JPH08194331A

JPH08194331A - 電子写真用カラートナーおよび画像形成方法

Info

Publication number: JPH08194331A
Application number: JP7022399A
Authority: JP
Inventors: Masaki Hashimoto; 雅樹橋本; Masahiro Takagi; 正博高木; Masanori Ichimura; 正則市村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1995-01-18
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー画像の光沢度を抑制し、現像量に差の
でる部分をもつ原稿を使用しても、光沢むらのない画像
を形成し、かつ、環境安定性、保存性、流動性に優れ、
多数枚の複写にも安定した画質の画像を得ることができ
る電子写真用カラートナー、および光沢むらのない画像
を多数枚安定して得ることができる画像形成方法を提供
する。【構成】電子写真用トナーは、結着樹脂および着色剤
を含有するトナー粒子と、光沢制御剤として、平均粒子
径が０．２２ないし１μｍであり、屈折率が１．５５な
いし２．７０である微粉末とを含有する。また、画像形
成方法は、潜像担持体上に潜像を形成する工程、該潜像
を上記静電荷像現像用トナー組成物を用いて現像する工
程、現像されたトナー像を転写体上に転写する工程、転
写体上のトナー像を加熱定着する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像を現像するた
めの電子写真用カラートナーおよびそれを用いる画像形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真用現像剤としては、ポリ
スチレン、スチレン−ブタジエン系重合体、ポリエステ
ルなどの樹脂類にカーボンブラック、フタロシアニン等
の顔料または染料を着色剤として使用し、溶融、混練し
た後、１μｍないし３０μｍに粉砕して得られたトナー
と、キャリアとして平均粒径がトナーの粒径とほぼ同じ
か、ないしは５００μｍまでの範囲のガラスビーズ、
鉄、ニッケル、フェライトなどの粒子、或いはこれらに
種々の樹脂を被覆したものを混ぜ合わせたものが一般的
に用いられている。ところで、一般にカラートナーで
は、ＯＨＰ画像における透過性が要求されるため、低い
軟化点を持つ結着樹脂を使用することにより、定着され
たトナー層の表面が平滑になるようにする必要がある。
また、通常の紙に複写する場合においても、白黒画像に
比べてカラー画像はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの４色のトナーを重ね合わせて現像するため、紙の
上に転写されるトナー量が多くなり、定着後の紙上のト
ナー層が厚くなるため、トナー層のフィルム強度が強い
ことが要求される。そのため、カラートナーでは、通
常、結着樹脂としては、上記の要求を満たすものとして
ポリエステル系の樹脂が用いられている。

【０００３】ところで、ポリエステル系の樹脂を用いた
トナーの特徴として、上記のように定着されたトナー層
の表面が平滑になることから、画像に入射する光が反射
され、光沢度の高い画像が得られるという傾向がある。
このような光沢度の高い画像は、光源から発せられる入
射光を多く反射するため、用途によっては好ましくない
とされる場合も多い。また、写真などの画像では、トナ
ーの現像量の多い部分と少ない部分とで画像の光沢度に
差が生じ、光沢むらのある見づらい画像になるという問
題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】カラートナーにおいて
上記の問題を解決するためには、結着樹脂を軟化点の高
いものに変更することが検討されているが、軟化点の高
い樹脂を用いると定着温度も高くなり、定着ロールの寿
命が短くなる原因となり、省エネルギー対応にも反する
上、トナーの流動性が悪化するという問題もあった。本
発明は、従来の技術における上記の問題点に鑑みてなさ
れたものである。したがって、本発明の目的は、カラー
画像の光沢度を抑制し、現像量に差のでる部分をもつ原
稿を使用しても、光沢むらのない画像を形成し、かつ、
環境安定性、保存性、流動性に優れ、多数枚の複写にも
安定した画質の画像を得ることができる電子写真用カラ
ートナーを提供することにある。本発明の他の目的は、
光沢むらのない画像を多数枚安定して得ることができる
画像形成方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
の技術における問題点は、粒径および屈折率が特定の範
囲にある微粒子を添加することによって、定着トナー層
表面および内部に入射する光を散乱させることにより解
決されることを見出し、本発明を解決するに至った。本
発明の電子写真用カラートナーは、結着樹脂および着色
剤を含有するトナー粒子と、光沢制御剤として、平均粒
子径が０．２２ないし１μｍであり、屈折率が１．５５
ないし２．７０である微粒子とを含有することを特徴と
する。また、本発明の画像形成方法は、潜像担持体上に
潜像を形成する工程、該潜像を現像剤を用いて現像する
工程、現像されたトナー像を転写体上に転写する工程、
転写体上のトナー像を加熱定着する工程を有するもので
あって、現像剤として、上記した電子写真用カラートナ
ーを使用することを特徴とする。

【０００６】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のカラートナーにおいて、後記する光沢制御剤が添
加されるトナー粒子は、結着樹脂および着色剤を主構成
成分として構成される。結着樹脂としては従来公知のも
のが使用される。使用される結着樹脂の代表的なものと
しては、スチレン、ｐ−クロロスチレン、α−メチルス
チレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のα−メチ
レン脂肪族モノカルボン酸エステル類；アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；２−ビ
ニルピリジン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジン
類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル
等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエ
チルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン類；エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエ
ン等の不飽和炭化水素類；クロロプレン等のハロゲン化
不飽和炭化水素類等の単量体による重合体、或いはこれ
ら単量体を２種以上組み合わせて得られる共重合体、お
よびそれらの混合物、更にはロジン変性フェノールホル
マリン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエ
ーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、或いはこれらと前
記ビニル系樹脂との混合物をあげることができる。

【０００７】これらの結着樹脂の中でも、ポリエステル
樹脂が粉砕性の点で好ましく使用される。ポリエステル
樹脂は、多価アルコールと多塩基性カルボン酸またはそ
の反応性誘導体との反応によって製造することができ
る。ポリエステル樹脂を構成する多価アルコールとして
は、たとえば、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、ネオペンチレングリコール、シクロヘキ
サンジメタノール等のジオール類、水素添加ビスフェノ
ールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリ
オキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノー
ルＡアルキレンオキサイド付加化合物等があげられる。

【０００８】また、多塩基性カルボン酸としては、たと
えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、
アルキルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン
酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸等
の２塩基性カルボン酸、或いはそれらの酸無水物、アル
キルエステル、酸ハライド等の反応性酸誘導体があげら
れる。

【０００９】これらのカルボン酸に加えて、ポリマーを
テトラヒドロフラン不溶分が生じない程度に非線状化す
るために、３価以上の多価アルコールおよび／または３
価以上の多塩基性カルボン酸を加えてもよい。３価以上
の多価アルコールとしては、例えば、ソルビトール、
１，２、３、６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソル
ビタン、ペンタエリスリトール、１，２，４−ブタント
リオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセリ
ン、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，
２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、１，３，５−トリメチロールベ
ンゼン等をあげることができる。また、３価以上の多塩
基性カルボン酸としては、例えば、１，２，４−ブタン
トリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカル
ボン酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，
２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタ
レントリカルボン酸等をあげることができる。

【００１０】これらのポリエステル樹脂の中でも、芳香
族多価カルボン酸とビスフェノールＡとを主単量体成分
とした重縮合物、例えば、テレフタル酸−ビスフェノー
ルＡの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る線状ポリエステルであって、軟化
点９０〜１５０℃、ガラス転移点５０〜７０℃、数平均
分子量２０００〜６０００、重量平均分子量８０００〜
１５００００、酸価５〜３０、水酸基価２５〜４５を示
すものが特に好ましく用いられる。

【００１１】また、着色剤としては、公知の顔料、染料
等が使用されるが、代表的なものとしては、カーボンブ
ラック、ニグロシン染料、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、ローズベンガル、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、
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、
およびそれらの混合物があげられる。着色剤の含有量
は、結着樹脂１００重量部に対して１重量部〜１５重量
部の範囲にあるのが好ましい。着色剤の含有量が１重量
部よりも少なくなると、着色力が弱くなり、また、１５
重量部よりも多くなると、トナーの定着性が悪化する。

【００１２】トナーには、必要に応じて、サリチル酸金
属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシン、第４級アンモニ
ウム塩等の電荷制御剤や、低分子量ポリプロピレン、低
分子量ポリエチレン、ワックス等のオフセット防止剤等
の公知の他の成分を添加することができる。本発明にお
いて、トナー粒子の平均粒子径は１０μｍ以下であるこ
とが好ましい。平均粒子径が１０μｍよりも大きくなる
と、潜像の忠実再現性が悪化し、高画質の画像が得られ
なくなる。

【００１３】本発明の電子写真用カラートナーにおい
て、光沢制御剤として、上記トナー粒子に外添される微
粒子は、屈折率が１．５５ないし２．７０、好ましくは
１．６０ないし２．７０の範囲にあり、かつ平均粒子径
が０．２２ないし１μｍ、好ましくは０．２５ないし
０．８μｍの範囲にある。屈折率が１．５５よりも低い
ものを使用した場合には、結着樹脂と微粒子の界面を通
過する光が十分に屈折されず、光の散乱が生じにくいた
め、光沢むらが発生しやすく、効果を発揮することがで
きなくなる。また、２．７０よりも大きくなると、光の
散乱強度が強くなり、白味がかった画像になってしま
う。また、平均粒子径が１μｍよりも大きな微粒子を使
用した場合には、トナーの粒径に対する微粒子の粒径の
比が大きくなり過ぎ、トナーに対する微粒子の付着力が
弱くなり、効果を十分に発揮できなくなる上、トナー本
来の色相を変化させたり、画質を荒らしたりするという
障害を引き起こす。また、平均粒子径が０．２２μｍよ
りも小さい場合には、光散乱が生じにくくなり、画像の
光沢が低下せず、光沢むらが生じる。

【００１４】上記の屈折率および平均粒子径を有する微
粒子を構成する物質としては、ＴｉＯ₂（アナターゼ
型）、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＣＯ₃、ＭｇＯ、ＣｕＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＺｎＣｒＯ₄、ＺｎＳ、ＢａＳＯ₄、ＰｂＴｉ
Ｏ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃、ＳｒＣｒＯ₄等の無機化合物があげ
られ、これらを単独または２種以上混合して用いること
ができる。光沢制御剤として用いられるこれら微粒子の
添加量は、その物質の比重、粒径等に依存し、一概には
規定し得ないが、トナー１００重量部に対して約０．０
１〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部の範囲
に設定される。

【００１５】本発明におけるトナー粒子には、上記の光
沢制御剤に加えて、帯電制御や流動性の向上を目的とし
て、他の微粉末を同時に使用してもよい。たとえば、流
動化剤としては、平均粒子径が０．０１ないし０．１μ
ｍの範囲の微粉末を使用することができる。具体的に
は、ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｃｕ
Ｏ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｂａ
Ｏ、ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・（ＴｉＯ₂）_ｎ、Ａｌ
₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂、ＣａＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、ＢａＳ
Ｏ₄、ＭｏＳ₂、炭化ケイ素、窒化ほう素、カーボンブ
ラック、グラファイト、フッ化黒鉛等をあげることがで
きる。また、クリーニング助剤や研磨剤としては、平均
粒径が０．１〜１０μｍの微粉末を使用することができ
る。具体的には、ＭｏＳ₂、窒化ほう素、ＣｅＯ₂等の
無機微粉末、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメ
チルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン等のポリマ
ー微粉末等をあげることができ、これらは単独または２
種以上混合して用いることができる。

【００１６】本発明の電子写真用カラートナーは、キャ
リアとトナーとを有するいわゆる２成分現像剤として用
いられる。キャリアとしては、平均粒子径が５００μｍ
までの粒子が使用され、具体的には、鉄、ニッケル、コ
バルト、酸化鉄、フェライト、ガラスビーズ等があげら
れ、これらはシリコン樹脂等の被覆剤で被覆されていて
もよい。トナーの電荷量は高過ぎると、トナーのキャリ
アに対する付着力が大きくなり過ぎて、トナーが現像さ
れなくなる。また、電荷量が低くなり過ぎると、トナー
のキャリアに対する付着力が小さくなり過ぎて、遊離ト
ナーによるトナークラウドが発生し、複写物におけるカ
ブリが問題になる。このような理由から、トナーを現像
させるという観点から現像剤中のトナーの電荷量は、絶
対値で５〜５０μＣ／ｇ、好ましくは１０〜４０μＣ／
ｇの範囲にあるように設定すればよい。

【００１７】次に、本発明の画像形成方法について説明
する。潜像担持体上に潜像を形成する工程に用いる潜像
担持体としては、最表面が有機材料からなる電子写真感
光体および誘電体が使用される。電子写真感光体として
は、表面層が結着樹脂に光導電材料を分散した有機感光
層よりなるもの、合成樹脂より形成された保護層よりな
るもの等、公知のものが使用される。具体的には、ポリ
カーボネート樹脂中に電荷輸送剤を分散させた電荷輸送
層等が使用される。また、最表面層が有機材料からなる
誘電体としては、基体上にポリエステルやポリカーボネ
ート等の合成樹脂よりなる誘電体層を設けたものが使用
される。潜像の形成は常法によって行うことができ、例
えば、電子写真感光体の場合には、コロナ帯電器やバイ
アスロールによる接触によって一様帯電し、次いで像露
光することにより行うことができる。形成された潜像を
現像剤を用いて現像する工程は、上記した電子写真用カ
ラートナーを使用して行われる。以上の工程は、カラー
の数だけ反復して実施され、潜像担持体上に、カラート
ナー像が形成される。形成されたカラートナー像は、転
写工程において、コロトロンやバイアス印加転写ローラ
ーにより転写紙等の転写体上に一括して転写され、次い
で定着工程において加熱定着して画像が形成される。一
方、潜像担持体上に残留するトナーは、クリーニング部
材によってクリーニングし、次の複写操作に供される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により具
体的に説明する。（トナー１の調製）線状ポリエステル樹脂１００重量部（テレフタル酸−ビスフェノールＡの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；ガラス転移点：６２℃ 、数平均分子量：４０００、重量平均分子量：９５００、酸価：８、水酸基価：２５）マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１）３重量部上記の混合物をエクストルーダーにより混合し、ジェッ
トミルで粉砕した後、風力式分級機で分級して、平均粒
子径７μｍのマゼンタトナー粒子を得た。得られたトナ
ー粒子に、光沢制御剤として、酸化チタン微粒子（アナ
ターゼ型、平均粒子径：０．２５μｍ、屈折率：２．５
０）をトナー１００重量部に対して５重量部添加し、さ
らに外添剤として、疎水性シリカ微粒子（ＯＸ５０、日
本アエロジル社製、一次粒子径：４０ｎｍ）をトナー１
００重量部に対して０．４重量部添加し、得られた混合
物をヘンシェルミキサーで混合してトナー１を得た。

【００１９】（トナー２の調製）トナー１において、光
沢制御剤として酸化チタン微粒子の代わりに酸化亜鉛微
粒子（平均粒子径：０．５μｍ、屈折率：２．００）を
トナー１００重量部に対して３重量部添加した以外は、
トナー１の場合と同様にしてトナー２を得た。（トナー３の調製）トナー１において、疎水性シリカ微
粒子を添加しなかった以外は、トナー１と同様にしてト
ナー３を得た。

【００２０】（トナー４の調製）スチレン−ブチルアクリレート樹脂（共重合比８５：１５平均分子量：３００，０００）１００重量部マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１）３重量部上記の混合物をエクストルーダーにより混合し、ジェッ
トミルで粉砕した後、風力式分級機で分級して、平均粒
子径７μｍのマゼンタトナー粒子を得た。得られたトナ
ー粒子に、外添剤として、疎水性シリカ微粒子（ＯＸ５
０、日本アエロジル社製、一次粒子径：４０ｎｍ）をト
ナー１００重量部に対して０．４重量部添加し、得られ
た混合物をヘンシェルミキサーで混合してトナー４を得
た。

【００２１】（トナー５の調製）トナー１において、光
沢制御剤および外添剤を添加しなかった以外は、トナー
１と同様にしてトナー５を得た。（トナー６の調製）トナー１において、光沢制御剤を添
加しなかった以外は、トナー１と同様にしてトナー６を
得た。（トナー７の調製）トナー１において、光沢制御剤とし
て、酸化チタン微粒子（ルチル型、平均粒子径：０．２
μｍ、屈折率：２．７６）を用い、外添剤は添加しなか
った以外は、トナー１と同様にしてトナー７を得た。

【００２２】（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（キャリア１という。）を使用した。このキ
ャリア１００重量部と上記のようにして調製したトナー
１〜７のそれぞれを８重量部混合し、下記表１に示す７
種類の現像剤を調製した。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記７種類の現像剤を用いて、市販の電子
写真複写機（Ａ−ＣｏｌｏｒＲ６３０、富士ゼロックス
社製）により複写テストを実施した。（トナーの評価）１．定着温度の評価定着温度を１００℃から２３０℃までの範囲で５℃おき
に変化させて複写物を採取し、画像の乱れの生じなくな
る温度を定着温度と判定した。２．光沢度の評価２５ｍｍ×２５ｍｍのソリッド画像を複写し、トナーの
定着されている部分の光沢度を、デジタル精密光沢計
（（株）村上色彩研究所製）により測定した。３．画質評価１０万枚複写を行って、複写物の画質を観察し評価を行
った。評価基準は次の通りである。○：画質良好、△：
背景部に多少の汚れ発生、△△：画像全体が白味を帯び
ている、×：背景部の汚れが悪化。４．粉砕性の評価通常の粉砕工程において製造したトナーの粒子径が目的
の値になっているか否かで、粉砕性を判断した。評価基
準は次の通りである。○：８．５μｍ以下の粒子を高収
率で得ることができる。×：８．５μｍ以下の粒子が得
られにくい。

【００２５】上記の評価結果を表２に示す。

【表２】

【００２６】

【発明の効果】本発明の電子写真用カラートナーは、上
記のように光沢制御剤として、平均粒子径が０．２２な
いし１μｍであり、屈折率が１．５５ないし２．７０で
ある微粉末を添加したから、カラー画像の光沢度を抑制
し、現像量に差のでる部分をもつ原稿を使用しても、光
沢むらのない画像が形成され、かつ、環境安定性、保存
性、流動性に優れ、多数枚の複写にも安定した画質の画
像を得ることができる。したがって、本発明の画像形成
方法により、光沢むらのない画像を多数枚安定して得る
ことが可能になる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂および着色剤を含有するトナー
粒子と、光沢制御剤として、平均粒子径が０．２２ない
し１μｍであり、屈折率が１．５５ないし２．７０であ
る微粒子とを含有することを特徴とする電子写真用カラ
ートナー。
【請求項２】潜像担持体上に潜像を形成する工程、該
潜像を現像剤を用いて現像する工程、現像されたトナー
像を転写体上に転写する工程、転写体上のトナー像を加
熱定着する工程を有する画像形成方法において、該現像
剤として、請求項１に記載の電子写真用カラートナーを
使用することを特徴とする画像形成方法。