JP2884129B2 - 電子写真用トナー - Google Patents

電子写真用トナー

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JP2884129B2 JP5139875A JP13987593A JP2884129B2 JP 2884129 B2 JP2884129 B2 JP 2884129B2 JP 5139875 A JP5139875 A JP 5139875A JP 13987593 A JP13987593 A JP 13987593A JP 2884129 B2 JP2884129 B2 JP 2884129B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電印刷
法、静電記録法等において形成される静電荷像を現像す
る電子写真用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】静電潜像をトナーを用いて現像する方法
において大別すると、トナーおよびキャリアを主体とす
る2成分現像剤を用いる現像方法、あるいはトナーのみ
からなる1成分現像剤を用いる現像方法があり、各々の
現像方法に関しては各種の提案がなされている。2成分
現像剤を用いる方法は、トナーとキャリアの摩擦帯電に
よりトナーに電荷を付与し静電潜像を現像する方法であ
る。従ってトナーとキャリアの混合性や帯電性が良くな
いと充分な帯電性が得られず、良好な画質を得ることが
出来ない。また多数枚の複写を行なうと、キャリア表面
にトナーが電気的に付着あるいは機械的に融着しキャリ
ア表面が変化する事により現像剤の特性が変化し、摩擦
帯電速度が遅くなり種々の問題が発生する。具体的には
現像剤の帯電分布が広がり逆帯電のトナーが発生し、画
像背景部へのかぶり現象や現像層からのトナー飛散が顕
著となったり、また選択現像により現像剤の特性が変化
すると画像濃度の低下などが発生したり、あるいは帯電
性が低下し画像濃度が上昇するために、トナー消費量が
増大することがある。
【0003】更に1成分系トナーではトナーとスリーブ
あるいは帯電ブレードなどとの摩擦帯電によりトナーを
帯電させる方式が用いられているが、前述のキャリア表
面に発生する現象と同様の現象がスリーブ上で発生し、
やはり現像性が変化する。これらの問題を解決する手段
として、従来よりトナー表面に例えばマグネタイト,カ
ーボンブラック,酸化チタン,アルミナ,あるいはセラ
ミック等の粉末状の比較的導電性の無機微粉末を外添
し、キャリアやスリーブ表面を研磨するか、あるいはこ
れらの添加剤の導電性の性質を利用してトナーに蓄積し
た電荷を漏洩させることで帯電量の上昇を防止すること
により画像品質を維持する方法が用いられている。
【0004】上記のように導電性の無機微粉末をトナー
表面に付着させることにより、感光体やスリーブ、ある
いはキャリアの研磨効果や帯電量の上昇を防止する効果
が得られることは知られているが、導電性の無機微粉末
の形状が従来から用いられている球状、粒状、立方状、
8面体等であるときは、トナー表面に静電的に付着し難
く、表面に固定させるために充分なエネルギーが必要で
あった。しかし導電性の無機微粉末を充分トナー表面に
固着させるために強いエネルギーをかける手法をとるこ
とによりこれらの導電性の無機微粉末トナー表面に埋
没せしめると、期待される効果が充分発揮されない場合
が生じてしまう等の問題があった。またトナー表面にこ
れらの導電性の無機微粉末を十分に固着させない場合
は、該無機微粉末が現像器内でトナーから離脱し、同様
に十分な効果が得られなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
電子写真用現像剤の問題点を解決したものであり、キャ
リア、スリーブおよび感光体表面等へのトナーのフィル
ミングを防ぎ、多数枚のコピー時におけるトナーの安定
した摩擦帯電特性および画像品質が良好な電子写真用現
像剤を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は少なくとも結着
樹脂と着色剤を含有するトナーにおいて、表面に針状の
酸化チタン粒子を付着させたことを特徴とする電子写真
用トナーであり、針状の酸化チタン粒子のアスペクト比
は10以上が好ましく、体積固有抵抗は10Ωcm以下
が好ましい。
【0007】本発明のトナー表面に付着させる針状の酸
化チタン粒子はトナー表面への付着性が良好で、脱離し
にくいという効果を持っているので酸化チタン自身の持
つ研磨効果、帯電特性、流動性付与効果を十分に発揮さ
せることが出来る。従ってこのトナーを用いた場合には
トナーの表面に結着樹脂よりも比較的導電性の高い酸化
チタンが付着しているために、トナーの過度な帯電上昇
が抑制され画像濃度が安定する。またトナー母粒子とキ
ャリアやスリーブなどとの接触が抑制されスペントトナ
ーの発生が減少する。さらに仮にキャリアやスリーブあ
るいは感光体などにトナーのフィルミングが発生して
も、酸化チタンの研磨効果によりフィルミング物質が研
磨され、常時フレッシュな状態が得られるといった効果
が得られる。また本発明の針状の酸化チタンはアスペク
ト比が10以上のものが好適に用いられるが、これに対
して球状や粒状の酸化チタンはトナー表面への付着性が
悪く好ましくない。ここで言う長軸と短軸の径は、画像
解析装置測定による体面積平均径を示し、アスペクト比
とは長径対短径の比を言う。アスペクト比が10以上の
針状の酸化チタンはトナーとは表面に高速の剪断力を付
与して付着させる場合、トナーに面で接触し、球状の粒
子を使用した場合よりも接触面積が大きくなるために付
着性が良好になるものと考えられる。また針状であるた
めに、トナーに突き刺さる状態で埋没することも考えら
れる。
【0008】トナー中における前記針状酸化チタンの含
有量は、トナー母粒子100重量部に対し0.1〜2重
量部が好ましい。針状酸化チタンの含有量が0.1重量
部未満であるとトナーの摩擦帯電特性を良好に維持でき
にくいと共に、研磨効果も十分でない。また2重量部よ
り多いとトナー自身の帯電性を阻害するという問題を生
じる。
【0009】本発明に用いる針状酸化チタンの体積固有
抵抗は10Ωcm以下の導電性であることが好ましい。
通常のルチル型の結晶構造をもつ酸化チタンの体積固有
抵抗は1013〜1014Ωcmであり、アナターゼ型の結
晶構造を持つ酸化チタンの体積固有抵抗は約108 Ωc
mである。このように体積固有抵抗の高い酸化チタンを
トナーの表面に付着させた場合、その電荷の漏洩が十分
でないために長時間の攪拌による帯電量の防止効果が得
られない。本発明のような10Ωcm以下という抵抗の
低い酸化チタンを使用すると、帯電量の上昇の防止が容
易に達成される。酸化チタンの抵抗を低下させる手段と
しては、SbをドーピングしたSnO2などの導電層で
酸化チタンを表面処理するなどの手法が用いられる。な
おここでいう体積固有抵抗は電極を有するセルの中に粉
体を充填し、100kg/cm2の荷重で圧縮した状態
で測定した。
【0010】本発明の針状酸化チタンをトナー表面に付
着させる手段としては、トナーと針状酸化チタンを混合
した後、高速の剪断力を付与できる攪拌機で攪拌するこ
とにより達成できる。例えばヘンシェルミキサー、スー
パーミキサー、タービュライザー、その他一般的に粉体
の表面改質機として使用されている奈良機械製作所社の
ハイブリダイザー、ホソカワミクロン社のオングミル、
ターボ工業社のターボミルなどがあげられる。
【0011】トナーに含有せしめる結着樹脂としては、
スチレン樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体
樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂等が使用可能である。本発明を構
成するトナーの他の構成成分としては、着色剤、電荷制
御剤、および必要に応じて配合するその他の添加物が挙
げられ、トナーはこれらの材料と結着樹脂とを所望の配
合割合で混合し、溶融混練した後、冷却、固化後粉砕分
級して得られる。また、上記材料を結着樹脂重合時に混
合して作成するいわゆる重合法トナーとして得てもよ
い。
【0012】着色剤としては、カーボンブラック、モノ
アゾ系赤色顔料、ジスアゾ系着色顔料、キナクリドン系
マゼンタ顔料、アントラキノン染料等が挙げられ、電荷
制御剤としては、ニグロシン系染料、第4級アンモニウ
ム塩、モノアゾ系の金属錯塩染料等が挙げられる。その
他必要に応じて添加される添加物としては、離型剤とし
てのポリプロピレン等のポリオレフィン類、流動化剤と
しての疎水性シリカやコロイダルシリカ等が挙げられ
る。
【0013】
【作用】本発明の電子写真用トナーにおいては、トナー
表面に針状の酸化チタンを付着させることにより、キャ
リア、スリーブおよび感光体表面上へのフィルミングを
防止し、かつ摩擦帯電特性を良好に維持できる。
【0014】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。 実施例1 トナー母粒子の調製 ・スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂 100部 (三洋化成社製 商品名;TB−1000) ・ポリエチレン 6部 (ヘキスト社製 商品名;PE−130) ・帯電制御剤 1部 (オリエント化学社製 商品名;ボントロンS−34) ・カーボンブラック 6.5部 (三菱化成工業社製 商品名;MA−100) ・ポリプロピレン 3部 (三洋化成工業社製 商品名;ビスコール660P) 上記原料を日本理学工業社のスーパーミキサーで混合
し、溶融混練後、粉砕分級して平均粒子径が9μmの負
帯電性のトナー母粒子を得た。その後、このトナー母粒
子100部に対して石原産業社製,針状酸化チタン,商
品名FT−1000(粒子径:短径0.13μm、長径
1.6μm、アスペクト比:12.9、体積固有抵抗:
5〜10Ωcm)0.2部および疎水性シリカ(日本ア
エロジル社製 商品名;R−972)0.3部をホソカ
ワミクロン社のヘンシェルミキサーによって表面に付着
させ、ジャイロシフターを用いて200メッシュの網で
篩い本発明の電子写真用トナーを得た。そして、平均粒
子径60μmで飽和磁化55emu/gのフェライトキ
ャリアのコア材に、シリコーン樹脂でコーティングした
キャリア100部と前記のトナー4.5部とを混合して
本発明のトナーを用いた電子写真用現像剤を作製した。
【0015】実施例2 石原産業社製 針状酸化チタン商品名FT−2000
(粒子径:短径0.21μm、長径2.86μm、アス
ペクト比:13.6、体積固有抵抗:5〜10Ωcm)
を使用した他は実施例1と同様にして本発明のトナーお
よびこれを用いた現像剤を作成した。
【0016】比較例1 テイカ社製酸化チタン商品名MT−500B(球状、粒
子径:約0.035μm、体積固有抵抗:1013Ωc
m)を使用した他は実施例1と同様にして比較例のトナ
ーおよびこれを用いた現像剤を作成した。
【0017】 比較例2 テイカ社製球状酸化チタン商品名MT−600B(球
状、粒子径:約0.05μm、体積固有抵抗:1013
Ωcm)を使用した他は実施例1と同様にして比較例の
トナーおよびこれを用いた現像剤を作成した。比較例3 針状酸化チタン粒子(粒子径:短径0.27μm)長径
5.15μm、アスペクト比:19.1、体積固有抵
抗:35Ωcm)を使用した他は実施例1と同様にして
比較例のトナーおよびこれを用いた現像剤を作成した。 比較例4 針状酸化チタン粒子(粒子径:短径0.05μm、長径
0.25μm、アスペクト比:5、体積固有抵抗:12
5Ωcm)を使用した他は実施例1と同様にして比較例
のトナーおよびこれを用いた現像剤を作成した。
【0018】次に前記実施例および比較例で得た電子写
真用現像剤を使用して、市販の複写機(東芝社製 商品
名;BD−9110)で50,000枚までの連続コピ
ー試験を行ない、初期および50,000枚コピー終了
後の摩擦帯電量、画像濃度および地かぶりを測定し、そ
の結果を表1に示した。なお、コピーした原稿は黒色部
が6%のA4サイズのものであり、摩擦帯電量は東芝ケ
ミカル社製のブローオフ摩擦帯電量測定装置を使用し、
画像濃度はマクベス社製の反射濃度計RD−914、地
かぶりは日本電色工業社製の色差計MODEL Z−1
001DPを使用した。
【0019】
【表1】
【0020】表1の結果から明らかのように、実施例
1、2の本発明の電子写真用現像剤は、良好で安定した
摩擦帯電性が得られ、かつ50,000枚コピー終了後
も初期の画像特性と同等の画像特性が得られた。これに
対し、比較例のものは50,000枚コピー終了後の画
像濃度または地かぶりが悪かった。また現像器の下に酸
化チタンの脱離粒子が堆積していた。さらに感光体の表
面を目視で観察したところ、僅かにフィルミング現象が
発生していた。
【0021】
【発明の効果】本発明のトナーは摩擦帯電特性及び画像
品質が優れており、長時間の複写においても感光体や現
像スリーブあるいはキャリアへのフィルミング現象等、
他の実用特性も問題が無いという効果を奏する。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂と着色剤を含有する
    トナーにおいて表面にアスペクト比が10以上で、体
    積固有抵抗が10Ωcm以下の針状の酸化チタン粒子を
    付着させたことを特徴とする電子写真用トナー。
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