JP3049276B2 - 静電潜像現像用トナー - Google Patents

静電潜像現像用トナー

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JP3049276B2
JP3049276B2 JP2417067A JP41706790A JP3049276B2 JP 3049276 B2 JP3049276 B2 JP 3049276B2 JP 2417067 A JP2417067 A JP 2417067A JP 41706790 A JP41706790 A JP 41706790A JP 3049276 B2 JP3049276 B2 JP 3049276B2
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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、静電記録
法、静電印刷法等の現像プロセスで用いられる静電潜像
現像用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法は、従来から汎く知られてお
り、例えば、以下のようなステップを経て可視像が形成
される。
【0003】 光導電性絶縁体層上をコロナ放電等に
より均一に帯電せしめ、画像露光あるいはレーザー光の
走査露光により選択的に光を照射し、照射部の帯電を消
散せしめて静電潜像を形成する。
【0004】 この潜像をトナーと呼ばれる現像剤に
より可視化して可視像を形成する(現像工程)。
【0005】 可視像を直接あるいは他の紙などの基
体に転写した(転写工程)後、定着する(定着工程)。
【0006】いずれの場合においても、現像剤は、現像
工程、転写工程、定着工程の成否に大きな影響を与え、
ひいては、画像特性、装置のランニングコストなどを決
定づけることから、きびしい特性が要求されている。
【0007】現像剤は、その構成から見て、トナーとキ
ヤリアからなる二成分系現像剤と、トナー自体にキャリ
アとしての機能を具えた一成分系現像剤とに大別され、
現像方式から見てトナーが感光体の潜像担持部に付着さ
れる正規現像方式と、トナーが潜像の非担持面に付着す
る反転現像方式とに大別されるが、いずれの場合もトナ
ーの帯電特性およびその安定な制御が重要な課題とな
る。
【0008】トナー母粒子に対して、非導電性粒子、導
電性粒子、荷電制御剤、顔料等を付着させることにより
帯電量等のトナー特性を調整したり改善することについ
ては、従来から報告されているが、いずれも一長一短が
あったり、本発明とは解決課題および技術的思想を異に
するものである。
【0009】特開平1-112255号公報、同1-113761号公
報、同1-113762号公報、同1-113764号公報:トナー粒子
の表面に、アクリル系重合体等の有機微粒子およびシリ
カ等の無機微粒子を混合、付着させ、帯電性、定着性な
どを改善する。
【0010】特開昭58-68048号公報:トナー粒子の表面
に導電性有機微粉末を付着させ、さらにこの表面に無機
微粉末を付着させて、トナーの高抵抗化を図るとともに
流動性、耐ブロッキング特性を改善する。
【0011】特公昭59-826号公報:トナー粒子の表面に
特定のカーボンブラックを付着させて、高い画像濃度が
得られる導電性トナーを得る。
【0012】特開昭56-81853号公報:トナー粒子の表面
に、シリコン樹脂、フッ素樹脂などの流動性樹脂微粒子
を溶融・付着させ、流動性を改善する。
【0013】特開昭57-129444号公報:磁性トナー粒子
の表面に、高速流動化攪拌法によってカーボンブラック
等の導電性微粒子を付着させ、絶縁性磁気ロール現像方
式によってもカブリの少ない磁性トナーを得る。
【0014】特開昭62-246073号公報:融点が45〜135℃
の結晶性ポリマーを含むトナー粒子の表面に、磁性体、
荷電制御剤等のトナー成分としての微粒子を付着させ、
これに機械的な衝撃力を与えてトナー粒子の表面に微粒
子を打ち込んで保持させることにより、オフセット性な
どの定着特性を改善する。
【0015】特開昭62-246074号公報:圧力定着用トナ
ー粒子の表面に、特定の粒径範囲を有する磁性体、荷電
制御剤等のトナー成分としての微粒子を付着させ、これ
に機械的な衝撃力を与えてトナー粒子の表面に微粒子を
打ち込んで保持させることにより、トナーの圧力定着性
を改善する。
【0016】特開昭62-246075号公報:磁性トナー粒子
に導電性微粒子を付着させ、これに機械的な衝撃力を与
えることによって、トナー粒子の表面層に導電性粒子を
打ち込んで保持させる。この結果、誘電現像方式に適し
た導電性磁性トナーが得られる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、連続プリン
ト時でも安定して画像が得られ、しかも流動性および保
存安定性が改善されたトナーを提供するものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の静電潜像現像用
トナーは、バインダー樹脂を含むトナー母粒子の表面
に、 (A) 導電性微粒子および (B) 非導電性微粒子 を前記(A)と(B)との合計量がトナー母粒子に対し
て0.5〜6.0重量%の量で固着し、さらにこの固着
トナー母粒子の帯電量を±3μC/gを超えて変化させな
い範囲で、(C)弱帯電性微粒子をトナー母粒子に対して
0.2重量%以上の量で外添したことを特徴とする。
【0019】
【実施態様】本発明では、バインダー樹脂を含むトナー
母粒子の表面に、(A)導電性微粒子と(B)非導電性微粒子
の双方が固着される。
【0020】(A)導電性微粒子と帯電性の(B)非導電性微
粒子とを組み合わせてトナー母粒子表面に固着させるこ
とにより、適度の帯電性をトナーに付与することができ
る。しかも、(A)導電性微粒子が固着されトナー表面に
安定に存在することにより、トナー粒子表面と内部に一
種の導電路が形成され、トナーの不用なチャージアップ
が防止されるため、長期にわたって帯電特性が安定し、
画像濃度が安定したトナーとなる。
【0021】さらに、適当量の(C)弱帯電性微粒子を外
添してトナー表面に静電気的に付着させることにより、
画像濃度の安定性を損なうことなく、流動性および保存
安定性を向上させることができた。
【0022】(A)導電性微粒子としては、カーボンブラ
ック、SnO2、SiC、導電性TiO2などが用いられ
る。導電性TiO2は、TiO2微粒子の表面をITOな
どの透明導電膜で被覆したものである。導電性微粒子
は、抵抗が102Ω・cm以下のものが好ましく、また、粒径
は0.2μm以下が望ましい。
【0023】(B)非導電性微粒子は、トナーの帯電性を
制御するものであり、トナーに要求される特性によっ
て、正帯電性または負帯電性のものが用いられる。非導
電性微粒子としては、平均粒径が0.2μm以下のものが好
適であり、具体的には、二酸化珪素、二酸化チタン等の
負帯電性の無機系微粒子やアルミナ等の正帯電性の無機
系微粒子、ポリスチレン、スチレン系共重合物、ポリメ
チルメタクリレート等のアクリル樹脂、各種アクリル共
重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フ
ッ素樹脂およびこれらの架橋物等の有機系微粒子(ビー
ズ)などが用いられる。
【0024】(A),(B)両微粒子は、その合計量として、
トナー母粒子に対して0.5〜6.0重量%固着することが好
ましく、より好ましくは1.5〜4.0重量%である。この固
着量が少なすぎると、母粒子表面に対する添加粒子の被
覆率が小さく添加効果が十分でない。一方、多すぎる
と、母粒子表面に対して過剰添加となり未固定粒子が発
生しやすくなる。
【0025】また、(A),(B)両微粒子の固着割合は、(A)
導電性微粒子の導電性や(B)非導電性微粒子の帯電性お
よび比重にもよるが、重量比で(B)/(A)=0.15〜5.0の範
囲が好ましい。
【0026】本発明では、(A),(B)両微粒子をトナー母
粒子の表面に固着させることが必要であり、単にトナー
母粒子とこれら微粒子とを粉体混合しただけでは、所期
の効果が得られず、安定して高い画像濃度を得ることが
できない。
【0027】トナー母粒子表面へのこれら微粒子の固着
は、例えば、トナー母粒子、(A)導電性微粒子および(B)
非導電性微粒子を同時に均一混合し、トナー母粒子の表
面にこれら微粒子を静電気的に付着させた後、機械的な
衝撃力を与えこれら微粒子をトナー母粒子中に打ち込む
ようにして固定することにより行なわれる。これら微粒
子は、トナー母粒子中に完全に埋設されるのではなく、
その一部をトナー母粒子から突き出すようにして固定さ
れる。その他、「従来の技術」の項に示した各公報に記
載の方法によっても、微粒子をトナー母粒子の表面に固
着させることができる。
【0028】また、先ずトナー母粒子に(A)導電性微粒
子を混合、固着させた後、(B)非導電性微粒子を固着し
てもよく、この逆でもよい。
【0029】本発明では、(A),(B)両微粒子が固着され
たトナー母粒子に対してさらに、(C)弱帯電性微粒子を
外添し、静電気的に付着させる。
【0030】(C)弱帯電微粒子は、トナー母粒子に対し
て0.2重量%添加することが必要であり、これによりト
ナーの流動性および保存安定性が改善される。また、弱
帯電性の添加量は、外添前の固着トナー母粒子の帯電量
を±3μC/gを超えて変化させない量とする。帯電量の
変動が+3μC/gを超えると画像濃度が低くなり、一
方、−3μC/gを超えて変動するとトナーの機内飛散が
発生する。この帯電量の変動範囲を満たすためには、
(C)弱帯電性微粒子の添加量は、0.2〜1.0重量%が好適
である。
【0031】(C)弱帯電性微粒子としては、二酸化珪
素、二酸化チタン、アルミナ等の微粒子が用いられ、平
均粒径が0.2μm以下のものが好適である。本発明のトナ
ー母粒子としては、通常の構成のものが用いられ、例え
ば、バインダー樹脂、着色剤、荷電制御剤、オフセット
防止剤などを配合することができる。
【0032】バインダー樹脂としては、スチレン・アク
リル共重合物等のポリスチレン系樹脂に代表されるビニ
ル系樹脂、ポリエステル系樹脂などが用いられる。
【0033】着色剤としてはカーボンブラックをはじめ
各種の顔料、染料が;荷電制御剤としては第4級アンモ
ニウム化合物、ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタ
ルバイオレット、1,2型クロム合金錯塩染料等が;オ
フセット防止剤、定着向上助剤としては低分子量ポリプ
ロピレン、低分子ポリエチレンあるいはその変性物等の
オレフィンワックスなどが使用できる。
【0034】本発明のトナーは、一成分系現像剤とし
て、また、キャリアと混合して二成分系現像剤として用
いることができるが、特に、非磁性の一成分系または二
成分系現像剤として用いることが好ましい。
【0035】
【発明の効果】本発明のトナーによれば、トナー母粒子
の表面に、(A)導電性微粒子および(B)非導電性微粒子を
固着させ、さらに(C)弱帯電性微粒子を静電付着させこ
とにより、多数枚プリント後も安定して高い画像濃度が
得られるとともに、トナーの流動性および保存安定性を
改善することができる。
【0036】
【実施例】実施例1 スチレン/アクリル酸n−ブチル共重合体(共重合比80/20) 85重量部 カーボンブラック(MA100,三菱化成(株)製) 8重量部 ポリプロピレンワックス(ビスコール550P,三洋化成工業(株)製) 4重量部 荷電制御剤(N-07,オリエント化学工業(株)製) 1重量部
【0037】上記混合物を混練後、ジェットミルで粉砕
し、分級して平均粒径10μmのトナー母粒子を得た。
【0038】このトナー母粒子に、以下の微粒子をヘン
シェルミキサーで十分混合してトナー母粒子の表面に均
一に静電付着させた。
【0039】 カーボンブラック(粒径0.03μm)(商品名EC,アクゾ社製) 0.5重量% ポリスチレン系ビーズ(粒径0.02μm) 3 重量%
【0040】ついで表面処理装置(ハイブリタイザー、
奈良機械製作所製)を用い、機械的衝撃力によりトナー
母粒子の表層にこれら微粒子を固着させ、固着母粒子を
得た。
【0041】この固着トナー母粒子に、負帯電性疎水性
シリカ(粒径0.2μm)(SS-10,日本シリカ(株)製) 0.3
重量%をヘンシェルミキサーで十分混合して静電付着さ
せ、実施例1のトナーを得た。
【0042】実施例2 実施例1と同じ固着トナー母粒子の表面に、同様にして
以下の微粒子を静電付着してトナーを得た。正帯電性疎
水性シリカ(粒径0.02μm)(NVK-2115,ヘキスト社製)
0.3重量%
【0043】比較例1 実施例1と同じ固着トナー母粒子を、微粒子を静電付着
させることなく、そのまま比較例1のトナーとした。
【0044】比較例2 実施例1の固着トナー母粒子に、実施例1と同じ負帯電
性疎水性シリカを0.1重量%静電付着させてトナーを得
た。
【0045】比較例3 実施例1の固着トナー母粒子に、実施例1と同じ負帯電
性疎水性シリカを0.8重量%静電付着させて、トナーを
得た。
【0046】上記の実施例および比較例の各トナーにつ
いて、帯電量をブローオフ帯電量測定装置で測定し、結
果を後記表1に示した。
【0047】次に、平均粒径60μmのフェライトキャリ
ア100重量部に対して、上記の実施例または比較例のト
ナーを4重量部添加して二成分系現像剤とし、改造して
帯電極性を制御した京セラ(株)製F-800レーザビームプ
リンタを用いて、連続プリントし、初期画像濃度および
5000枚連続プリント後の画像濃度をマクベス濃度計で測
定し、その結果を表1に示した。また、併せて、流動
性、保存性を評価し、トナーの機内飛散を目視で観察し
た。
【0048】1) 流動性の評価法(流動性指数) 振動フィル残渣法によった。
【0049】2) 保存性の評価法 50℃で200時間放置後、以下の基準で評価した。 ◎:全く固まらない ○:部分凝集があるが、容易にほぐれる △:凝集が多く、ほぐれない ×:完全に固まる
【0050】3) 機内飛散の評価法 5000枚プリント後、トナー落ちのレベルを目視観察す
る。 ○:全く飛散がない △:少量の飛散トナーが存在する ×:多量に飛散トナーが存在する
【0051】表1の結果から以下のことが判る。 (1) 静電付着微粒子のない比較例1のトナーは、画像濃
度は安定しているが、流動性および保存性が悪い。 (2) これに対し、実施例1および実施例2のトナーは、
画像濃度の安定性に加えて、流動性・保存性も向上して
おり良好であった。 (3) 比較例2のトナーは、静電付着微粒子の添加量が少
ないため、流動性・保存性の改善がなされなかった。 (4) 比較例3は静電付着微粒子の添加量が多いため、帯
電量が比較例1に対して約6μC/g下がり、画像濃度が
高くなった。流動性・定着性は改善されたが、反面、機
内飛散の増大、定着性の悪化が発生した。
【0052】
【表1】
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−77960(JP,A) 特開 平2−126267(JP,A) 特開 昭64−25157(JP,A) 特開 昭64−18153(JP,A) 特開 平1−306865(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダー樹脂を含むトナー母粒子の表
    面に、 (A) 導電性微粒子および (B) 非導電性微粒子 を前記(A)と(B)との合計量がトナー母粒子に対し
    て0.5〜6.0重量%の量で固着し、さらにこの固着
    トナー母粒子の帯電量を±3μC/gを超えて変化させな
    い範囲で、(C)弱帯電性微粒子をトナー母粒子に対して
    0.2重量%以上の量で外添したことを特徴とする静電潜
    像現像用トナー。
  2. 【請求項2】 (C)弱帯電性微粒子が、疎水性シリカで
    ある請求項1記載の静電潜像現像用トナー。
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