JP2002031913A - トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写材として再生紙を使用しても、様々な環
境下での、長時間耐久印字において、カブリ、カスレ及
びフィルミング等が起こり難く、印字濃度が高い画像を
得ることができるトナーを提供すること。 【解決手段】外添剤として、個数平均粒子径０．１μ
ｍ、疎水化度５３％のアタパルジャイトと、個数平均粒
径１２ｎｍ、疎水化度６４％のシリカと、及び個数平均
粒径０．３９μｍ、球形度１．１６の有機微粒子とを、
球形度が１．０〜１．３である着色粒子に添加してトナ
ーを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法等によって形成される静電潜像を現像するための
トナーに関する。特に転写材として再生紙を用いた場合
でもカブリ、カスレ及びフィルミングのないトナーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真装置や静電記録装置
等の画像形成装置において形成される静電潜像は、先
ず、トナーにより現像され、次いで、形成されたトナー
像は、必要に応じて紙等の転写材上に転写された後、加
熱、加圧、溶剤蒸気など種々の方式により定着される。
トナーとしては、一般に、結着樹脂成分となる熱可塑性
樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶融混合し
て均一に分散させて組成物とした後、該組成物を粉砕、
分級することにより着色粒子を得る粉砕トナーや、結着
樹脂原料である重合性単量体中に着色剤、帯電制御剤、
離型剤等を溶解あるいは分散させ、重合開始剤を添加
後、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に懸濁させ、
所定温度まで加温して重合を開始し、重合終了後に濾
過、洗浄、脱水、乾燥することにより着色粒子を得る懸
濁重合トナーや、乳化重合により得た極性基を含有する
結着樹脂の粒子と、着色剤並びに帯電制御剤を含有して
なる粒子とを、結着樹脂のガラス転移温度より高い温度
で攪拌して会合させた粒子を、濾過、乾燥することによ
り着色粒子を得る乳化重合トナー、親水性基含有樹脂を
結着樹脂とし、それに着色剤等を添加して有機溶媒に溶
解させた後、該樹脂を中和して転相、その後乾燥するこ
とにより着色粒子を得る転相乳化法トナー等が使用され
ている。

【０００３】近年、より高画質であること、高温高湿や
低温低湿などの劣悪な環境下でも安定した画質を与える
ことなど画質の向上に関する要望は益々高くなり、トナ
ーに対する品質の向上が要求されている。こうした要求
に対して、結着樹脂の設計や、帯電制御剤や離型剤など
の機能性成分を含有させることの提案の他に、得られた
着色粒子に、有機又は無機の微粒子のような外添剤を添
加して、トナーの画質向上を図る提案もある。例えば、
特開平６−１９４８６４号公報は、外添剤として、シリ
カ微粒子と有機微粒子とを併用することで、重合トナー
に十分な流動性と帯電性を確保し、良好な画質を得るこ
とができることを開示している。特開平４−１８６２５
１号公報は、外添剤として、酸化チタンやアルミナなど
の流動性向上剤と、有機微粒子と、重量平均粒径０．２
〜２．５μｍの含ケイ素化合物とを用いることを提案し
ている。この３成分の外添剤を、ポリエステル系粉砕ト
ナーに添加して得られる二成分系現像剤は、有機感光体
（ＯＰＣ）を用いた電子写真方式でカラー画像を得る場
合、感光体を痛めることなく鮮明な画像の連続印刷を可
能にすることが示されている。また、特開平１１−３２
７１９４号公報では、非磁性の粉砕トナーに外添剤とし
て、粒径２０〜５０ｎｍのシリカや酸化チタンなどから
選ばれる球形無機酸化物粒子と、粒径５０〜３００ｎｍ
のシリカや酸化チタンなどから選ばれる球形無機酸化物
粒子とを併用すると、温度や湿度の変化があっても良好
な画質を形成できると報告されている。

【０００４】ところで最近、環境保護の観点から、オフ
ィスを中心に再生紙の利用が広まっている。またオフィ
スでは、連続印刷の機会が多く、また印刷速度の速い機
械が使用される傾向にある。高速機で再生紙に連続印刷
しても良好な画質は必要とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、従来の
トナーを再生紙に適用したところ、耐久時の印字におい
て、カブリが発生し易いことが分かった。本発明の目的
は、転写材として再生紙を使用しても、様々な環境にお
いて、長時間耐久印刷してもカブリ、カスレ及びフィル
ミング等がなく、印字濃度が高い画像を得ることができ
るトナーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成すべく鋭意研究を行った結果、特定の無機微粒子
を含有する外添剤を用いることで、上記目的が達成され
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。かくして、本発明によれば、着色粒子と、珪
酸マグネシウム質鉱物類の微粒子を含有するトナーが提
供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明のトナーは着色粒子と外添剤とを含有する。本発
明に使用される外添剤は、少なくとも珪酸マグネシウム
質鉱物類の微粒子を含有する。

【０００８】珪酸マグネシウム質鉱物類は、パリゴルス
カイト（セイオライト−パラモンモンリロナイト系に属
する鉱物全体の総称名）、アタパルジャイト、セピオラ
イト等が挙げられる。これらの中でも、アタパルジャイ
トが好ましい。

【０００９】これらの珪酸マグネシウム質鉱物類の微粒
子は、メタノール法で測定される疎水化度が２０〜８０
％であるものが好ましい。こうした疎水化度をもつ珪酸
マグネシウム質鉱物類の微粒子は、一般に市販されてい
るが、その他シランカップリング剤やシリコーンオイル
などで疎水化処理するなどしても得ることができる。疏
水化処理の方法としては、この微粒子を高速で攪拌しな
がら、処理剤であるシリコーンオイル等を滴下又は噴霧
する方法、処理剤を溶解して攪拌している有機溶媒中に
微粒子を添加する方法等が挙げられる。前者の場合、処
理剤は有機溶媒等で希釈しても構わない。

【００１０】珪酸マグネシウム質鉱物類の微粒子の個数
平均粒径は特に限定されないが、通常０．０２〜０．５
μｍ、好ましくは０．０５〜０．３μｍである。個数平
均粒径が小さいと感光体がフィルミングを起し易く、逆
に大きいと流動性が低下してカスレ易くなることがあ
る。

【００１１】珪酸マグネシウム質鉱物類の微粒子の添加
量は特に限定されないが、着色粒子１００重量部に対し
て、通常０．０５〜１重量部、好ましくは０．１〜０．
５重量部である。この量が少ないとフィルミングを良く
できないことがあり、逆に多くなると流動性が低下しカ
スレが発生することがある。

【００１２】本発明のトナーには、珪酸マグネシウム質
鉱物類の微粒子以外の微粒子を外添剤として含有するこ
とが望ましい。その場合、無機微粒子を使用するとトナ
ーの流動性が向上してカスレが少なくなり、有機微粒子
を使用するとフィルミングを抑制できる。

【００１３】無機微粒子としては、例えば、シリカ、酸
化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫、チタ
ン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどが挙げられ
るが、これらの中でもシリカが印刷時のカブリが少ない
ので好ましい。これらの無機微粒子は、メタノール法で
測定される疎水化度が３０〜９０％であるものが好まし
い。無機微粒子の個数平均粒径は特に限定されないが、
通常５〜４０ｎｍ、好ましくは１０〜３０ｎｍである。
個数平均粒径が小さいと低温低湿時にチャージアップし
て印字濃度が低下する、逆に大きいと流動性が低下して
カスレ易くなる恐れがある。無機微粒子の添加量は特に
限定されないが、着色粒子１００重量部に対して、通常
０．１〜２重量部、好ましくは０．３〜１．５重量部で
ある。この量が少ないと流動性が低下してカスレ易く、
逆に多くなると流動性が良くなり過ぎてカブリ易くなる
恐れがある。

【００１４】有機微粒子は特に限定されないが、粒子同
士のブロッキングを抑制するという点から、微粒子を構
成する化合物のガラス転移温度又は融点が、通常８０〜
２５０℃、好ましくは９０〜２００℃である。有機微粒
子を構成する化合物として、メタクリル酸メチル重合
体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が挙げら
れる。有機微粒子の個数平均粒径は特に限定されない
が、通常０．１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．８μ
ｍである。また、その球形度も特に限定されないが、通
常１．０〜１．３、好ましくは１．０〜１．２である。
個数平均粒径が小さいとフィルミングの発生が防止でき
ないことがあり、逆に大きいと流動性が低下することが
ある。また、球形度が大きいと転写性が低下することが
ある。本発明でいう球形度（Ｓｃ／Ｓｒ）とは、粒子の
絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質
投影面積（Ｓｒ）で割った値である。有機微粒子の添加
量は特に限定されないが、着色粒子１００重量部に対し
て、通常０．０５〜１重量部、好ましくは０．１〜０．
５重量部である。この量が少ないとフィルミングが起こ
り易く、逆に多くなると流動性が悪くなりカスレ易くな
る恐れがある。

【００１５】本発明に使用することのできる着色粒子
は、通常、結着樹脂、着色剤及びその他の添加剤を含有
してなる。この着色粒子には、（１）結着樹脂成分とな
る熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を
溶融混合して均一に分散させて組成物とした後、該組成
物を粉砕、分級することにより得られる着色粒子、
（２）結着樹脂原料である重合性単量体中に着色剤、帯
電制御剤、離型剤等を溶解あるいは懸濁させ、重合開始
剤を添加後、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分
散させ、所定温度まで加温して懸濁重合を開始し、重合
終了後に濾過、洗浄、脱水及び乾燥することにより得ら
れる着色粒子、（３）乳化重合により得た極性基を含有
する結着樹脂の一次粒子を、着色剤並びに帯電制御剤を
添加することで凝集させ二次粒子とし、更に結着樹脂の
ガラス転移温度より高い温度で攪拌して会合させた粒子
を、濾過、乾燥することにより得られる着色粒子（特開
昭６３−１８６２５３）、（４）親水性基含有樹脂を結
着樹脂とし、それに着色剤等を添加して有機溶媒に溶解
させた後、該樹脂を中和して転相、その後乾燥すること
により着色粒子を得る転相乳化法トナー等が挙げられ、
そのいずれも使用することができるが、再生紙において
良好な画質を与えるトナーを得る観点から（２）の懸濁
重合法により得られた実質的に球状の着色粒子が好まし
い。

【００１６】着色粒子は、その球形度（Ｓｃ／Ｓｒ）が
１．０〜１．３であるものを使用することが好ましく、
１．０〜１．２であるものが更に好ましい。この球形度
が大きくなると、流動性が低下しカスレ易くなることが
ある。

【００１７】結着樹脂の具体例としては、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂等の従来からトナーに広く用いら
れている樹脂を使用することができる。

【００１８】着色粒子は特に限定されないが、体積平均
粒径（ｄｖ）が、通常３〜１２μｍ、好ましくは４〜１
０μｍである。また、体積平均粒径（ｄｖ）と個数平均
粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１．０〜１．３の範
囲のものであるのが望ましい。

【００１９】着色粒子は、粒子の内部（コア層）と外部
（シェル層）に異なる二つの重合体を組み合わせて得ら
れる構造、所謂コアシェル構造（カプセル構造ともい
う）の粒子とすることができる。コアシェル構造粒子で
は、内部（コア層）の低軟化点物質をそれより高い軟化
点を有する物質で内包化することにより、定着温度の低
温化と保存時の凝集防止とのバランスを取ることができ
るので好ましい。コアシェル構造の着色粒子は粉砕法に
より得られたものでも、懸濁重合法や乳化重合法により
得られたものであっても良い。

【００２０】コアシェル粒子の場合、コア粒子の体積平
均粒径は特に限定されないが、通常２〜１０μｍ、好ま
しくは２〜９μｍ、より好ましくは３〜８μｍである。
また、体積平均粒径（ｄｖ）／個数平均粒径（ｄｐ）も
特に限定されないが、通常１．７以下、好ましくは１．
５以下、より好ましくは１．３以下である。

【００２１】コアシェル粒子のコア層とシェル層との重
量比率は特に限定されないが、通常８０／２０〜９９．
９／０．１で使用される。シェル層の割合が上記割合よ
り小さいと保存性が悪くなり、逆に、上記割合より大き
いと低温で定着し難くなることがある。

【００２２】コアシェル粒子のシェル層の平均厚みは、
通常０．００１〜１．０μｍ、好ましくは０．００３〜
０．５μｍ、より好ましくは０．００５〜０．２μｍで
あると考えられる。厚みが大きくなると定着性が低下
し、小さくなると保存性が低下する恐れがある。なお、
コアシェル構造の着色粒子を形成するコア粒子はすべて
の表面がシェル層で覆われている必要はなく、コア粒子
の表面の一部がシェル層で覆われていればよい。コアシ
ェル粒子のコア粒子径およびシェル層の厚みは、電子顕
微鏡により観察できる場合は、その観察写真から無作為
に選択した粒子の大きさおよびシェル厚みを直接測るこ
とにより得ることができ、電子顕微鏡でコアとシェルと
を観察することが困難な場合は、コア粒子の粒径および
トナー製造時に用いたシェルを形成する単量体の量から
算定することができる。

【００２３】コアシェル粒子を製造する方法としては、
スプレイドライ法、界面反応法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合
法、相分離法などの方法を採用することができる。特に
ｉｎｓｉｔｕ重合法や相分離法が、製造効率の点から好
ましい。

【００２４】本発明のトナーは、着色粒子と外添剤を、
ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機で混合することによ
り得られる。

【００２５】

【実施例】以下に、実施例および比較例を挙げて、本発
明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施
例のみに限定されるものではない。なお、部および％
は、特に断りのない限り重量基準である。本実施例で
は、以下の方法で評価した。

【００２６】[評価方法] （体積平均粒径と粒径分布）着色粒子の体積平均粒径
（ｄｖ）及び粒径分布即ち体積平均粒径と個数平均粒径
（ｄｐ）との比（ｄｖ／ｄｐ）は、マルチサイザー（ベ
ックマン・コールター社製）により測定した。このマル
チサイザーによる測定は、アパーチャー径：１００μ
ｍ、媒体：イソトンＩＩ、濃度１０％、測定粒子個数：
１０００００個の条件で行った。 （個数平均粒径）アタパルジャイト、シリカ及び有機微
粒子の個数平均粒径は、各粒子の電子顕微鏡写真を撮影
し、その写真を画像処理解析装置ルーゼックスＩＩＤ
〔（株）ニレコ製〕により、フレーム面積に対する粒子
の面積率：最大２％、トータル処理粒子数：１００個の
条件で円相当径を算出し、その平均値を求めた。アタパ
ルジャイトの場合、微粒子形状が繊維状になっているの
で、その長径を微粒子の粒径とした。

【００２７】（球形度）粒子の絶対最大長を直径とした
円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割っ
た値の球形度（Ｓｃ／Ｓｒ）は、各粒子の電子顕微鏡写
真を撮影し、その写真を画像処理解析装置ルーゼックス
ＩＩＤ〔（株）ニレコ製〕により、フレーム面積に対す
る粒子の面積率：最大２％、トータル処理粒子数：１０
０個の条件で測定し、計算した１００個についての平均
値である。 （疎水化度）メタノール法による疎水化度は次に示す測
定方法に従って求める。疎水化処理された無機微粒子
０．２ｇを５００ｍｌのビーカーに秤取り、純水５０ｍ
ｌを加え、マグネティックスターラーで攪拌しながら、
液面下へメタノールを加えて、徐々に無機微粒子を沈降
させる。液面上に無機微粒子が認められなくなった点を
終点とし、次式により疎水化度を算出する。 疎水化度（％）＝（Ｘ／（５０＋Ｘ））×１００ Ｘ；メタノール使用量（ｍｌ）

【００２８】（カブリ）市販の非磁性一成分現像方式の
プリンター（１２枚機）に再生紙をセットして、このプ
リンターの現像装置に評価する現像剤を入れ、温度２３
℃、湿度５０％（Ｎ／Ｎ）環境、温度３５℃、湿度８０
％（Ｈ／Ｈ）環境および温度１０℃、湿度２０％（Ｌ／
Ｌ）環境の各環境下で一昼夜放置後、５％印字濃度で連
続印字を行い、印字初期（１０枚印字時）と１万枚印字
後に、印字を一時で停止させ、現像後の感光体上の非画
像部のトナーを粘着テープ（住友スリーエム社製スコッ
チメンディングテープ８１０−３−１８）に付着させ
た。それを印字用紙に貼り付け、その白色度（Ｂ）を白
色度計（日本電色製）で測定した。同様に、粘着テープ
だけを印字用紙に貼り付け、その白色度（Ａ）を測定
し、カブリ値は、カブリ（％）＝（Ａ−Ｂ）の計算式で
算出した。この値の小さい方が、カブリが少ないことを
示す。

【００２９】（カスレ）市販の非磁性一成分現像方式の
プリンター（１２枚機）に再生紙をセットして、このプ
リンターの現像装置に評価する現像剤を入れ、温度２３
℃、湿度５０％（Ｎ／Ｎ）環境下でー昼夜放置後、５％
印字濃度で連続印字を行い、５００枚毎に黒べた印字を
させて、カスレの発生する枚数をカウントした。最終印
字枚数は１万枚である。表中に数字の記載のないもの
は、１万枚連続印刷してもカスレが発生しなかったこと
を示す。 （フィルミング）市販の非磁性一成分現像方式のプリン
ター（１２枚機）に再生紙をセットして、このプリンタ
ーの現像装置に評価する現像剤を入れ、温度２３℃、湿
度５０％（Ｎ／Ｎ）環境下でー昼夜放置後、５％印字濃
度で連続印字を行い、５００枚毎にハーフトーンの印字
をさせて、白くぼけたフィルミングの発生する枚数をカ
ウントした。最終印字枚数は１万枚である。表中に数字
の記載のないものは、１万枚連続印刷してもフィルミン
グが発生しなかったことを示す。

【００３０】（実施例１）スチレン８３部、ｎ−ブチル
アクリレート１７部、カーボンブラック（商品名「＃２
５Ｂ」、三菱化学社製；一次粒径４０ｎｍ）６部、帯電
制御樹脂としてスチレン／アクリル酸２−エチルヘキシ
ル／２−アクリロイルアミノ−２−メチル−１−プロパ
ンスルホン酸共重合体（商品名「ＦＣＡ−１００１−Ｎ
Ｓ」、藤倉化成製）１部、ジビニルベンゼン０．６部、
ｔ−ドデシルメルカプタン１部、およびジペンタエリス
リトールヘキサミリステート１０部を室温下、ビーズミ
ルで分散させ、均一混合液を得た。前記混合液を攪拌し
ながら、重合開始剤ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘ
キサノエート（商品名「パーブチルＯ」、日本油脂社
製）５部を添加し、液滴が均一になるまで攪拌を継続し
た。

【００３１】他方、イオン交換水２５０部に塩化マグネ
シウム（水溶性多価金属塩）９．５部を溶解した水溶液
に、イオン交換水５０部に水酸化ナトリウム（水酸化ア
ルカリ金属）４．８部を溶解した水溶液を攪拌下で徐々
に添加して、水酸化マグネシウムコロイド（難水溶性の
金属水酸化物コロイド）分散液を調製した。上記コロイ
ドに、上記重合性単量体組成物を投入しエバラマイルダ
ーを用いて１２０００ｒｐｍの回転数で高剪断攪拌し
て、重合性単量体混合物の液滴を造粒した。この造粒し
た重合性単量体混合物の水分散液を、攪拌翼を装着した
反応器に入れ、９０℃で重合反応を開始させ、８時間重
合した後冷却し、重合体粒子の水分散液を得た。

【００３２】上記により得た重合体粒子の水分散液を攪
拌しながら、硫酸を添加しｐＨを４以下にして酸洗浄を
行い、濾過により水を分離した後、新たにイオン交換水
５００部を加えて再スラリー化し水洗浄を行った。その
後、再度、脱水と水洗浄を数回繰り返し行って、固形分
を濾過分離した後、乾燥機にて４５℃で２昼夜乾燥を行
い、着色粒子を得た。着色粒子の体積平均粒径は７．５
μｍ、粒径分布の指標である体積平均粒径（ｄｖ）／個
数平均粒径（ｄｐ）は１．２１、球形度は１．１２であ
った。

【００３３】得られた着色粒子１００部と、体積平均粒
子径０．１μｍ、疎水化度５３％のアタパルジャイト
（商品名「アタゲル５０」、エンゲルハルト社製）０．
５部と、個数平均粒径１２ｎｍ、疎水化度６４％のシリ
カ（商品名「ＲＸ−２００」、日本アエロジル社製）
２．０部と、個数平均粒径０．３９μｍ、球形度１．１
６の有機微粒子（コアがスチレン、シェルがメタクリル
酸メチルのコアシェル構造のスチレン−メタクリル酸メ
チル共重合体：ガラス転移温度１００℃）０．２部と
を、ヘンシェルミキサーで１０分間、回転数１４００ｒ
ｐｍで混合し、トナーを得た。得られたトナーについ
て、印字評価を行った。結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】（実施例２〜３、比較例１〜３）外添剤を
表１に示すように変えた他は、実施例１と同様にして評
価した。その結果を表１に示す。

【００３６】表１のトナーの評価結果から、以下のこと
がわかる。外添剤に珪酸マグネシウム質鉱物類の微粒子
を含有しない比較例１〜３のトナーは、連続印字時にフ
ィルミング、カブリ、カスレの何れかが発生し易い。こ
れに対して、本発明の実施例１〜４のトナーは、カブ
リ、カスレ及びフィルミングが発生し難いことがわか
る。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、転写材として再生紙を
使用しても、様々な環境下での、長時間耐久印字におい
て、カブリ、カスレ及びフィルミング等が起こり難く、
印字濃度が高い画像を得ることができるトナーが提供さ
れる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色粒子と、珪酸マグネシウム質鉱物類
   の微粒子とを含有するトナー。