JPH07209908A - 静電潜像現像用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、荷電制御剤を使用せず、安
全性に優れた荷電制御樹脂を使用し、かつ充分な荷電性
の得られる静電潜像現像用トナ−を提供することにあ
る。 【構成】 本発明は、少なくともバインダー樹脂、着色
剤および荷電制御樹脂とを含有してなる静電潜像現像用
トナ−において、前記荷電制御樹脂が前記バインダー樹
脂に対して非相溶性であり、バインダー樹脂の軟化点と
荷電制御樹脂の軟化点との差が２０℃以上である静電潜
像現像用トナーに関する。

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、静電気録お
よび静電印刷等における静電潜像を現像するための現像
剤に使用されるトナー、特にバインダー樹脂に着色剤と
荷電制御樹脂とを含有してなる静電潜像現像用トナ−に
関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像の現像は、種々の方式で感光体
等の静電潜像担持体上に形成された正または負の電荷を
有する静電潜像に対して、所定の極性に摩擦帯電された
トナーを静電的に吸着させることにより行われ、次いで
転写紙上にトナー画像を転写し、定着させることにより
現像画像が形成される。

【０００３】このような静電潜像を現像するために使用
されるトナーは、カブリ等のない鮮明な現像画像を得る
ために適正な帯電量を有することがまず要求される。さ
らに、帯電量に経時変化がなく、環境変化、例えば湿度
変化等により、著しい帯電量の減衰や凝集等の変化を生
じないことも要求されている。これは帯電量が最初に設
定された値から減衰して小さくなると、トナー飛散が多
くなり地肌カブリや現像装置周辺にトナー汚れが生じる
等の問題が発生するからである。

【０００４】上記要求に応えるため、通常トナーには荷
電制御剤が添加されており、トナーに正の電荷を付与す
る荷電制御剤としてはニグロシン染料、含金アゾ染料等
が、負の電荷を付与する荷電制御剤としては重金属を含
有する合金の化合物、例えばクロムを含む錯体または塩
が使用されている。

【０００５】最近、これらの荷電制御剤は環境性や安全
性の面で問題があることが指摘されており、このような
荷電制御剤を使用せずに、かつ優れた荷電特性を有する
トナーが要望されている。

【０００６】一方、トナーの荷電性を向上させる目的で
荷電制御樹脂をトナー中に添加する技術が従来より知ら
れている（例えば特開平２−１６７５６５号公報）。

【０００７】しかしながら、荷電制御樹脂は上述した荷
電制御剤に比べてトナーに対する荷電性向上の機能が不
十分であり、トナーとして実用化するには荷電制御剤と
併用したりする必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題を解消することを目的とするものであり、荷電制御剤
を使用せず安全性に優れた荷電制御樹脂を使用し、かつ
充分な荷電性の得られる静電潜像現像用トナ−を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともバ
インダー樹脂、着色剤および荷電制御樹脂とを含有して
なる静電潜像現像用トナ−において、前記荷電制御樹脂
が前記バインダー樹脂に対して非相溶性であり、バイン
ダー樹脂の軟化点と荷電制御樹脂の軟化点との差が２０
℃以上である静電潜像現像用トナーに関する。

【００１０】本発明者等は、荷電制御樹脂を含有するト
ナ−について鋭意研究を行ったところ、荷電制御樹脂を
用いた場合に生じる充分な荷電量が得られないという問
題が、トナー中における荷電制御樹脂の状態に起因して
生じていることを見出した。即ち、一般にトナーはバイ
ンダー樹脂等の材料を溶融・混練した後、粉砕・分級さ
れて製造されるが、溶融・混練工程でバインダー樹脂と
荷電制御樹脂とが相溶してしまうため、荷電制御樹脂が
バインダー樹脂に薄められて、その荷電性が低下してい
るものと考えられる。本発明は、このような知見に基づ
き特定の関係を満足する荷電制御樹脂とバインダー樹脂
とを選択することにより、トナーのバインダー樹脂中に
荷電制御樹脂をドメイン状に分散させた状態で存在させ
ることができ、トナーの荷電性を大幅に向上できること
を見出したものである。

【００１１】本発明においては、荷電制御樹脂としてバ
インダー樹脂と相溶性がなく、かつ両者の軟化点の差が
２０℃以上であるものを使用する。本発明において、バ
インダー樹脂に対して非相溶性の荷電制御樹脂とは、樹
脂同士を混合した場合、分子状の相互溶解が実現され
ず、二相に分離し、二相が混在するような樹脂であるこ
とを意味する。即ち、バインダー樹脂としてポリエステ
ル系樹脂を使用する場合には、荷電制御樹脂としてビニ
ル系のもの、例えばスチレンおよび／またはαーメチル
スチレンと２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパンス
ルホン酸との共重合体等が使用可能であり、バインダー
樹脂としてスチレン系、アクリル系、スチレンーアクリ
ル系の樹脂を使用する場合には、ポリエステル系の荷電
制御樹脂が使用可能である。

【００１２】荷電制御樹脂としてバインダー樹脂と相溶
性があるものを用いた場合は、溶融・混練工程で荷電制
御樹脂がバインダー中に相溶してしまい、また、両者の
軟化点の差が２０℃未満のものを用いた場合には、溶融
・混練工程で荷電制御樹脂がバインダー中に微分散され
てしまい、荷電制御樹脂のドメインを形成することが困
難になり、充分にトナーの荷電性を向上させることがで
きなくなる。

【００１３】本発明においては、ドメインの平均粒径を
大きくするとトナーの荷電性が向上するが耐環境性が低
下する傾向にあり、逆に小さくするとトナーの荷電性が
低下するが耐環境性が向上する傾向にあるため、トナー
中で分散されている荷電制御樹脂のドメインの平均粒径
は０．５〜４．０μｍ、好ましくは０．５〜１．０μｍ
程度に調整することが好ましい。

【００１４】本発明にのトナーに使用可能な着色剤とし
ては、従来より公知の各色の顔料あるいは染料を用いる
ことができる。着色剤の添加量は、バインダー樹脂１０
０重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは２〜１５
重量部の範囲で使用することが望ましい。添加量が１重
量部より少ないとトナーとしての充分な色調および画像
濃度が得られず、２０重量部より多いと定着性が悪くな
る。

【００１５】本発明のトナ−には、例えばオフセット防
止剤等の添加剤を添加してもよく、また、流動化剤また
はクリーニング助剤等の後処理剤等を添加してもよい。

【００１６】トナ−の定着性向上のために用いられるオ
フセット防止剤として、各種ワックスを使用することが
でき、特に低分子量ポリプロピレン、ポリエチレン、酸
化型ポリプロピレン、酸化型ポリエチレン等のポリオレ
フィン系ワックス、さらにはカルナウバワックス等の天
然ワックスが好適に用いられる。オフセット防止剤はバ
インダー樹脂１００重量部に対して、１〜１５重量部、
好ましくは２〜８重量部添加することが望ましい。

【００１７】また、後処理用微粒子として、流動化剤ま
たはクリ−ニング助剤をトナ−と混合して使用してもよ
い。

【００１８】流動化剤としては、シリカ、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、
炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、窒化チタ
ン、窒化ジルコニウム、マグネタイト、二硫化モリブデ
ン、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシ
ウム、ステアリン酸亜鉛等の各種無機微粒子が単独ある
いは組み合わせて用いられる。これらの微粒子は、シラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪
酸、シリコンオイル等の疎水化剤により疎水化処理を行
ったものを用いることが望ましい。

【００１９】クリ−ニング助剤としては、流動化剤とし
て上述した無機微粒子、ステアリン酸塩等の金属石鹸、
フッ素系、シリコン系、スチレン系、アクリル系、スチ
レン−（メタ）アクリル系、ベンゾグアナミン、メラミ
ン、エポキシ等の各種合成樹脂微粒子等が用いられる。

【００２０】後処理剤はバインダー樹脂１００重量部に
対して、０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜３重
量部添加することが望ましい。

【００２１】本発明のトナ−は着色剤、荷電制御樹脂お
よびバインダー樹脂等のトナー成分を充分に混合した後
溶融・混練して得られた混練物を粉砕・分級することに
より製造される。荷電制御樹脂をバインダー樹脂等と混
合する際に、製造するトナーの平均粒径以下、好ましく
は２〜６μｍ程度の粒径に粉砕したものを用いることが
好ましい。このように予め粉砕した荷電制御樹を用いる
ことにより、トナー中で分散されている荷電制御樹脂の
ドメイン分散粒径の制御が容易になる。また、溶融・混
練の温度は、バインダ−樹脂の軟化点より高く且つ荷電
制御樹脂の軟化点よりも低い温度に設定することが望ま
しく、これによってバインダー樹脂中に荷電制御樹脂の
ドメインを安定して形成することができる。

【００２２】トナーの平均粒径は５〜１５μｍにするこ
とが好ましいが、特に高精細画像を再現する場合には、
平均粒径５〜９μｍ、好ましくは５〜８μｍにすること
が望ましい。特に、平均粒径５〜９μｍ程度の小粒径ト
ナーでは、粒径が小さいために通常はトナーかぶりや濃
度むら等の問題が生じ易いが、本発明によればトナーか
ぶりや濃度むら等の生じない優れた特性を有する小粒径
トナーを得ることができる。

【００２３】以上のようにして得られるトナ−は、１成
分現像剤として、あるいはキャリアとともに２成分現像
剤として使用してもよい。２成分現像剤に用いるキャリ
アとしては、公知のキャリアを使用することができ、例
えば、鉄粉、フェライト等の磁性粒子よりなるキャリ
ア、磁性粒子表面を樹脂等の被覆剤で被覆したコートキ
ャリア、あるいはバインダ−樹脂中に磁性体微粉末を分
散してなる分散型キャリア等いづれも使用可能である。

【００２４】次に、この発明の具体的な実験例について
説明すると共に、この発明に係るトナ−が優れたもので
あることを明らかにする。

【００２５】

【実施例】

（粒子１の製造）ポリエステル樹脂Ａ（Ｍｎ：５５０
０、Ｍｗ：１４０００、Ｔｍ：１００℃、Ｔｇ：６０
℃）のみを１２０℃でエクストルーダーで混練後、フェ
ザーミルで粗粉砕、ジェットミルで微粉砕し、気流分級
機で分級して体積平均粒径８μｍの粒子１を得た。

【００２６】（粒子２の製造）ポリエステル樹脂Ａ１０
０重量部、負荷電制御剤（サリチル酸亜鉛錯体粉末Ｅ−
８４：オリエント化学工業社製）２重量部を用いる以外
は、粒子１の製造と同様にして体積平均粒径８μｍの粒
子２を得た。

【００２７】（粒子３の製造）ポリエステル樹脂Ａ１０
０重量部、負荷電制御剤（カリックスアレ−ン化合物粉
末Ｅ−８９：オリエント化学工業社製）２重量部を用い
る以外は、粒子１の製造と同様にして体積平均粒径８μ
ｍの粒子３を得た。

【００２８】（粒子４の製造）ポリエステル樹脂Ａ１０
０重量部、６μｍに粉砕されたスチレン系負荷電制御樹
脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（スチレンと２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）との共
重合樹脂：軟化点１３７℃：藤倉化成社製）２重量部を
用いる以外は、粒子１の製造と同様にして体積平均粒径
８μｍの粒子４を得た。なお、混練後の試料を薄膜化
し、光学顕微鏡で観察したところマトリックス中にドメ
インが分散された構造を有していることが確認された。

【００２９】（粒子５の製造）ポリエステル樹脂Ａ１０
０重量部、２μｍに粉砕されたスチレン系負荷電制御樹
脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（スチレンと２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）との共
重合樹脂：軟化点１３７℃：藤倉化成社製）２重量部を
用いる以外は、粒子１の製造と同様にして体積平均粒径
８μｍの粒子５を得た。なお、混練後の試料を薄膜化
し、光学顕微鏡で観察したところマトリックス中にドメ
インが分散された構造を有していることが確認された。

【００３０】（粒子６の製造）スチレン系負荷電制御樹
脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（藤倉化成社製）のみを用いる
以外は、粒子１の製造と同様にして体積平均粒径８μｍ
の粒子６を得た。

【００３１】（粒子７の製造）スチレン−アクリル樹脂
（Ｍｎ：３４００、Ｍｗ：１７００００、Ｔｍ：１２１
℃、Ｔｇ：５７℃）１００重量部、６μｍに粉砕された
スチレン系負荷電制御樹脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（藤倉
化成社製）２重量部を用いる以外は、粒子１の製造と同
様にして体積平均粒径８μｍの粒子７を得た。なお、混
練後の試料を薄膜化し、光学顕微鏡で観察したところド
メイン−マトリックス構造が形成されておらず、荷電制
御樹脂がスチレン−アクリル樹脂に相溶していることが
確認された。

【００３２】（粒子８の製造）ポリエステル樹脂Ｂ（Ｍ
ｎ：５２００、Ｍｗ：２０２５００、Ｔｍ：１２２℃、
Ｔｇ：６７℃）１００重量部、６μｍに粉砕されたスチ
レン系負荷電制御樹脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（軟化点１
３７℃：藤倉化成社製）２重量部を用いること及び混練
温度を１３０℃とすること以外は、粒子１の製造と同様
にして体積平均粒径８μｍの粒子８を得た。なお、混練
後の試料を薄膜化し、光学顕微鏡で観察したところドメ
イン−マトリックス構造の形成は認められず、荷電制御
樹脂がバインダー樹脂中に微分散されていることが確認
された。

【００３３】 （キャリアの製造） ・ポリエステル樹脂 １００重量部 （Ｍｎ：５０００、Ｍｗ：１１５０００、Ｔｇ：６７℃、Ｔｍ：１２３℃） ・フェライト微粒子（ＭＦＰ−２：ＴＤＫ社製） ５００重量部 ・コロイダルシリカ（アエロジル＃２００：日本アエロジル社製） ３重量部 以上の材料をヘンシェルミキサ−で十分混合した後、２
軸押出混練機で溶融混練した。混練物を冷却し、粗粉砕
した後、ジェットミルで微粉砕し、さらに、風力分級機
で分級して、平均粒径６０μｍのキャリアを得た。

【００３４】（帯電量測定）得られた粒子１〜７を上記
キャリアの製造で得られたキャリアと重量比８：１００
の割合で混合し帯電量を測定した。結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】この結果から、バインダー樹脂と荷電制御
樹脂が相溶性である粒子７は、荷電制御剤を添加した粒
子２および３と比べて帯電量が低い。一方、バインダー
樹脂に対して非相溶性の荷電制御樹脂を用いた粒子４及
び５は、荷電制御剤を添加した粒子２および３、相溶性
である粒子７あるいは荷電制御樹脂単独粒子である粒子
６と比べて荷電性が大幅に向上されていることが理解さ
れる。

【００３７】 （トナ−の製造） ・上記ポリエステル樹脂Ａ １００重量部 ・カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成工業社製） ８重量部 ・オフセット防止剤（酸化型低分子量ポリプロピレン） ４重量部 （ビスコ−ルＴＳ２００：三洋化成工業社製） ・負荷電制御樹脂ＦＣＡ−１００１−Ｎ（藤倉化成社製） ２重量部 以上の材料をヘンシェルミキサ−に入れて混合した後、
ＰＣＭ３０で１２０℃で連続押出混練した。混練物を冷
却した後２ｍｍメッシュのフェザ−ミルで粗粉砕した
後、ジェット粉砕機で微粉砕し、気流式分級機で分級
し、体積平均粒径８μｍのトナ−を得た。このトナ−に
疎水性シリカ（Ｒ９７４：日本アエロジル社製）０．２
重量％を混合処理してトナ−を得た。

【００３８】このトナ−と上記キャリアとを混合して得
られた現像剤に対して、複写機ＥＰ−８６００（ミノル
タカメラ社製）を用いて画出し評価したところ、カブリ
のない鮮明な画像が得られた。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、荷電制御剤を使用せず
安全性に優れた荷電制御樹脂を使用し、かつ充分な荷電
性の得られる静電潜像現像用トナ−を提供することがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３３１ ３４４ ３６５ (72)発明者 大澤 陽子 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者 黒瀬 克宣 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者 福田 洋幸 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタカメラ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともバインダー樹脂、着色剤およ
   び荷電制御樹脂とを含有してなる静電潜像現像用トナ−
   において、前記荷電制御樹脂が前記バインダー樹脂に対
   して非相溶性であり、バインダー樹脂の軟化点と荷電制
   御樹脂の軟化点との差が２０℃以上であることを特徴と
   する静電潜像現像用トナー。