JP3038913B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JP3038913B2
JP3038913B2 JP2337540A JP33754090A JP3038913B2 JP 3038913 B2 JP3038913 B2 JP 3038913B2 JP 2337540 A JP2337540 A JP 2337540A JP 33754090 A JP33754090 A JP 33754090A JP 3038913 B2 JP3038913 B2 JP 3038913B2
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一郎 出水
博 深尾
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ミノルタ株式会社
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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷等に於ける
静電荷像を現像する静電荷像現像用トナーに関する。
従来技術 電子写真等においては、トナーとキャリアとの混合系
現像剤を用いたカスケード現像法(アメリカ合衆国特許
(USP)第2297691号、USP第2618552号)もしくは磁気ブ
ラシ現像法(USP第2832311号)によるか、又はトナーの
みからなる現像剤を用いたタッチダウン現像法(USP第4
121931号)、非磁性一成分現像法(USP第3731146号)な
どにより、静電荷像を可視化して又は静電荷像を反転現
像により可視化して高品質な安定した画像をえる。
これらの現像法に適用するトナーとしては、バインダ
ーとしての熱可塑性樹脂に帯電制御剤としての染料、着
色剤としての顔料また離型剤としてワックス等を加えて
混練、粉砕、分級を行い平均粒径が4〜25μmのトナー
粒子としたものが用いられている。そして一般的にトナ
ーに流動性を付与したクリーニング性を向上させたりす
るために無機微粉末が添加される。それらの無機微粉末
の中でも、入手が容易であり、流動性に優れ、キメの細
かい画像が得られるという理由が、シリカが最も汎用さ
れている。
しかし、シリカは、帯電レベルが高く、トナーの帯電
量が高くなりすぎ、画像濃度が低下する問題がある。ま
たトナーに添加されるシリカ粒子は、一般に小粒径であ
り、キャリアと混合して使用されると、シリカ粒子がト
ナー表面に埋め込まれてしまい、流動性が低下するとい
う問題がある。また、シリカは水分を表面に吸着しやす
く、耐湿性に劣り、その問題を防止するために、シリカ
粒子表面に種々の疎水化処理を施す技術が提案されてい
るが、それでも依然として耐環境性の改善が望まれる。
発明が解決しようとする課題 本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、流動
性、帯電性および環境安定性等に優れたトナーを提供す
ることを目的とする。
本発明はさらに、トナーカブリが発生せず、キメ、画
像濃度等に優れた高画質の画像を形成できるトナーを提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段 すなわち、本発明は疎水性シリカと疎水性酸化チタン
をトナー粒子に外添してなり、かつ該疎水性酸化チタン
が一次粒径で10〜20mμmと30〜60mμmにピークを有す
ることを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
さらに本発明は、疎水性シリカと疎水性酸化アルミニ
ウムをトナー粒子に外添してなり、該疎水性酸化アルミ
ニウムが一次粒径で10〜20mμmと30〜60mμmにピーク
を有することを特徴とする静電荷像現像用トナーに関す
る。
本発明に使用するシリカは、通常トナーに添加される
もの、即ち1次粒径で5〜20mμmのもので、疎水化処
理されたものが使用される。例えば、疎水性シリカR−
972(1次粒径16mμm:日本アエロジル社製)、疎水性シ
リカR−974(1次粒径12mμm:日本アエロジル社製)、
疎水性シリカR−976(1次粒径7mμm:日本アエロジル
社製)等種々入手可能である。本発明においては、シリ
カをトナーに対して、0.1〜1.0重量%、好ましくは0.1
〜0.5重量%添加する。その量が0.1重量%より少ない
と、シリカの添加効果がなく、1.0重量%を越えると、
シリカの高い帯電レベル、劣った耐環境性を改良するこ
とはできない。
本発明はさらに従来から使用されているシリカに、疎
水性酸化チタンあるいは疎水性酸化アルミニウム粒子を
加える。疎水性酸化チタンあるいは疎水性酸化アルミニ
ウムはシリカより帯電レベルが低いため、これらの粒子
を添加することにより、シリカの有する高い帯電レベル
を抑制し、画像濃度の低下の問題が改良される。
1次粒径として10〜20mμmにピークを有する疎水性
酸化チタンまたは疎水性酸化アルミニウム粒子(以下、
単に「小粒径粒子」という)を使用するのは、シリカの
有する優れた流動性、画像に対するキメの細かさ等の長
所を活かしつつ、シリカの有する高い帯電レベルを抑制
し、環境安定性を向上させるためである。さらに1次粒
径として30〜60mμmにピークを有する疎水性酸化チタ
ンまたは疎水性酸化アルミニウム粒子(以下、単に「大
粒径粒子」という)を使用するのは、大粒径粒子を添加
することにより、シリカおよび小粒径粒子がトナー粒子
に埋まり込むことを有効に防止し、流動性、帯電安定性
を長期に渡って維持するためである。特に、カラーコピ
ー用複写機に使用される、透光性カラートナーは、その
透光性を確保するために、通常の黒トナーに使用する結
着樹脂に比べ、より分子量の低い、従ってより柔らかい
結着樹脂が使用されているので、シリカあるいは小粒径
粒子のトナーへの埋まり込みの問題がより顕著となる。
本発明はこのような透光性カラートナーにも有効であ
る。
トナーに添加される大粒径粒子および小粒径粒子の合
計量は、トナーに対して0.2〜3.0重量%、好ましくは0.
2〜2.0重量%である。0.2重量%より少ないと、それら
の微粒子の添加の効果が得られず、3.0重量%より多い
と、帯電レベルが低くなりすぎるという問題が生じる。
小粒径粒子と大粒径粒子の混合割合は、1:9〜1:1、好
ましくは1:4〜2:3である。大粒径粒子が1:9の割合より
大きい流動性、帯電性、画像におけるキメの細かさ等の
改善が十分に行われず、大粒径粒子の割合が1:1より小
さいと、トナーがキャリアと混合攪拌されていると、シ
リカあるいは小粒径粒子がトナー粒子中に埋め込まれる
ことが、有効に防止されないため、流動性の劣化、トナ
ー帯電量の上昇に伴う複写画像濃度の低下等の問題が生
じる。
本発明の無機微粉末をトナーに含有させるには、トナ
ーと無機微粒子とを通常の割合でブレンダーやミキサー
にて混合攪拌してトナー表面に無機微粉末を一様に付着
させる等公知の方法を適用すればよい。
本発明の無機微粉末後処理剤が添加されるトナーは一
般に少なくともアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ
エステル樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂またはエ
ポキシ樹脂等のバインダー樹脂、着色剤からなる微小粒
子で、磁性キャリア粒子とともに二成分で使用するも
の、トナーを非磁性一成分で使用するもの、トナー内部
に磁性剤を含有させたトナー(磁性トナー)として一成
分で使用するもの等存在するが、本発明はいずれとトナ
ーにも適用できる。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
チタン製造例1 1次粒径50mμmの二酸化チタン(MT600B;テイカ社
製)と1次粒径15mμmの二酸化チタン(MT150A;テイカ
社製)を7(MT600B):3(MT150A)の割合で混合した。
この混合物100重量部を、下記構造式[i]: をしたシリコンオイル5重量部をキシレン50重量部で希
釈した溶液でスプレー塗布した。乾燥後、得られた二酸
化チタンを150℃1時間加熱処理し、疎水化処理された
二酸化チタンAを得た。
チタン製造例2 1次粒径50mμmの二酸化チタン(MT600B;テイカ社
製)100重量部、下記構造式[i] をしたシリコンオイル5重量部をキシレン50重量部で希
釈した溶液でスプレー塗布した。乾燥後、得られた二酸
化チタンを150℃1時間加熱処理し、疎水化処理された
二酸化チタンBを得た。
キャリアの製造例 スチレン、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート、メタクリル酸からなるスチレン−ア
クリル系共重合体(1.5:7:1.0:0.5)80重量部をブチル
化メラミン樹脂20重量部をトルエンで希釈し、固形比2
%のスチレンアクリル樹脂溶液を調合した。
芯材として焼成フェライト粉(F−300;平均粒径:50
μm、嵩密度:2.53g/cm3;パウダーテック社製)を用
い、上記スチレンアクリル樹脂溶液をスピラーコーター
(岡田精工社製)により塗布し、乾燥した。得られたキ
ャリアを熱風循環式オーブン中にて140℃で2時間放置
して焼成した。冷却後、フェライト粉バルクを目開き21
0μmと90μmのスクリーンメッシュを取り付けたフル
イ振盪器を用いて解砕し、樹脂コートされたフェライト
粉とした。このフェライト粉に対し、上記塗布、焼成、
解砕をさらに3回繰り返した(1次焼成)。
1次焼成で得られたフェライト粉を上記オーブン中に
て170℃で3時間焼成した(2次焼成)。冷却後、フェ
ライトバルクを上記と同様に解砕し、樹脂被覆キャリア
を得た。
得られたキャリアの平均粒径は52μm、被覆樹脂量
(Rc)は2.95%、熱分解ピーク温度は295℃、電気抵抗
は約4×1010Ωcmであった。
なお、被覆樹脂量(Rc)は以下のようにして求めた。
樹脂被覆キャリア約5g、あらかじめ重量W0(g)を精
秤した10ccの磁性ルツボに入れ、全体の重量W1(g)を
精秤する。このルツボをマッフル炉に入れ、毎分15度の
スピードで900℃まで昇温し、900℃に保った状態で3時
間放置し、被覆樹脂を燃焼させ、その後、常温まで放冷
する。常温に達した後、直ちにキャリアの入ったルツボ
の重量W2(g)を精秤する。被覆樹脂量(Rc)は、下記
式で求められる。
キャリア粒径の測定はマイクロトラック社のレーザ回
折式粒度分布測定器を使って測定した。
嵩密度の測定は、蔵持科学器械製作所製嵩比重測定器
を用いてJIS Z 2504に従って測定した。
熱分解ピーク温度は、熱分析機(セイコー電子社製、
SSS−5000)によるDSC曲線から求めた。
実施例1 ・熱可塑性ポリエステル樹脂(Mn:約6100、Mw:約20250
0) 100重量部; ・カーボンブラックMA100(三菱化成社製) 4重量部; ・スピロンブラックTOH(保土ケ谷化学工業社製) 3重量部; ・ビスコール550P(三菱化学社製) 5重量部; 上記材料をヘンシェルミキサーで十分混合し、二軸押
出機で混練後、冷却した。混練物を粗粉砕し、その後ジ
ェット粉砕機と風力分級機を用い、粒径4〜20μm(平
均粒径10.5μm)の粒子1を得た。
次に、上記で得られた粒子1に対して、チタン製造例
1で得られたチタンAを0.8重量%および疎水性シリカ
(R−972:日本アエロジル社製)を0.2重量%を使用
し、ヘンシェルミキサー中で粒子1に付着させ、トナー
を得た。
実施例2 ・熱可塑性ポリエステル樹脂(Mn:約4300、Mw:約1270
0) 100重量部; ・シアン染料Lionol Blue FG−7350(東洋インキ社製) 3重量部; ・荷電制御剤ボントロンE−84(オリエント化学工業社
製) 3重量部; 上記材料を実施例1と同様にして、粒径4〜20μm、
平均粒径10.2μmの粒子2を得た。
次に、上記で得られた粒子2に対して、チタン製造例
1で得られたチタンAを1.0重量%およびシリカ(R−9
72:日本アエロジル社製)を0.2重量%使用し、ヘンシェ
ルミシサー中で粒子2に付着させ、トナーを得た。
比較例1 粒子1に対して、チタン製造例2で得られたチタンB
を0.8重量%およびシリカ(R−972:日本アエロジル社
製)を0.2重量%使用し、ヘンシェルミキサー中で粒子
1に付着させ、トナーを得た。
比較例2 粒子1に対して、チタン製造例2で得られたチタンB
を1.0重量%およびシリカ(R−972:日本アエロジル社
製)を0.5重量%使用し、ヘンシェルミキサー中で粒子
1に付着させ、トナーを得た。
比較例3 粒子1に対して、チタン製造例2で得られたチタンB
を0.8重量%使用し、ヘンシェルミキサー中で粒子1に
付着させ、トナーを得た。
比較例4 粒子1に対して、シリカ(R−972:日本アエロジル社
製)を0.4重量%使用し、ヘンシェルミキサー中で粒子
1に付着させ、トナーを得た。
比較例5 粒子2に対して、チタン製造例2で得られたチタンB
を1.0重量%およびシリカ(R−972:日本アエロジル社
製)を0.2重量%使用し、ヘンシェルミキサー中で粒子
2に付着させ、トナーを得た。
以上のトナー〜の調製を表1にまとめた。
諸特性に対する評価 トナーサンプル〜とキャリアを8/92(重量比)の
割合で混合し、現像剤を調製した。この現像剤の帯電量
を測定するとともに、トナーサンプル、〜は複写
機EP−570(ミノルタカメラ社製)を、トナーサンプル
、はEP−570をオイル塗布ローラータイプの定着機
に改良した複写機を用い、画像上のカブリ、キメ、I.D.
を評価した。
・画像上のカブリ 前記した通り各種トナー及びキャリアの組み合せにお
いて、上記複写機を用いて画出しを行った。画像上のカ
ブリについては、白地画像上のトナーカブリを評価し、
ランク付けを行った。△ランク以上で実用上使用可能で
あるが、○以上が望ましい。
・画像上のキメ 前記した通り各種トナー及びキャリアの組み合せにお
いて、上記複写機を用いて画出しを行った。画像上のキ
メについては、ハーフ画像上のキメを評価し、ランク付
けを行った。△ランク以上で実用上使用可能であるが、
○以上が望ましい。
・画像濃度(I.D.) 上記と同様の条件で適性露光条件下でコピーし、I.D.
の評価を行なった。ベタ部の画像濃度をサクラ濃度計に
より測定してランク付けを行った。△ランク上で実用上
使用可能であるが○以上が望ましい。
・トナー流動性の評価 トナー流動性は嵩密度を用いて評価した。
嵩密度(g/cc);0.360以上 :○ 0.340〜0.360:△ 0.340以下 :× とランク付けし、△ランク以上で実用可能であるが、○
ランクが望ましい。
・帯電の環境変動 現像剤を10℃、15%の環境下で24時間保管後の帯電量
(QLL)および30℃、85%の環境下で24時間保管後の帯
電量(QHH)を求め、 その差△Q; △Q=QLL−QHH(μC/g) を求め、以下のごとくランク付けを行なうことにより、
帯電の環境変動を評価した。
以上の評価結果を表2にまとめた。
×は環境変動が大きく実用不可であることを、△以上
で実用上使用可能であるが、○以上が望ましいことを示
す。
発明の効果 本発明に従い、疎水性シリカにさらに1次粒径として
10〜20mμmと30〜50mμmの2つにピークを有する疎水
性酸化チタン又は疎水性酸化アルミニウムを添加するこ
とによりトナーの適正な帯電レベルが達成され、かつ流
動性、帯電安定性、環境安定性に優れ、画質(カブリ、
キメ等)に優れたトナーとすることができる。
フロントページの続き (72)発明者 深尾 博 大阪府大阪市中央区安土町2丁目3番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭64−10269(JP,A) 特開 昭62−174772(JP,A) 特開 平2−108069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08 - 9/097

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】疎水性シリカと疎水性酸化チタンをトナー
    粒子に外添してなり、かつ該疎水性酸化チタンが、一次
    粒径で10〜20mμmにピークを有する疎水性酸化チタン
    と30〜60mμmにピークを有する疎水性酸化チタンとか
    らなることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 【請求項2】前記疎水性酸化チタンの総添加量がトナー
    粒子に対して0.2〜3重量%であることを特徴とする請
    求項1記載の静電荷像現像用トナー。
  3. 【請求項3】前記疎水性シリカの一次粒径が5〜20mμ
    mであり、該疎水性シリカの添加量がトナー粒子に対し
    て0.1〜1重量%であることを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 【請求項4】前記トナー粒子が透光性カラートナー粒子
    であることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに
    記載の静電荷像現像用トナー。
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DE602004028992D1 (de) 2003-07-30 2010-10-21 Canon Kk Hydrophobische, inorganische Teilchen enthaltender Toner
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