JPH0519533A - 電子写真用トナー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数色のトナーを必要とする電子写真用現像剤
において、黒色をも含めた各色のトナー間で、帯電性、
流動性、経時安定性、環境安定性等のトナー特性を均一
に設計することができる電子写真用トナーを提供する。
また、発色性、着色性、ＯＨＰ適性（透明性）等が改善
され、数色あるカラートナーの間で、着色剤以外の内添
剤、外添剤等の種類、組成をほぼ同一に設計することが
できる未外添トナーを提供する。 【構成】 少なくとも、第１の樹脂成分で被覆された、
または第１の樹脂成分中に分散された顔料と、第２の樹
脂成分からなる結着樹脂とから構成され、そして第１の
樹脂成分、第２の樹脂成分及び顔料が、下記式（Ｉ）を
満足する塩基性の値をそれぞれ有することを特徴とす
る。 Ｂ＞Ａ≧Ｃ （Ｉ） （式中、Ａは、第２の樹脂成分の塩基性の値、Ｂは第１
の樹脂成分の塩基性の値、Ｃは顔料の塩基性の値を意味
する。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用トナー及び
その製造方法に関し、詳しくは、着色剤を不活性化し
て、着色剤の種類に関係なく帯電性等のトナー特性を一
定にした電子写真用トナー及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真用現像剤において、単色カラー
複写機用トナーとしては、黒色の他に、赤色、青色、緑
色、茶色等の単色カラートナーが用いられるが、これら
のカラートナーは、黒色トナーの黒色着色剤（主に、カ
ーボンブラック）に代わって、各々の色調を発現させる
ための顔料や染料が用いられている。これらの顔料や染
料を用いてカラートナーを作製する場合、これらの顔料
や染料を結着樹脂と混練し、粉砕するが、その場合、各
着色剤によって帯電性や粉体流動性等が異なるため、各
カラートナーの特性を均一にするためには、内添する電
荷制御剤や外添剤の種類、量等を調整することが行われ
ている。また、フルカラー複写機用のトナーについて
も、黒色の他に、マゼンタ色、イエロー色及びシアン色
のカラートナーが使用されるが、この場合にも、上記と
同様に内添する電荷制御剤や外添剤の種類や量を調整し
て、各カラートナーの特性を均一にすることが行われて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に内添剤あるいは外添剤の種類及び量を調整して、各カ
ラートナーの特性が同一になるようにすることは、実際
上極めて繁雑で困難であり、そのため、単色カラー用の
トナーの場合もフルカラー用のトナーの場合も、各色の
カラートナーの間で、コピー画像の画質にばらつきや、
劣化挙動の異なりが発生するという問題があった。本発
明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、数色のトナーを必要とする電子写真用
現像剤において、黒色をも含めた各色のトナー間で、帯
電性、流動性、経時安定性、環境安定性等のトナー特性
を均一に設計することができる電子写真用トナーを提供
することにある。本発明の他の目的は、発色性、着色
性、ＯＨＰ適性（透明性）等が改善され、数色あるカラ
ートナーの間で、着色剤以外の内添剤、外添剤等の種
類、組成をほぼ同一に設計することができる未外添トナ
ーを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真用トナ
ーは、少なくとも、第１の樹脂成分で被覆、または該第
１の樹脂成分中に分散された顔料と、第２の樹脂成分か
らなる結着樹脂とから構成され、そして、第１の樹脂成
分、第２の樹脂成分及び顔料が、下記式（Ｉ）または
（II）を満足する塩基性の値をそれぞれ有することを特
徴とする。 Ｂ＞Ａ≧Ｃ （Ｉ） Ｃ≧Ａ＞Ｂ （II） （式中、Ａは、第２の樹脂成分の塩基性の値、Ｂは第１
の樹脂成分の塩基性の値、Ｃは顔料の塩基性の値を意味
する。）本発明の上記電子写真トナーは、例えば、顔料
を第１の樹脂成分に分散した後、第２の樹脂成分と溶融
混練し、粉砕し、分級を行うことにより製造することが
できる。

【０００５】本発明において、塩基性の値とは、次のよ
うに測定した値を意味する。即ち、第１または第２の樹
脂成分または顔料を、非水溶媒中に溶解または分散させ
て、電位差滴定により、非水溶媒中の酸量及び塩基量を
下記のようにして測定し、塩基量と酸量の差（｜塩基量
｜−｜酸量｜）を塩基性の値とする。 ｉ）酸量の測定：０．０１Ｎ水酸化テトラブチルアンモ
ニウム／メチルイソブチルケトン溶液中に、第１または
第２の樹脂成分または顔料を溶解または分散させ、その
溶液または上澄液を、０．０１Ｎ過塩素酸溶液で逆滴定
し、樹脂成分１ｋｇ当りの消費された過塩素酸のモル数
を酸量とする。 ii）塩基量の測定：０．０１Ｎ過塩素酸／メチルイソブ
チルケトン溶液中に、第１または第２の樹脂または顔料
を溶解または分散させ、その溶液または上澄液を、０．
０１Ｎ水酸化テトラブチルアンモニウム／メチルイソブ
チルケトン溶液逆滴定し、樹脂成分１ｋｇ当りの消費さ
れた水酸化テトラブチルアンモニウムのモル数を塩基量
とする。

【０００６】次に、本発明の電子写真用トナーを図面を
参照して説明する。図１は本発明の電子写真用トナーの
断面図、図２は従来のトナーの断面図であって、従来の
トナーの場合には、顔料１が結着樹脂４中に分散された
状態になっているが、本発明の場合には、顔料１が第１
の樹脂成分２中に分散または被覆され、それが第２の樹
脂成分３の中に分散した状態で存在している。

【０００７】本発明において、第１及び第２の樹脂とし
ては、トナーの結着樹脂として使用される公知のものが
使用できる。例えば、スチレン、クロロスチレン、ビニ
ルトルエン等のスチレン類、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、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、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、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、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等の単独重合体あるいは
共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂
としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレンブ
タジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が
あげられる。更に、ポリエステル、ポリウレタン、エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、アイオノマー
樹脂、変性ロジン、パラフィン、ワックス類等をあげる
ことができる。また、顔料としては、カーボンブラッ
ク、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、４８：２、４
８：３、５３：１、５７：１、１１２、１２２及び１２
３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、２、３、１２、１
４、１７及び９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３
等を例示することができる。顔料は、１種のものを単独
で、または２種以上のものを混合して用いることができ
る。また、カーボンブラックの代わりに、マグネタイト
やフェライト等の磁性粉を用いることができる。

【０００８】次に、本発明の電子写真用トナーの製造方
法について説明する。図３は、その工程図であって、先
ず、第１の工程として、顔料のウエットケーキを第１の
樹脂成分と混練してフラッシング処理を行う。それによ
って顔料粒子は、第１の樹脂成分中に一次分散された状
態になる。次に、第２工程として、この処理顔料を第２
の樹脂成分と混練する。更に、第３工程として、混練物
を粉砕、分級して、所望の粒径のトナーを調製する。

【０００９】本発明において、第１工程の顔料のフラッ
シング処理において使用する第１の樹脂成分は、上記し
た樹脂類から、その塩基性の値が上記式（Ｉ）または
（II）の関係を満足するように選択する必要がある。顔
料のフラッシング処理を行う場合、先ず、顔料化工程に
おいて、最終の乾燥、粉砕工程の前の、水洗後の水分散
液を濃縮してウエットケーキを作製する段階で、顔料化
処理を中止し、顔料をウエットケーキとして取り出す。
この段階の顔料は、その殆どが一次粒子として存在して
おり、凝集物にはなっていない。次に、このウエットケ
ーキを、上記第１の樹脂成分と共に混練して、分散処理
を行う。この分散処理は、加熱式二本ロール、加熱式三
本ロール、ニーダー、加圧ニーダー、バンバリーミキサ
ー、エクストルーダー、コンティアスミキサー等を使用
して行うことができる。また、この分散処理の際、第１
の樹脂成分を溶解する溶剤を使用してもよく、その場合
には、分散処理後、溶剤を除去すればよい。このように
して得られた処理顔料は、顔料粒子が第１の樹脂中にほ
ぼ一次粒子として分散している。次に、この処理顔料は
適当な粒径、例えば１〜５０μｍになるように粉砕され
る。

【００１０】次いで、第２工程として、上記のようにし
て得られた処理顔料を、第２の樹脂成分と溶融・混練す
る。その際、所望の帯電性を持たせるための四級アンモ
ニウムやサリチル酸金属錯体の帯電制御剤や、ホットオ
フセット向上剤、例えば低分子量ポリプロピレンや低分
子量ポリエチレン、ワックス等を添加してもよい。溶融
・混練は、例えば、バンバリーミキサー、エクストリュ
ーダ、コンティアスミキサーなどの溶融混練タイプの混
練機を用いて行うことができる。本発明の場合、第１の
樹脂成分、第２の樹脂成分及び顔料が、それらの塩基性
の値に差異を有して、上記式（Ｉ）または（II）の関係
を有しているから、溶融混練の際に、第１の樹脂成分中
に一次分散されている顔料が、第２の樹脂成分中に溶出
したり、あるいは再凝集することがなく、顔料が第１の
樹脂成分中に分散、または被覆されたままの状態で、第
２の樹脂成分の中に分散され電子写真用トナーが得られ
る。

【００１１】更に、第３工程として、溶融混練の後、混
練物は粉砕、分級されて、所望の、例えば、体積平均粒
径５〜２０μｍの範囲のトナーを得ることができる。本
発明の電子写真用トナーにおいて、第１の樹脂成分と第
２の樹脂成分は、その塩基性の値が上記式（Ｉ）または
（II）の関係を満足するように選択されるが、更にま
た、それらの重量平均分子量が、次の関係式を満たすこ
とが望ましい。

【００１２】（第１の樹脂成分の重量平均分子量）＞
（第２の樹脂成分の重量平均分子量） 第１及び第２の樹脂成分が上記のような関係を有してい
ると、混練物を粉砕してトナーを得る場合、第２の樹脂
成分中で割れるか、あるいは第１の樹脂成分と第２の樹
脂成分の界面で割れる確率が高くなり、顔料粒子が直接
トナー粒子の表面に露出する確率が低くなる。

【００１３】上記のようにして作製される本発明のトナ
ーは、その表面が殆ど第１の樹脂成分及び第２の樹脂成
分で覆われているため、顔料の種類によってトナーの帯
電性が左右されることがなくなる。従って、種々のカラ
ートナーについて、同様な種類または量の外添剤を使用
することが可能である。本発明のトナーに、所望の帯電
性、流動性、クリーニング性、転写性を付与するために
使用される外添剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛
等の脂肪族ワックス、酸化ケイ素、酸化錫、酸化アルミ
ニウム、酸化チタン等の金属酸化物、またはその疎水化
処理物もしくはカップリング剤処理物、ポリメチルメタ
クリレート、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂粉末があげ
られる。

【００１４】本発明の電子写真用トナーは、一成分トナ
ーとして用いてもよいが、また、キャリア粒子と組み合
わせて二成分トナーとして用いることもできる。二成分
トナーとして用いる場合のキャリア粒子としては、平均
粒径が５００μｍまでの粒子、例えば鉄、ニッケル、コ
バルト、酸化鉄、フェライト、ガラスビーズ、球状シリ
コーン等、公知のものが使用できる。また、これらのキ
ャリア粒子は、その表面をフッ素系樹脂、アクリル系樹
脂、シリコン樹脂等によって被覆させたものであっても
よい。

【００１５】

【実施例】

実施例１ フタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１
５：３）（酸量：０．００１ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量：
０．３ｍｏｌ／ｋｇ、塩基性の値：０．２９９）の顔料
工程において得られたウエットケーキを、乾燥させるこ
となく加圧ニーダーに入れ、それにポリエステル樹脂
（分子量Ｍｎ＝４，０００，Ｍｗ＝１５０，０００、酸
量：０．１４ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量：０ｍｏｌ／ｋｇ、
塩基性の値：−０．１４）を加えて、約１３０℃で混合
してフラッシング処理を行ない、フタロシアニン顔料が
１次分散（０．０３〜０．１μｍ）した処理顔料を得
た。この処理顔料のフタロシアニン顔料とポリエステル
樹脂の重量比は、３０：７０であった。次に、下記のよ
うにしてトナーを作製した。 スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体 ８２重量部 （分子量Ｍｎ＝４，０００，Ｍｗ＝１８，０００、 酸量：０．０１ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量： ０．０１ｍｏｌ／ｋｇ、塩基性の値：０） 上記処理顔料 １７重量部 帯電制御剤（テトラフェニルほう素カリウム） １重量部 上記成分を、コンティアス・ミキサーにより水を添加し
ながら、１１５℃の混練温度で混練した後、粉砕機及び
分級機を用いて粉砕、分級し、体積平均粒径１２μｍの
シアントナーを得た。

【００１６】実施例２ 実施例１におけるフタロシアニン顔料の代わりに、カー
ミン６Ｂ（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１）（酸
量：０．０１ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量：０．２１ｍｏｌ／
ｋｇ、塩基性の値：０．２０）を用いた以外は、実施例
１と全く同様にして平均粒径１２μｍのマゼンタトナー
を得た。

【００１７】実施例３ ジスアゾイエロー（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２）
（酸量：０．２ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量：０．０１ｍｏｌ
／ｋｇ、塩基性の値：−０．１９）の顔料工程において
得られたウエットケーキを、乾燥させることなく加圧ニ
ーダーに入れ、それにスチレン−ｎ−ブチルメタクリレ
ート共重合体（分子量Ｍｎ＝４，５００，Ｍｗ＝１８
０，０００、酸量：０．１４ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量：０
ｍｏｌ／ｋｇ、塩基性の値：０）を加えて、実施例１と
同様にして処理顔料を得た。次に、下記のようにしてト
ナーを作製した。 ポリエステル樹脂 ８２重量部 （分子量Ｍｎ＝１，８００，Ｍｗ＝６，０００、 酸量：０．１４ｍｏｌ／ｋｇ，塩基量： ０．０１ｍｏｌ／ｋｇ、塩基性の値：−０．１３） 上記処理顔料 １７重量部 帯電制御剤（テトラフェニルほう素カリウム） １重量部 上記成分を用い、実施例１と同様にして、体積平均粒径
１２μｍのイエロートナーを得た。

【００１８】実施例４ 実施例１におけるスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート
共重合体の代わりに、ポリエステル樹脂（分子量Ｍｎ＝
２，５００，Ｍｗ＝２８，０００、酸量：０．０７ｍｏ
ｌ／ｋｇ，塩基量：０．０９ｍｏｌ／ｋｇ、塩基性の
値：０．０２）を用いた以外は、実施例１と全く同様に
して平均粒径１２μｍのシアントナーを得た。

【００１９】比較例１〜４ 実施例１〜４における各顔料について、樹脂による処理
を行なわない未処理顔料を用い、顔料含有量が各実施例
の場合と同様になるような割合で結着樹脂と混合した以
外は、各実施例と同様にしてトナーを得た。

【００２０】（特性評価試験）上記実施例及び比較例の
トナーに、疎水性シリカ（Ｒ９７２、日本アエロジル
（株）製）を、トナー１００重量部に対して０．５重量
部の割合で添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して
外添処理したトナーを得た。一方、キャリアとしてメチ
ルメタクリレート−スチレン共重合体で被覆した平均粒
径１００μｍのフェライトを用いた。上記の外添処理ト
ナーとキャリアとを５：１００の比率（重量）で混合
し、複写機（ＦＸ５０３０を用いて５０，０００枚の繰
り返しコピーを行なった。その結果をトナーの帯電量と
共に表１に示す。

【００２１】

【表１】 ＊） 〇：５０，０００枚まで問題は発生しない △：５０，０００枚で画質劣化が生じる。 ×：５０，０００枚のコピーは不可能。

【００２２】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、上記の構
成を有するから、単色カラートナーの場合でも、また、
フルカラー用のマゼンタ、シアン、イエロー及び黒色ト
ナーの場合でも、各色間で、顔料の強い帯電挙動が著し
く制御され、ほぼ同様の帯電挙動を示すトナーが得られ
る。従って、従来のトナーのように、各色ごとに外添剤
の種類と量を変えて帯電調整をする必要がない。更にま
た、外添設計が、各色間で同一になるので、トナーの粉
体特性も同一になり、従って、本発明の電子写真用トナ
ーに外添剤を添加した場合、顔料の種類に関係なく、殆
ど同一のトナー特性を有するものとなり、全ての色にお
いて安定した画質の画像が得られる。更にまた、本発明
の電子写真用トナーは、そのトナー表面に顔料が殆ど露
出していないため、キャリア表面を汚染することが少な
くなり、現像剤の寿命を著しく延長させることができ
る。また、本発明の電子写真用トナーは、上記のように
同一のトナー特性を有するため、マゼンタ、イエロー、
シアンの各トナーを適当な比率で混合して、赤、緑、茶
色その他のあらゆる色調のトナーを作製することが可能
であり、そしてこの混合トナーで現像、転写、定着を繰
り返しても、選択現像などは起こらず、安定した色調で
コピー画像を形成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電子写真用トナーの断面図

【図２】 従来のトナーの断面図

【図３】 本発明の電子写真用トナーの製造方法を説明
する説明図

【符号の説明】

１…顔料、２…第１の樹脂成分、３…第２の樹脂成分、
４…結着樹脂。

フロントページの続き (72)発明者 高野 洋 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松事業所内 (72)発明者 江川 隆史 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ツクス株式会社竹松事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、第１の樹脂成分で被覆、ま
   たは該第１の樹脂成分中に分散された顔料と、第２の樹
   脂成分からなる結着樹脂とから構成されてなる電子写真
   用トナーにおいて、第１の樹脂成分、第２の樹脂成分及
   び顔料が、下記式（Ｉ）を満足する塩基性の値をそれぞ
   れ有することを特徴とする電子写真用トナー。 Ｂ＞Ａ≧Ｃ （Ｉ） （式中、Ａは、第２の樹脂成分の塩基性の値、Ｂは第１
   の樹脂成分の塩基性の値、Ｃは顔料の塩基性の値を意味
   する。）
2. 【請求項２】 少なくとも、第１の樹脂成分で被覆、ま
   たは該第１の樹脂成分中に分散された顔料と、第２の樹
   脂成分からなる結着樹脂とから構成されてなる電子写真
   用トナーにおいて、第１の樹脂成分、第２の樹脂成分及
   び顔料が、下記式（II）を満足する塩基性の値をそれぞ
   れ有することを特徴とする電子写真用トナー。 Ｃ≧Ａ＞Ｂ （II） （式中、Ａは、第２の樹脂成分の塩基性の値、Ｂは第１
   の樹脂成分の塩基性の値、Ｃは顔料の塩基性の値を意味
   する。）
3. 【請求項３】 顔料を第１の樹脂成分に分散した後、第
   ２の樹脂成分と溶融混練し、粉砕し、分級を行うことを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子写真用
   トナーの製造方法。