(57)【要約】【課題】  優れた環境安定性を有する電子写真トナーを提供すること。【解決手段】  結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、吸収性ポリマーを内部添加、及び／又は１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、吸収性ポリマーを内部添加してなることを特徴とする電子写真トナー。
【請求項２】
結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする電子写真トナー。
【請求項３】
結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、第１の吸収性ポリマーを内部添加するとともに、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した第２の吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする電子写真トナー。
【請求項４】
前記吸収性ポリマーは、デンプン・アクリル酸のグラフト重合体、ビニルアルコール・アクリル酸の共重合体、ビニルエステル・エチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体の共重合体鹸化物、ポリエチレングリコールの架橋物、ポリアクリル酸の架橋物、カルボキシメチルセルロースの架橋物、ポリアクリロニトリルの部分加水分解物、キトサンの塩、及びプルランのゲルからなる群から選ばれた１種により構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子写真トナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真トナーに係り、特に、優れた環境安定性を有する電子写真トナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真トナーの開発において、帯電性の低下を防止するため、トナーが水分を含むことは出来るだけ避けるべきものとされていた。例えば、特許文献１〜３にはトナーの含水量について記載されているが、脱水の条件に関するものである。
しかし、昨今の帯電制御剤の進歩や、結着樹脂として帯電性の高いポリエステル樹脂を用いたり、帯電性を向上させる外添剤の使用等により、多くの高帯電性のトナーが市販されており、また、最近のトナーの小粒径化も、トナーの帯電性を高める要因となっていた。
【０００３】
このような高帯電性のトナーは、低温／低湿度環境の下では、更に帯電性が上昇し、このトナーを用いて画像形成を行うと、画像欠陥が生ずる場合がある。特に、日本のような四季のある国々では、湿度の大幅な変化は避けられないため、市販の電子写真プリンターの殆どには湿度センサーが設けられ、湿度に応じて印加バイアスを調整していた。しかし、このような方法では、トナー自身の帯電性の変化に十分には対応することができない。
【０００４】
環境の湿度変化に対応する方法として、加湿しながらトナー原料の混合を行う方法や、水滴を噴霧しながらトナー原料の混合を行う方法（例えば、特許文献４及び５参照）があるが、単に水分を添加しただけでは、混練工程で水分は蒸発してしまい、トナー化された後でも、環境によって含水量は大きく変動してしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４８６４７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開平５−６６６０６号公報
【０００７】
【特許文献３】特開平８−１４６６４５号公報
【０００８】
【特許文献４】特開平１０−３０７４２２号公報
【０００９】
【特許文献５】特開平１０−３１９６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような事情の下になされ、優れた環境安定性を有する電子写真トナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、吸収性ポリマーを内部添加してなることを特徴とする電子写真トナーを提供する。
本発明の第２の態様は、結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする電子写真トナーを提供する。
【００１２】
本発明の第３の態様は、結着樹脂及び着色剤を含む電子写真トナーであって、第１の吸収性ポリマーを内部添加するとともに、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した第２の吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする電子写真トナーを提供する。
以上の第１〜第３の態様に係る電子写真トナーにおいて、前記吸収性ポリマーとして、デンプン・アクリル酸のグラフト重合体、ビニルアルコール・アクリル酸の共重合体、ビニルエステル・エチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体の共重合体鹸化物、ポリエチレングリコールの架橋物、ポリアクリル酸の架橋物、カルボキシメチルセルロースの架橋物、ポリアクリロニトリルの部分加水分解物、キトサンの塩、及びプルランのゲルからなる群から選ばれた１種により構成されるものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によると、優れた環境安定性を有する電子写真トナーを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態に係る電子写真トナーは、吸収性ポリマーを内部添加してなることを特徴とする。
吸収性ポリマーは、ポリアクリル酸ナトリウムに代表されるものが、農業用、衛生用等の様々な用途の様々な製品に使用されているが、本発明に使用可能な吸収性ポリマーとしては、透明であり、結着樹脂と相溶性があるものであれば、特に限定されない。
特に、デンプン・アクリル酸のグラフト重合体、ビニルアルコール・アクリル酸の共重合体、ビニルエステル・エチレン系不飽和カルボン酸またはその誘導体の共重合体鹸化物、ポリエチレングリコールの架橋物、ポリアクリル酸の架橋物、カルボキシメチルセルロースの架橋物、ポリアクリロニトリルの部分加水分解物、キトサンの塩、及びプルランのゲルからなる群から選ばれた１種により構成されるものを、好ましく用いることができる。
このような吸収性ポリマーを内部添加してなる電子写真トナーでは、吸収性ポリマーは、トナー中において飽和した状態で水分を含有している。そのため、環境が高温／高湿度の場合でも、それ以上水分の吸収は促進されず、環境影響による帯電性の変化などが発生し難い。そして環境が低温／低湿度の場合には、吸収性ポリマーが水分を保持しているので、トナーの帯電性の過剰な上昇を抑制する。その結果、トナーの帯電性の過剰な上昇による画像欠陥を防止することができる。
【００１５】
このようにして、環境の湿度変化に係らず、吸収性ポリマーがトナー内の水分の所定量を保持し、トナーの帯電性を一定に維持することができる。
なお、トナー中の吸収性ポリマーの含有量は、５〜２０質量％程度であるのが好ましい。
吸収性ポリマーの内部添加は、混練前のトナー原料混合物に吸収性ポリマーを添加することにより行うことができる。
【００１６】
本発明の第２の実施形態に係る電子写真トナーは、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする。１種以上の官能基を有するシリコーン化合物としては、例えば、アミノ変性シリコーン、カルボキシ変性シリコーン、カルボキシ基及びアンモニウム基の両官能基を有する両性イオノマーシロキサン、  エポキシ変性シリコーン、ヒドロキシ基を有するシリコーン化合物、ラジカル重合性の不飽和基を有するシリコーン化合物を挙げることができる。表面にシリコーン化合物が被覆される吸収性ポリマー自体は、上述した本発明の第１の実施形態に係る電子写真トナーで用いたものと同様のものを用いることができる。この場合、シリコーン化合物は、官能基、例えばアミノ基、アンモニウム基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、加水分解性のアルコキシ基及びラジカル重合性の不飽和基からなる群から選ばれる１種類以上を介して吸収性ポリマーに化学的に結合している。
【００１７】
吸収性ポリマーを外部添加する本発明の第２の実施形態に係る電子写真トナーでは、吸収性ポリマーを内部添加する本発明の第１の実施形態に係る電子写真トナーとは異なり、シリコーン化合物で表面を被覆した吸収性ポリマーを用いているのは、帯電ブレードや感光体との摩擦による吸水性ポリマーの劣化を防ぐためのものだからである。
以上の本発明の第２の実施形態に係る電子写真トナーもまた、第１の実施形態に係る電子写真トナーと同様、吸収性ポリマーは、トナー中において飽和した状態で水分を含有している。そのため、環境が高温／高湿度の場合には、吸収性ポリマー中の水分は外部に放出されることがなく、吸収性ポリマー中に保持されている。しかし、環境が低温／低湿度の場合には、吸収性ポリマー中の水分は放出され、トナーの帯電性の過剰な上昇を抑制する。その結果、トナーの帯電性の過剰な上昇による画像欠陥を防止することができる。
【００１８】
このようにして、環境の湿度変化に応じて、吸収性ポリマーが水分を保持又は放出することにより、トナー内の水分の所定量を保持し、トナーの帯電性を一定に維持することができる。
なお、本発明の第２の実施形態に係る電子写真トナーは、トナー表面に吸水性ポリマーが存在するため、高温／高湿度環境における含水量は、第１の実施形態に係る電子写真トナーよりも増加する。
シリコーン化合物で表面を被覆した吸収性ポリマーのトナー中の含有量は、０．１〜３．０質量％程度であるのが好ましい。
【００１９】
吸収性ポリマーの外部添加は、トナー原料の混合、混練、粉砕、分級により形成されたトナー母粒子に、シリコーン化合物で表面を被覆した吸収性ポリマーを添加し、混合・攪拌することにより行うことができる。
本発明の第３の実施形態に係る電子写真トナーは、第１の吸収性ポリマーを内部添加するとともに、１種以上の官能基を有するシリコーン化合物を表面に被覆した第２の吸収性ポリマーを外部添加してなることを特徴とする。この電子写真トナーは、上述した本発明の第１の実施形態に係る電子トナーと、第２の実施形態に係る電子トナーとを組合せたものである。吸収性ポリマーは、本発明の第１及び第２の実施形態で用いたものと同様のものを用いることができる。
なお、トナー中における第１の吸収性ポリマーと第２の吸収性ポリマーの合計の含有量は、０．１〜３．０質量％程度であるのが好ましい。
【００２０】
この場合、第２の吸収性ポリマーは、第１の吸収性ポリマーと同一の吸収性ポリマーの表面にシリコーン化合物を被覆したものでも、或いは第１の吸収性ポリマーと異なる吸収性ポリマーの表面にシリコーン化合物を被覆したものでもよい。
本発明の第３の実施形態に係る電子写真トナーもまた、第１及び第２の実施形態に係る電子写真トナーと同様、環境の湿度変化に応じて、内部添加及び外部添加された吸収性ポリマーがトナー内の水分の所定量を保持し、トナーの帯電性を一定に維持することができる。
【００２１】
以上説明した本発明の第１〜第３の実施形態に係る電子写真トナーに用いる結着樹脂としては、特に限定されず、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
着色剤としては、以下に示す実施例で用いているもの以外に、様々な公知の顔料を使用することができる。例えば、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、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、ベンジジンオレンジＧ、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチングレッドカルシウム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、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、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ、クロムグリーン、ピグメントグリーン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Ｇ等が挙げられる。
また、フルカラー画像形成用トナーとして使用する場合には、マゼンタ用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２１，２２，２３，３０，３１，３２，３７，３８，３９，４０，４１，４８，４９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５７，５８，６０，６３，６４，６８，８１，８３，８７，８８，８９，９０，１１２，１１４，１２２，１２３，１６３，２０２，２０６，２０７，２０９，２３８，Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．バットレッド１，２，１０，１３，１５，２３，２９，３５等が挙げられる。シアン用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２，３，１５，１６，１７；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー６；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー４５又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を１〜５個置換した銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。イエロー用着色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，２，３，４，５，６，７，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２３，６５，７３、７４，８３，９３，９７，１５５、１８０、Ｃ．Ｉ．バットイエロー１，３，２０等が挙げられる。
【００２２】
黒色着色剤としては、カーボンブラック，磁性体，上記に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い、黒色に調色したものが挙げられる。
以下に、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。
実施例１
ポリエステル樹脂（花王（株）製、Ｔｍ：１３５℃）１００質量部、マゼンタ顔料（セイカファーストカーミン１４７６Ｔ−７（大日精化（株）製））４質量部、離型剤（１号カルナバワックス：日本ワックス（株）製）３質量部、電荷制御剤（Ｅ８４、オリエント化学（株）製）１．０質量部、吸水性ポリマー（アクアキープＳＡ−６０Ｓ（住友精化（株）製）０．５質量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−２０Ｌ、三井鉱山（株）製）で十分に混合した後、２軸押出機（ＫＥＸエクストルーダ：ＫＥＸ−３０、（株）栗本鐵工所製）にて溶融混練し、延伸し、冷却した後、粉砕機（ロートプレックス、ホソカワミクロン（株）製）にて２ｍｍ以下の粒子を得た。
カウンタージェットミル（２００ＡＦＧ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉砕し、ＴＳＰトナーセパレーター（２００ＴＳＰ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉分級工程を経て、質量平均粒子径が６．０μｍの粉体を得た。
得られた粉体１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ（ＲＸ２００、（日本アエロジル（株）製）を、１．５質量部添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００ｒ／分の回転速度で１８０秒間撹絆し、粉体に表面処理を施して、マゼンタトナーを得た。
【００２３】
実施例２
ポリエステル樹脂（花王（株）製  Ｔｍ１３５℃）１００質量部、マゼンタ顔料（セイカファーストカーミン１４７６Ｔ−７、大日精化（株）製）４質量部、離型剤（１号カルナバワックス：日本ワックス（株）製）３質量部、電荷制御剤（Ｅ８４、オリエント化学（株）製）１．０質量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−２０Ｌ三井鉱山（株）製）で十分に混合した後、２軸押出機（ＫＥＸエクストルーダ：ＫＥＸ−３０、（株）栗本鐵工所製）にて溶融混練し、延伸し、冷却した後、粉砕機（ロートプレックス、ホソカワミクロン（株）製）にて２ｍｍ以下の粒子を得た。
【００２４】
カウンタージェットミル（２００ＡＦＧ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉砕し、ＴＳＰトナーセパレーター（２００ＴＳＰ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉分級工程を経て、質量平均粒子径が６．０μｍの粉体を得た。
得られた粉体１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ（ＲＸ２００、日本アエロジル（株）製）１．５質量部、および吸水性ポリマーの複合微粒子（ソフケアＳ−ＳＰ、花王（株）製）１質量部を添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００ｒ／分の回転速度で１８０秒間攪拌し、粉体に表面処理を施して、マゼンタトナーを得た。
【００２５】
実施例３
ポリエステル樹脂（花王（株）製  Ｔｍ１３５℃）１００質量部、マゼンタ顔料（セイカファーストカーミン１４７６Ｔ−７（大日精化（株）製））４質量部、離型剤（１号カルナバワックス：日本ワックス（株）製）３質量部、電荷制御剤（Ｅ８４、オリエント化学社製）１．０質量部、吸水性ポリマー（アクアリックＲＣＡ、（株）日本触媒製）０．５質量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−２０Ｌ、三井鉱山（株）製）で十分に混合した後、２軸押出機（ＫＥＸエクストルーダ：ＫＥＸ−３０、（株）栗本鐵工所製）にて溶融混練し、延伸冷却後、粉砕機（ロートプレックス、ホソカワミクロン（株）製）にて２ｍｍ以下の粒子を得た。カウンタージェットミル（２００ＡＦＧ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉砕し、ＴＳＰトナーセパレーター（２００ＴＳＰ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉分級工程を経て、質量平均粒子径が６．０μｍの粉体を得た。
得られた粉体１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ（ＲＸ２００、日本アエロジル（株）製）１．５質量部および吸水性ポリマーの複合微粒子（ソフケアＳ−ＳＰ、花王（株）製）１質量部を添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００ｒ／分の回転速度で１８０秒間撹絆し、粉体に表面処理を施して、マゼンタトナーを得た。
比較例１
ポリエステル樹脂（花王（株）製、Ｔｍ：１３５℃）１００質量部、マゼンタ顔料（セイカファーストカーミン１４７６Ｔ一７（大日精化（株）製））４質量部、離型剤（１号カルナバワックス：日本ワックス（株）製）３質量部、電荷制御剤（Ｅ８４、オリエント化学（株）製）１．０質量部を、ヘンシェルミキサー（ＦＭ−２０Ｌ、三井鉱山（株）製）で十分に混合した後、２軸押出機（ＫＥＸエクストルーダ：ＫＥＸ−３０、（株）栗本鐵工所製）にて溶融混練し、延伸して冷却した後、粉砕機（ロートプレックス、ホソカワミクロン（株）製）にて２ｍｍ以下の粒子を得た。
【００２６】
カウンタージェットミル（２００ＡＦＧ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉砕し、ＴＳＰトナーセパレーター（２００ＴＳＰ、ホソカワミクロン（株）製）を用いて微粉分級工程を経て、質量平均粒子径が６．０μｍの粉体を得た。
得られた粉体１００質量部に、外添剤として疎水性シリカ（ＲＸ２００、日本アエロジル（株）製）を１．５質量部添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００ｒ／分の回転速度で１８０秒間攪拌し、粉体に表面処理を施して、マゼンタトナーを得た。
【００２７】
以上の実施例１〜３及び比較例１のマゼンタトナーについて、環境安定性評価を行い、水分量を測定した。
環境安定性評価基準及び水分量測定方法は、次の通りである。
〔環境安定性評価基準〕
通常環境（２２℃、５０％ＲＨ）、高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）及び低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）下で、「ＭＯＤＥＬ２１０ＨＳＱ／Ｍメーター」（トレック（株）製）を用いて、メイン電源を入れて、アイドル状態になった時の現像ロール上の帯電量を測定した。通常環境下の帯電量に対する高温高湿下及び低温低湿下での帯電量変化率の平均値〔（高温高湿下での帯電量変化率＋低温低湿下での帯電量変化率）／２〕を算出し、以下の評価基準に従って環境安定性を評価した。その結果を下記表１に示す。試験に用いたプリンターは、カシオ計算機製スピーディアＮ５３００である。
【００２８】
◎：平均値が５％未満で、実使用上特に良好である。
○：平均値が５％以上、１０％未満で、実使用上良好である。
△：平均値が１０％以上、１５％未満で、実使用上問題はない。
×：平均値が１５％以上で、実使用不可である。
〔水分量測定方法〕
カールフィッシャー法による含有水分量は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ００６８「化学製品の水分測定法」の容量滴定法により、固体試料採取器を使用し、直接滴定で行った値である（値の正確性を期するため空試験も行った）。また、それぞれの飽和水分量は、測定するための温度、湿度条件下に２４時間放置した後に測定した値である。具体的には、トナー中の水分量の測定は、例えば自動加熱気化測定システム（ＡＱＳ−７２４、平沼産業（株）製）を用いてカールフィッシャ電量測定法により行った。測定結果を下記表１に示す。
【００２９】
【表１】
2009053354.tif 000002
上記表１に示すように、実施例１〜３のマゼンタトナーは、いずれも環境安定性が良好であり、どの環境下においても一定の水分量を保持していることがわかる。これに対し、比較例１のマゼンタトナーは、環境安定性が実施例１〜３のマゼンタトナーに比べ劣っており、また水分量は低温／低湿度環境では大幅に減少した。
【００３０】
これらの結果から、実施例１〜３のマゼンタトナーは、低温／低湿度環境における帯電量の上昇を防止することができるのに対し、比較例１のマゼンタトナーは、低温／低湿度環境において帯電量が上昇し、画像欠陥を生じてしまうことがわかる。
なお、実施例１のマゼンタトナーでは、吸水性ポリマーをトナー内添材として用いているのに対し、実施例２のマゼンタトナーでは、吸水性ポリマーを外添剤として用いているが、いずれの場合も略同様に低温／低湿度環境における含水量を維持している（吸水性ポリマーをトナー内添材として用いている実施例１の方が吸水性ポリマーをトナー外添材として用いている実施例２よりも効果がやや高い）。なお、実施例３のマゼンタトナーは、トナー粒子内外に吸水性ポリマーが存在するためか、高温／高湿度環境における含水量は、実施例１及び２のマゼンタトナーよりも増加している。