JP2791566B2

JP2791566B2 - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JP2791566B2
Application number: JP63297825A
Authority: JP
Inventors: 悟村上; 義人仁平; 一春下山; 幸雄高橋; 敏彦天野
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JPH02144553A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、電子写真において潜像を現像するための電
子写真用トナーに関する。

＜従来の技術＞電子写真装置における静電荷像現象における現像用ト
ナーとしては、キャリヤを使用しない１成分系、あるい
はキャリヤを使用する２成分系トナーが用いられてい
る。

このうち１成分系トナーでは、樹脂中に磁性粉に加
え、さらに着色剤ないし抵抗制御剤としてカーボンブラ
ックを含有させている。

カーボンブラックとしては、種々のものが使用されて
いるが、特公昭60−33264号公報では、BET法による表面
積850〜1500m²/g、特に約1000m²/g、DBP吸油量280〜500
ml/100gの多孔性カーボンブラックを含有する１成分系
トナーが開示されている。

この公報によれば、このトナーは、かなり高い導電性
を示すにもかかわらず、現象器のスリーブ表面上である
程度のトリボ電荷を保持し、現象後トナー粉像を静電転
写できるとされている。そして、高い画像濃度がえられ
る。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、上記特公昭60−33264号公報記載のトナー飛
散による機内汚れが多く、トナー消費量が増大し、連続
複写によりカブリが増大することが判明した。また、階
調性、解像力にも劣る。

本発明の主たる目的は、適度の画像濃度を保ちつつも
トナー飛散や機内汚れが少なく、連続複写によってカブ
リが増大せず、トナー消費量の増大がなく、階調性およ
び解像力のすぐれた、１成分系電子写真用トナーを提供
することにある。

＜課題を解決するための手段＞このような目的は、下記（１）の本発明によって達成
される。

（１）樹脂と、磁性粉とを含有し、さらにBET法による
比表面積650〜830m²/g、DBP吸油量300〜500ml/100gのカ
ーボンブラックＡと、BET法による比表面積100〜250m²/
g、DBP吸油量50〜130ml/100gのカーボンブラックＢと
を、B/Aの重量比で20/80〜80/20の範囲で含有すること
を特徴とする電子写真用トナー。

＜作用＞本発明によれば、２種のカーボンブラックＡ、Ｂを併
用し、特にカーボンブラックＢのBET法による比表面積
を100〜250m²/gに設定することにより、臨界的にトナー
飛散や機内汚れが減少し、連続複写によってもカブリの
発生が少なく、トナー消費量が少なく、階調性および解
像力がすぐれている。

この場合、カーボンブラックＡのみを用いたときと比
較すると、トナー飛散や機内汚れが減少し、カブリが減
少し、さらには飽和画像濃度が下がり、目の疲労が少な
くなり、トナー消費量も少なくなる。また、階調性が向
上し、中間調の再現性が向上する。

一方、カーボンブラックＢのみを用いたときと比較し
て、画像濃度が向上する。

＜具体的構成＞以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明に用いるカーボンブラックＡは、BET法（窒素
吸着法）による比表面積が650〜830m²/gのものである。

BET法による比表面積が650m²/g未満となると、画像濃
度が低下する。

また、830m²/gをこえると、臨界的に機内汚れが増大
し、カブリが増大し、トナー消費量、階調性および解像
力に悪影響を与える。

このような比表面積のカーボンブラックＡを得るに
は、ライオンアクゾ（株）からケッチェンブラックECと
して市販されているものの製造ロットを選択して用いれ
ばよい。

この場合、比表面積は700〜800m²/gとなるとより一層
好ましい結果を得る。

また、カーボンブラックＡのASTM−D2414−１に規定
されるDBP吸油量は、300〜500ml/100gである。

これは、300ml/100g未満となると、抵抗が高くなる方
向になり、画像濃度が低くなり、また500ml/100gをこえ
ると、抵抗が低くなる方向になり、機内汚れ、カブリ、
トナー消費量、階調性および解像力に悪影響を与える。

なお、吸油量は300〜400ml/100gとなると、より一層
好ましい結果をうる。

また、カーボンブラックＡの平均粒径は30mμｍ程度
であることが好ましい。これにより、本発明の効果はよ
り一層高いものとなる。

平均粒子は電子顕微鏡写真から算出すればよい。

この他、pH、灰分、比重、揮発分等については特に制
限はない。

一方、カーボンブラックＢは、BET法による比表面積1
00〜250m²/g、DBP吸油量50〜130ml/100gのものである。

比表面積および吸油量がこれ以外となると、本発明の
効果は実現しない。

また、カーボンブラックＢの平均粒径は、20mμｍ程
度であることが好ましい。

この足、カーボンブラックＢのpH、灰分、比重、揮発
分等については特に制限はない。

なお、カーボンブラックＢとしては、公知の市販のも
ののなかから、適宜、１種ないし２種以上を選択して用
いればよい。

これらカーボンブラックＡ、Ｂの重量比B/Aは20/80〜
80/20、特に40/60〜60/40である。

B/Aが20/80より小さくなると、抵抗が小さくなり、機
内汚れ、カブリ、トナー消費量、階調性および解像力に
悪影響を与える。

また、80/20をこえると、トナー抵抗が高くなり、画
像濃度が出にくくなる。

なお、カーボンブラックＡは、トナーの0.5〜5wt％、
カーボンブラックＢは１〜10wt％用いればよい。

これら、カーボンブラックＡ、Ｂは、通常内添され
て、樹脂中に含有されるが、場合によってはその一部分
または全部が外添されていてもよい。

用いるトナーの体積平均粒子は５〜20μｍ、特に６〜
18μｍ、より好ましくは８〜12μｍであることが好まし
い。

平均粒径が５μｍ未満であると、カブリの悪化、クリ
ーニング不良が発生し、コスト的にも不利となる傾向に
ある。

また、20μｍを超えると、解像力の悪化、トナー飛散
が問題となる傾向にある。

体積平均粒径の測定にはコールターカウント法を用
い、測定値の体積粒径の50％平均粒径を求めればよい。
この際、電解液としては、イソトンII（コールターエレ
クトロニクス社製）を用い、例えばアパーチャー径100
μｍのコールターカウンタTA−II（同社製）により測定
すればよい。

さらに、粒径分布としては、平均粒径をとしたと
き、２以上および/2以下が、それぞれ、10体積％以
下、特に０〜10体積％程度のものであることが好まし
い。

このような粒径分布のものを用いることにより、トナ
ーの収率、歩留りが向上し、製造が容易になる。

トナーの帯電極性は、用いる感光体の材質や現象プロ
セス等により適当な極性を選択すればよい。

トナーは、カーボンブラックＡ、Ｂと磁性粉とを含有
する樹脂から構成され、必要に応じて荷電制御剤、ワッ
クス等がさらに含有される。

トナーに用いる樹脂は、加熱あるいは圧着等の定着方
法に応じて公知の樹脂から選択すればよく、特に制限は
なく、例えば以下に挙げるものがある。

オレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン共重合体、
ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂等の各種樹脂の１種以上。

これらの樹脂のうち、スチレン−アクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂が好ましく、特にスチレン−アクリル樹脂
を用いることが好ましい。

本発明では特に必要はないが、カーボンブラックＡ、
Ｂに加え、他の着色剤として他のカーボンブラック、ア
セチレンブラック、チャンネルブラック、アニリンブラ
ック等の黒色顔料が含有されていてもよい。

一方、含有される磁性粉に特に制限はなく、公知の磁
性粉、例えばマグネタイト、各種フェライト等を用いれ
ばよいが、これらは要求特性に応じて選択されるもので
ある。

このような磁性粉は、磁性トナー粒子の樹脂100重量
部に対し５〜70重量部程度含有されることが好ましい。

荷電制御剤は、帯電極性、帯電量等を制御するために
必要に応じて添加される。本発明では、目的とする極
性、帯電量等に応じて公知の適当な荷電制御剤を選択す
ればよく、特に制限はない。例えば、金属錯塩アゾ系染
料、ニグロシン系染料等が挙げられるが、これらは要求
特性に応じて選択されるものである。

このような荷電制御剤の含有量は、トナーの樹脂100
重量部に対し0.1〜５重量部程度であることが好まし
い。

ワックスは離型剤として、オフセット防止のために必
要に応じて添加される。本発明では用いるワックスに特
に制限はなく、公知の種々のワックス、例えば、ポリエ
チレンワックス、ポリプロピレンワックス、シリコンワ
ックス等を用いればよいが、これらは要求特性に応じて
選択されるものである。

このようなワックスの含有量は、トナーの樹脂100重
量部に対し１〜７重量部程度であることが好ましい。

なお、トナーには、これらの他、抵抗調整剤等が含有
されていてもよい。

トナーは、通常の１成分系のトナー製造法により製造
すればよく、例えば、下記のようにして製造される。

内添剤として上記したようなカーボンブラックＡ、
Ｂ、磁性粉、荷電制御剤、ワックスその他の添加剤等の
うちから必要なものを選択し、これらの所定量と樹脂と
を溶融・混練し、冷却後、ハンマーミル、カッターミル
等により粗粉砕する。次いで、ジェットミル、オングミ
ル等により微粉砕した後、上記の体積平均粒径範囲にな
るように分級してトナーを得る。

このようなトナーには、抵抗調整剤、着色剤、流動性
改良剤等の無機ないし有機微粒子を添加剤粒子として外
添することができる。

これらの例として、カーボンブラックＡ、Ｂの他、コロイダルシリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ
などの金属酸化物、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸
バリウム、珪酸カルシウムなどの無機微粒子、磁性粒子、PMMA、ポリエチレン、ナイロン、シリコー
ン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリ
エステルなどのポリマービーズ、ポリ４フッ化エチレン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデンなどの含フッ素有機微粒子、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの
脂肪酸金属塩、電荷制御剤などが挙げられる。

なお、これらの添加剤粒子は１種類だけを用いても良
いが、必要に応じて、２種類以上を組合せて使用するこ
ともできる。

また、離型剤も添加剤粒子として外添可能である。

これら添加剤粒子は、トナー粒子と乾式混合される。

この際、各添加剤粒子は、表面疎水化処理、表面分散
改良処理のためにチタネート系、アルミニウム系、シラ
ン系などのカップリング剤やシリコーンオイル、その他
の有機処理、無機処理をほどこすこともできる。

そして、これら添加剤粒子は0.005〜５μｍ程度の平
均粒径とする。また、外添量は0.1〜８重量％程度とす
る。

このような添加剤粒子は、トナー粒子とヘンシェルミ
キサー、グラインドミキサー、Ｖブレンダー、ナウター
ミキサー等により乾式混合されて、トナー粒子表面に吸
着ないし固着されたり、さらに機械的な歪力や熱等によ
り、トナー粒子表面に固着一体化して埋め込まれたりし
ているものである。

本発明の電子写真用トナーは、１成分系現像剤として
用いられる。

このような本発明の電子写真用トナーは、磁気ブラシ
現象法などの乾式現像法に用いられて所定の効果を発揮
する。

＜実施例＞以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに
詳細に説明する。

実施例１バインダーＡ 12.5重量部（三井石油化学工業社製ハイワックス400P）バインダーＢ 4.0重量部（三井石油化学工業社製ハイワックス320P）バインダーＣ 15.0重量部（東洋ペトロライト社製バリコ2000）バインダーＤ 2.0重量部（住友化学工業社製スミテートMB−11）磁性粉 60.0重量部（TDK社製 CAP−２フェライト、平均粒径 0.55μ
ｍ）カーボンブラックＡ 3.5重量部（ライオンアクゾ社製ケッチェンブラックEC BET法による比表面積 742m²/g DBP吸油量 364ml/100g 平均粒径 30mμｍ）カーボンブラックＢ 3.0重量部（三菱化成工業社製 MA−100 BET法による比表面積 134m²/g DBP吸油量 101ml/100g 平均粒径 20mμｍ）なお、カーボンブラックＡは、種々の製造ロットの中
から選択したものである。

上記の組成を配合、溶融、混練後、冷却し、ハンマー
ミルにて粗粉砕した。次いでジェットミルにて微粉砕
し、分級して体積平均粒径11μｍの５μｍ以下の粒径
の粒子がほぼ０体積％であり、２以上の粒径の粒子を
1.2体積％含んでいた。

このトナーにシリカ（日本アエロジル社製RX−170）
を0.5重量％添加し、Ｖブレンダーにより混合し、シフ
ターにより粗大粉を除いて、トナー１を作製した。

このトナー１につきライフ試験を行った。

結果を表１に示す。

比較例１実施例１において、カーボンブラックB3.0重量部をカ
ーボンブラックA3.0重量部にかえて、トナー全体でカー
ボンブラックＡを6.5重量部にした他は同様にして、ト
ナー２を得、前記と同様に現像剤としてライフ試験を行
った。

比較例２比較例１において、カーボンブラックA6.5重量部をカ
ーボンブラックB6.5重量部にかえた他は同様にして、ト
ナー３を得、前記と同様にライフ試験を行った。

表１から明らかなように、カーボンブラックＡのみの
トナー２は画像濃度が高すぎて、初期特性の段階で解像
力と階調性に悪影響を与えるばかりでなく、ライフ試験
では機内汚れが激しい。

また、カーボンブラックＢのみのトナー３は、初期か
ら画像濃度が低く、ライフ試験を行うと、さらに画像濃
度が下がり、複写機としての機能そのものが問題とな
る。

これに対し、本発明のトナー１は、画像濃度も安定し
ており、他の諸特性も問題がなく良好なトナーであっ
た。

実施例２カーボンブラックＡとして、前記ケッチェンブラック
ECの製造ロットを選択して、比表面積を本発明の範囲内
にてかえたところ、実施例１と同等の結果がえられた。

これに対し、前記ケッチェンブラックECの製造ロット
を選択して、比表面積を950m²/gとしたところ、トナー
飛散が激しく、ライフ試験１万枚で機内汚れがひどかっ
た。

以上から、本発明の効果があきらかである。

＜効果＞本発明によれば、比表面積およびDBP吸油量の異なる
２種のカーボンブラックＡ、Ｂを混合することにより、
トナー抵抗を調整して、優れた高画質画像を得られるば
かりでなく、ライフ特性も良好である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋幸雄東京都中央区日本橋１丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者天野敏彦東京都中央区日本橋１丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (56)参考文献特開昭61−94061（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−105159（ＪＰ，Ａ) 特開平１−137265（ＪＰ，Ａ) 特開平２−140756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/00 - 9/10 362

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂と、磁性粉とを含有し、さらにBET法
による比表面積650〜830m²/g、DBP吸油量300〜500ml/10
0gのカーボンブラックＡと、BET法による比表面積100〜
250m²/g、DBP吸油量50〜130ml/100gのカーボンブラック
Ｂとを、B/Aの重量比で20/80〜80/20の範囲で含有する
ことを特徴とする電子写真用トナー。