造を有する金属
錯塩染料で、かつ平均粒径が４μｍ以下である。 〔Ｘはニトロ基、スルホンアミド基、またはハロゲン原
子、ＹはＨ、ハロゲン原子またはニトロ基、Ｍはクロム
またはコバルト原子〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用トナーに関
し、より詳細には静電式複写機や、レーザービームプリ
ンター等の、いわゆるカールソンプロセスを応用した画
像形成に使用される電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写法は、光導電現象を利用し
て画像を形成し、ハードコピーを得るシステムで、プロ
セスとしては帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニ
ングの各工程からなっている。その中で現像工程は、像
支持体に形成された静電潜像と反対の極性の電荷を与え
たトナーを静電潜像表面に静電的に吸着させ、潜像を顕
像化するものである。この現像工程は、最終的に得られ
る複写画像に最も強い影響を与えるプロセスであり、そ
れゆえトナー特性は、静電潜像を形成する光導電体の特
性と並んで重要な因子の一つである。

【０００３】一方、トナーは、バインダー樹脂と着色剤
を必須成分とし、必要に応じて電荷制御剤、導電性制御
剤、離型剤等の有機、無機系の各材料をバインダー樹脂
中に分散混入させた樹脂微粒子であり、製造にあたって
は、上述したトナー用材料を混合し、この混合物を溶融
混練して各種構成材料を均一に分散させ、冷却、粉砕、
分級、場合によっては球形処理を行ってトナー粒子を得
ている。

【０００４】最近、高画質の画像を求める要請が強く、
トナーの小粒径化が進みつつある。画像の解像力や細線
の再現性には、トナーが小粒径の方が良いことは多言を
要しないところである。しかし、トナーが小粒径になっ
てくると次のような問題 〓画像濃度の低下 〓帯電量分布のブロード化 が発生する。

【０００５】画像濃度の低下は、トナーの小粒径化によ
って感光体表面の静電潜像に付着するトナーの絶対量が
少なくなり、さらに顔料であるカーボンブラックがトナ
ー粒子に均一に含有されないからである。また、帯電量
分布のブロード化は、トナーの小粒径化によってトナー
粒子に帯電制御剤が均一に含有されなくなるためであ
る。これによって逆極性トナーの増加、トナー飛散、カ
ブリが発生する。

【０００６】従来このような不具合を解決するため、画
像濃度低下に対しては、二成分現像の場合、現像剤中の
トナーの重量％（以下「Ｔ／Ｄ」という）を高くして現
像に係わるトナー量を多する方法が採られていた。ま
た、帯電量分布のブロード化に対しては、トナー表面に
シリカ等の表面処理剤を添加する方法が用いられてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、Ｔ／Ｄを高
くする方法ではトナーが過剰に存在することになるた
め、トナー飛散、ドラム上のクリーニング不良、トナー
消費量の増大といった新たな不具合が発生する。また、
トナー表面にシリカ等の表面処理剤を添加する方法では
小粒径トナーの場合多量の表面処理剤が必要となる。さ
らに、この表面処理剤はトナー表面から遊離しやすく、
遊離した表面処理剤は複写機内のプロセスに悪影響をも
たらす。すなわち、遊離した表面処理剤が感光体に付着
していわゆるフィルミングを生じ、また帯電用のチャー
ジャーワイヤーに付着して帯電不良による黒筋等を発生
させる。

【０００８】したがって、この発明の目的は、小粒径ト
ナーであっても高画像濃度で高品位画像かつトナー飛
散、かぶり等が発生しない電子写真用トナーを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも結着樹脂と電荷制御剤とを含有する電子写真用トナ
ーにおいて、トナー粒子の粒径が１０μｍ以下であり、
結着樹脂の酸化が７．５〜３０ｍｇ／ｇであり、電荷制
御剤が下記式（Ｉ）の構造を有する金属錯塩染料で、か
つ平均粒径が４μｍ以下であることを特徴とする電子写
真用トナーが提供される。

【００１０】

【化２】

【００１１】

【作用】本発明においては、電荷制御剤が上記式（Ｉ）
で示される２：１型金属錯塩染料であり、かつ平均粒子
径が４μｍ以下であることが特に重要である。２：１型
金属錯塩染料は公知染料と比較してトナー用樹脂に対す
る相溶性がとくに良好であり、トナーを小粒径にした場
合でもトナー粒子各々に均一に分布する。この理由につ
いてはいまのところ明確ではないが、従来の２：１型金
属錯塩染料がいずれも染料母体構造の負帯電に対する対
イオンがアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオ
ン、アンモニウムイオン等であるのに対し本発明に係わ
る染料の対イオンがＨ＋であるためと考えられる。ま
た、染料の平均粒径が４μｍ以下であることにより、樹
脂中での染料の分散がさらに向上する。この原因につい
ては、以下のように考察される。すなわち、トナー製造
上で電荷制御剤である染料の樹脂への分散性に最も影響
を与えるは材料前混合の工程と考えられるが、平均粒径
の小さい粒子と大きい粒子を考えた場合、同一添加量で
は平均粒径の小さい粒子の方が粒子数が多く、物理的に
樹脂粒子間に粒子が散在する確率が高いことは明白であ
る。したがって、小さい粒子は樹脂中で均一分散されや
すいのである。

【００１２】このように、電荷制御剤がトナー粒子中に
均一に分散含有されることにより、トナー帯電量の分布
がシャープになり、トナー粒径が小粒径となっても逆極
性トナーの発生、トナー飛散、カブリといった問題が発
生しなくなる。本発明において、結着樹脂の酸化が７．
５〜３０ｍｇ／ｇであることがもう一つの大きな特徴で
ある。

【００１３】ここでいう酸化とは、重合体１ｇ中に含ま
れる遊離脂肪酸を中和するのに必要な水酸化カリウム
（ＫＯＨ）のｍｇ数を示す。結着樹脂の酸化が７．５〜
３０ｍｇ／ｇの範囲内にに限定されるのは以下の理由に
よる。すなわち、結着樹脂の酸化が７．５未満では結着
樹脂のガラス転移温度が十分に上昇せず、トナーの耐熱
性を向上させることができない。一方、結着樹脂の酸化
が３０ｍｇ／ｇを越えた場合には結着樹脂中に多量の官
能基が存在することになり、トナーの耐湿性が悪化して
しまう。

【００１４】結着樹脂の酸化を上記範囲にするには、共
重合体のアクリル成分のうち、アクリル酸エステルとア
クリル酸との量比を調整すればよい。トナー粒子として
は、平均粒径が１０μｍ以下、特に５〜７μｍの微小粒
子を使用する。このものは、顕電性と定着性とを有する
着色トナー粒子であり、組成としては、一般的に言っ
て、結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離型剤等を分
散させた微細粒状組成物から成る。

【００１５】着色剤としては、従来より使用されている
公知のものが使用できる。例えば三菱化成製カーボンブ
ラック＃２５（登録商標）のように、一次粒子の平均粒
径が４０乃至６０ｎｍの粒子が好適である。その他以下
にあげる着色剤で４０乃至６０ｎｍのものが好適に使用
できる。 黒色 ファーネスブラック、チャンネルブラック、ガスブラッ
ク、オイルブラック、アセチレンブラック等のカーボン
ブラック、ランプブラック、アニリンブラック 白色 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛 赤色 ベンガラ、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カド
ミュウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、
ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、
レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシン
レーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリ
リアントカーミン３Ｂ 橙色 赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレ
ンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ 黄色 黄鉛、亜鉛華、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、ミ
ネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネ
ーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザーイ
エローＧ、ハンザーイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロ
ーＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレー
キ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ 緑色 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン 青色 紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー部分塩素化
物、ファーネストスカイブルー、インダンスレンブルー
ＢＣ、無金属フタロシアニンブルー 紫色 マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオ
レットレーキ 体質顔料としては、例えばパライト粉、炭酸バリウム、
クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナ
ホワイト等があげられる。

【００１６】導電性顔料としては、例えば導電性カーボ
ンブラック、アルミニウム粉等の各種金属粉があげられ
る。磁性顔料としては、例えば四三酸化鉄（マグネタイ
ト鉄黒）；三二酸化鉄（γ−Ｆｅ2Ｏ3）、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄イットリウム（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ1
2）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ガト
リウム（Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ4）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄ニッケル
（ＮｉＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ3）、
酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ3）等の各種フェライ
ト；鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００１７】光導電性顔料としては、例えば酸化亜鉛、
セレン、硫化カドミウム、セレン、硫化カドミウム、セ
レン化カドミウム等があげられる。離型剤としては、そ
れ自体公知の任意の離型剤、例えば脂肪族系樹脂、脂肪
族系金属塩、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくは
その部分ケン化物類等の脂肪族系化合物が挙げられる。
なかでも特に低分子量（重量平均分子量が１０００〜１
００００）の脂肪族樹脂が有効である。具体的には、例
えば低分子量ポリプロピレン、高分子量ポリエチレン、
パラフィンワックス、炭素数４以上のオレフィン単体か
らなる低分子量オレフィン重合体等の１種または２種以
上の組合せが適当である。その他に例えばシリコーンオ
イル、各種ワックス等を使用することもできる。

【００１８】本発明に用いる結着樹脂としては、商品名
「ＰＡ５３５」「ＰＡ５５５」（いずれも三井東圧社
製）などが挙げられる。本発明に用いる２：１型金属錯
塩染料は、特公平３−１６９１６号公報に示されている
以下の方法で製造される。

【００１９】

【化３】

【００２０】で示される２−アミノフェノール誘導体と
β−ナフトールとから得られるモノアゾ染料を公知の方
法でクロムまたはコバルト付与剤で処理して得られる。
一般には次式

【００２１】

【化４】

【００２２】で表される２：１型金属錯塩染料を含水ア
ルコールに分散し、化学量論的にやや過剰の塩酸または
硫酸を加えることにより対イオンをＨ＋とし容易に得る
ことができる。この場合アルコールとしてはメタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級
アルコールを好的に使用することができ、アルコールの
濃度は３０〜５０％の範囲が望ましい。

【００２３】

【トナーの製造】結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、離型
剤等を混合撹拌する。混合撹拌は低負荷・低せん断力が
作用する条件下で行うべきであり、一般にコニカルブレ
ンダー、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ナウタミ
キサー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の各種混合
撹拌装置で行うことができる。混合撹拌温度は、結着樹
脂のガラス転移点（Ｔｇ）よりも低い温度とするのがよ
い。必要な混合撹拌時間は装置の種類、投入量によって
も相違するが、一般に１０及至３００分の範囲が適当で
ある。

【００２４】このようにして得られた前混合物を常法に
より溶融混練し、この混練物を粉砕、分級してトナーと
する。上記製造方法により得られたトナー粒子に、流動
性、帯電性向上を目的に疎水化シリカを適当重量部数混
合分散させ、平均粒子径が８μｍの電子写真用トナーと
する。疎水性シリカとしては、アルキル基、アルキルシ
リル基、アルキルシランで処理された疎水化シリカ、例
えば日本アエロジル社製の商品名Ｒ−９７４等が挙げら
れる。 このトナーを、ガラスビーズや酸化または、未
酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリア、または
鉄、ニッケル、コバルト、フェライト等の磁性体をアク
リル系重合体、フッ素樹脂系重合体、ポリエステル、変
性シリコン樹脂等の重合体で被覆した被覆キャリアと混
合して現像剤とする。上記キャリアは一般に３０〜５０
０μｍの粒径を有しており、トナー濃度（Ｔ／Ｄ）は、
１〜１５％であるのが望ましい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明の電子
写真用トナーをより詳細に説明するが、実施例により本
発明が限定されるものではない。

【００２６】

【実施例１】 （成分） スチレンーアクリル系樹脂（酸価：７．５ｍｇ／ｇ） ８６．８重量％ カーボンブラック １０ 重量％ 金属錯塩染料（電荷制御剤）（粒径：３．９μｍ） １．２ 重量％ 低分子量ポリプロピレン（離型剤） ２．０ 重量％ （商品名「ビスコール３３０Ｐ」 三洋化成社製） 以上の成分を２軸押し出し機で溶融混練し、ジェットミ
ル粉砕し、分級機で風力分級を行って、平均粒径８μｍ
のトナーを得た。次にそれぞれのトナー粒子に疎水性シ
リカ微粒子を、トナー総重量に対して０．３重量部を混
合分散し、本発明に使用する電子写真用トナーを作成し
た。

【００２７】この電子写真用トナーについて、平均粒径
６０μｍのフェライトキャリアと均一に混合撹拌してト
ナー濃度４．５％の二成分現像剤とした。この二成分現
像剤を三田工業社製複写機（商品名「ＤＣ−１２０
５」）を用いて、総計２万枚（高温高湿環境（３５℃、
８５％ 以下「Ｈ／Ｈ」という）の複写を行った。評価
試験は画像濃度、カブリ、逆極性トナーの割合、トナー
飛散、ブロッキング性について行った。各試験の具体的
方法を以下に示す。 （１）画像濃度（Ｉ．Ｄ．）測定 反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて
複写画像黒べた部の濃度を測定した。 （２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定 前記反射濃度計を用いて、複写画像余白部の濃度を測定
して、カブリ濃度とした。 （３）逆極性トナーの割合 当社保有の帯電量分布測定装置により、全トナー粒子数
における逆極性トナー（正帯電トナー）の割合を測定し
た。

【００２８】上記帯電量分布測定装置は、特開昭６３ー
２６３４７号公報に記載の装置である。 （４）定着性試験 複写画像黒べた部をこすり、濃度低下の有無を以下の基
準で評価した。 ○：濃度低下なし △：わずかに濃度低下あり ×：濃度低下あり （５）トナー飛散 ２万枚複写後、複写機内状態を目視で判断し、以下の基
準で評価した。

【００２９】○：トナー飛散無し △：わずかにトナー飛散あり ×：トナー飛散あり （６）ブロッキング性 ２万枚複写後、現像器内の状態を目視で判断し、以下の
基準で評価した。

【００３０】○：凝集物なし △：わずかに凝集物あり ×：凝集物あり 実施例１ではトナー飛散、カブリがなく、定着性、ブロ
ッキング性も良く、高品位の画像を得ることができた。
試験結果を表１に示す。

【００３１】

【実施例２】スチレンーアクリル系樹脂の酸価が２９．
８ｍｇ／ｇであること以外は実施例１と同様にしてトナ
ーを製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。トナ
ー飛散、カブリがなく、定着性、ブロッキング性も良
く、高品位の画像を得ることができた。試験結果を表１
に示す。

【００３２】

【比較例１】スチレンーアクリル系樹脂の酸価が７．２
ｍｇ／ｇであること以外は実施例１と同様にしてトナー
を製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。試験結
果を表１に示す。スチレンーアクリル系樹脂の酸価が
７．２ｍｇ／ｇと低いため耐熱性が悪くなり、ブロッキ
ング性が悪くなり、現像機内に凝集が発生している。ま
た、オフセットも発生している。

【００３３】

【比較例２】電荷制御剤の粒径が４．４μｍであること
以外は実施例１と同様にしてトナーを製造し、実施例１
と同様の試験を行った。試験結果を表１に示す。電荷制
御剤の粒径が大きいため樹脂中の電荷制御剤の分散が悪
くなり、スペントが発生し、逆極性トナーの割合が増
え、カブリが発生している。

【００３４】

【比較例３】スチレンーアクリル系樹脂の酸価が２９．
８ｍｇ／ｇであり、電荷制御剤の粒径が４．４μｍであ
ること以外は実施例１と同様にしてトナーを製造し、実
施例１と同様の評価試験を行った。試験結果を表１に示
す。電荷制御剤の粒径が大きいため樹脂中の電荷制御剤
の分散が悪くなり、スペントが発生し、逆極性トナーの
割合が増え、カブリが発生している。

【００３５】

【比較例４】スチレンーアクリル系樹脂の酸価が３０．
５ｍｇ／ｇであること以外は実施例１と同様にトナーを
製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。試験結果
を表１に示す。スチレンーアクリル系樹脂の酸価が３
０．５ｍｇ／ｇと高くガラス転移点が高くなり定着性が
悪くなっている。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明では、結着樹脂として酸価が７．
５〜３０ｍｇ／ｇの樹脂を用い、電荷制御剤として式
（〓）に示される構造を有しかつ平均粒径が４μm以下
の２：１金属錯塩染料を用いる事によって、小粒径トナ
ーであってもトナー飛散、カブリ等が発生しない高画像
濃度で高品位画像が得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 和彦 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 清水 義威 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 石丸 聖次郎 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 樋口 剛史 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも結着樹脂と電荷制御剤とを含有
   する電子写真用トナーにおいて、 〓トナー粒子の粒径が１０μｍ以下であり、 〓結着樹脂の酸化が７．５〜３０ｍｇ／ｇであり、 〓電荷制御剤が下記式（Ｉ）の構造を有する金属錯塩染
   料で、かつ平均粒径が４μｍ以下であることを特徴とす
   る電子写真用トナー。 【化１】