JP3225093B2 - 電子写真用二成分系トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関
し、より詳細には、静電式複写機やレーザービームプリ
ンタ等のいわゆるカールソンプロセスを応用した画像形
成に使用される電子写真用トナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーとキャリアとを含む二成分
現像剤を用いた磁気ブラシ現像法は以下の工程にて画像
を形成する。 （ａ）まず、電子写真用トナーを含む現像剤を、内部に
磁極を備えた現像スリーブの外周に保持させていわゆる
磁気ブラシを形成する。

【０００３】（ｂ）この磁気ブラシを、表面に静電潜像
が形成された感光体に摺接させて、上記電子写真用トナ
ーを静電潜像に静電付着させることで、トナー像に顕像
化する。 （ｃ）上記トナー像を、感光体表面から紙上に転写し、
さらに定着ローラによって紙上に定着させて画像形成が
完了する。

【０００４】上記画像形成に使用される電子写真用トナ
ーとしては、結着樹脂中にカーボンブラック等の着色剤
や電荷制御剤等を配合し、これを所定の粒度に造粒した
ものが用いられる。このような従来の電子写真トナーに
おいては、裏汚れや、定着ローラの汚れ等のいわゆるオ
フセットの発生、定着温度が低い場合におけるトナー像
の紙への定着不良、熱特性が不十分であるために発生す
るブロッキングが発生しトナーボタル、クリーニング不
良が発生する。

【０００５】このような問題をなくすため、特願平２ー
１９７３６９には、スチレン−アクリル樹脂を結着樹脂
としスチレン−アクリル樹脂の分子量分布およびスチレ
ン量、酸価を特定することにより上記問題を解消するこ
とが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、高画
質が要求されてきており、トナーは小粒径化が進んでき
ている。よって、特願平２ー１９７３６９で特定されて
いる樹脂酸価ではトナーが小粒径の場合、現像量が少量
のため耐熱性が向上しすぎて定着性が悪くなる。 本発
明は、以上の事情に鑑みてなされたものであって、定着
性、耐オフセット性、耐環境性に優れた電子写真用トナ
ーを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための本発明によれば、結着樹脂として酸価が
７．５〜３０５〜３０ｍｇ／ｇの範囲内であるスチレン
−アクリル系共重合体を使用し、疎水化処理されたシリ
カ微粉末と疎水化処理されたアルミナ微粉末とをトナー
粒子に混合分散することを特徴とする中心粒径８μｍ以
下の電子写真用二成分系トナーが提供される。

【０００８】本発明の中心粒径８μｍ以下の電子写真用
二成分系トナーにおいて、スチレン−アクリル系共重合
体の酸価を７．５〜３０ｍｇ／ｇの範囲に限定したの
は、酸価が７．５ｍｇ／ｇ未満では耐熱性が十分でなく
現像器内で融着をおこし現像剤の流動を妨げる。またト
ナースペントが発生し、結果としてカブリ、トナー飛散
が発生する。逆に酸価が３０ｍｇ／ｇを越えた場合は耐
熱性が向上しすぎて定着性が劣る。

【０００９】ここでいう酸価とは、スチレン−アクリル
系共重合体１ｇ中に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに
必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）のｍｇ数を示す。上記
酸価の範囲内にあるスチレン−アクリル系共重合体を結
着樹脂としたトナーに外添剤として疎水化処理されたシ
リカ微粉末、疎水化処理されたアルミナ微粉末を用いる
ことが本発明のもう一つの特徴である。すなわち、疎水
化処理されたアルミナ微粉末を使用することにより、低
温低湿境下での過帯電を防止すると共に、疎水化処理さ
れているために、高温高湿環境下における帯電量低下を
防止することができる。また、疎水化処理されたシリカ
微粉末を併用することにより、流動性が向上し、現像器
内の耐ブロッキング性が向上する。

【００１０】以下、本発明の電子写真用二成分系トナー
を詳細に説明する。本発明におけるスチレン−アクリル
系共重合体の酸価を上記範囲内にするには、共重合体中
のアクリル成分のうち、アクリル酸エステルとアクリル
酸との量比を調整する。本発明におけるシリカ微粉末と
しては、例えばシリカ微粉末の表面を（ポリ）アルキル
基、（ポリ）アルキルシリル基、（ポリ）アルキルシラ
ン、シリコーンオイル等で処理されたものがあげられ
る。特に（ポリ）アルキルシランで表面を疎水化処理さ
れたシリカ微粉末があげられ、一次粒径においては、１
３ｎｍ以下が良い。

【００１１】この疎水化処理されたシリカ微粉末の添加
量は、トナー総量に対して０．０１〜５重量％、好まし
くは０．０５〜１重量％である。添加量が上記範囲より
多い場合は、疎水化処理されたアルミナ微粉末を使用し
て低温低湿環境下における帯電量の上昇を防止する効果
が低減されやすい。一方、添加量が上記範囲より少ない
場合は、シリカ微粉末を外添して流動性を向上させる効
果が期待できない。

【００１２】疎水化処理されたアルミナ微粉末として
は、トナー粒子との摩擦帯電量が従来のトナー添加剤と
比較して小さな値（ブローオフ法による摩擦帯電量が０
〜−３０μｃ／ｇ）を保ち、かつ高い疎水化度（メタノ
ール適定法による疎水化度が５０％以上）を備えたもの
が好ましい。疎水化処理は、例えば式：C8F17SO2NEt(CH
2)3Si(OEt)3 （式中、Ｅｔはエチル基を示す）とジメチ
ルシリコーンとで処理されたものがあげられる。粒径は
０．００５〜０．０５０μｍであるのが適当である。

【００１３】また、疎水化アルミナ微粒子の添加量は、
トナー総量に対して０．０１〜５重量％、好ましくは
０．０５〜１重量％である。添加量が上記範囲より少な
い場合、シリカ微粉末による低温低湿環境下での帯電量
上昇を防止しにくくなる。一方、添加量が上記範囲より
も多い場合、帯電量が低下し、カブリ、トナー飛散が発
生しやすくなる。

【００１４】本発明におけるトナー粒子は上記酸価の範
囲内にある結着樹脂、着色剤、電荷制御剤、離型剤（オ
フセット防止剤）等の添加剤を配合し、適当な粒径に造
粒して製造されるものである。着色剤としては、種々の
着色顔料、体質顔料、導電性顔料、磁性顔料、光電性顔
料等があげられる。これらは用とに応じて、１種または
２種以上の組み合わせ使用される。

【００１５】着色顔料としては、以下にあげられるもの
が好適に使用される。 黒色 ファーネスブラック。、チャンネルブラック、サーマ
ル、ガスブラック、オイルブラック、アセチレンブラッ
ク等のカーボンブラック、ランプブラック、アニリンブ
ラック。

【００１６】白色 亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。 赤色 ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、パーマ
ネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッ
ド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッド
Ｄ、ブリリアンカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダ
ミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミ
ン３Ｂ 橙色 赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、ピラゾロオレンジ、バルカンオレンジ、インダ
ンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレン
ジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ。

【００１７】黄色 黄鉛、亜鉛華、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネ
ラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネー
ブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザーイエ
ローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロー
Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレー
キ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレー
キ。

【００１８】緑色 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ。 青色 紺青、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部分塩素化
物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢ
Ｃ。

【００１９】紫色 マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオ
レットレーキ。体質顔料としては、パライト粉、炭酸バ
リウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、
アルミナホワイト等があげられる。導電性顔料として
は、導電性カーボンブラックやアルミニウム粉等があげ
られる。

【００２０】磁性材料としては、各種フェライト、例え
ば、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ-Fe2O3)、酸化
亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O13)、酸化
鉄カドミウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガトリニウム(Gd3Fe5O
4)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PdFe12O19)、酸化鉄
ネオジム(NdFeO3)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄
ランタン(LaFeO3)、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等が
あげられる。

【００２１】光導電性顔料としては、酸化亜鉛、セレ
ン、硫化カドミウム、セレン化カドミウム等があげられ
る。着色剤は、結着樹脂１００重量部に対して１〜３０
重量部、好ましくは２〜２０重量部の割合で使用され
る。電荷制御剤としては、トナーの極性に応じて、正電
荷制御用と負電荷制御用の２種の電荷制御剤が用いられ
る。

【００２２】正電荷制御剤の電荷制御剤としては、塩基
性窒素原子を有する有機化合物、例えば塩基性染料、ア
ミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合
物、アミノシラン類等や、上記化合物で表面処理された
充填剤等があげられる。負電荷制御用の電荷制御剤とし
ては、カルボキシ基を含有する化合物（例えばアルキル
サリチル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸石
鹸、ナフテン酸金属塩等があげられる。

【００２３】電荷制御剤は、結着樹脂１００重量部に対
して０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部
の割合で使用される。離型剤（オフセット防止剤）とし
ては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪族
類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリ
コーンオイル、各種ワックス等があげられる。中でも、
重量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系
炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピ
レン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭
素原子数４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオ
レフィン重合体等の１種または２種以上の組み合わせが
適当である。

【００２４】離型剤は、結着樹脂１００重量部に対して
０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部の割
合で使用される。トナー粒子は、以上の各成分を乾式ブ
レンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等におよっ
て均質に予備混練して得られた混合物を、例えばバンバ
リーミキサー、ロール、１軸または２軸の押し出し混練
装置等の混練装置を用いて均一に溶融混練した後、得ら
れた混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて分級するこ
とで製造される他、件だ苦渋号法等により製造すること
もある。

【００２５】トナー粒子の粒径は、３〜３５μｍ、好ま
しくは５〜２５μｍであるのが適当であり、小粒径トナ
ーの場合は４〜１０μｍ程度の粒径で使用される。トナ
ー粒子と上記シリカ微粉末、上記アルミナ微粉末からな
る混合物を、ガラスビーズや酸化または未酸価の鉄粉、
フェライト等の未被覆キャリア、または鉄、ニッケル、
コバルト、フェライト等の磁性体をアクリル系重合体、
フッ素樹脂系重合体、ポリエステル等の重合体を被覆し
た被覆キャリアと混合して現像剤とする。上記キャリア
は一般に５０〜２００μｍの粒径を有している。また二
成分現像剤を用いる場合は、トナー濃度は２〜１５重量
％であるのが好ましい。

【００２６】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明の
電子写真用トナーをより詳細に説明する。 実施例１ （成分） （配合量） スチレン−アクリル共重合体（酸価７．７） ８５重量％ カーボンブラック １０重量％ オフセット防止剤 ３重量％ 含クロムアゾ系染料 ２重量％ 以上の成分を２軸混練機で溶融混練し、ジェットミルで
粉砕し空気分級によって平均粒径７．８μｍのトナー粒
子を得た。このトナー粒子に疎水化処理したシリカ微粉
末（商品名「キャボットＴＳ−７２０」 キャボット社
製）および疎水化処理したアルミナ微粉末（商品名「Ｒ
ＦＴ−Ｓ」 日本アエロジル社製）をそれぞれトナー総
量に対して０．２重量％及び０．３重量％の割合で混合
分散してトナーを得た。 実施例２ スチレン−アクリル共重合体として、酸化７．７のもの
に代えて酸化２８．９のものを用いた他は実施例１と同
様にしてトナーを得た。 比較例１ 表面添加剤として疎水性シリカ微粉末のみをトナー総量
に対して０．２重量％用い、結着樹脂として酸化が７．
０ｍｇ／ｇのスチレン−アクリル共重合体を用いた他は
実施例１と同様にしてトナーを得た。 比較例２ 表面添加剤として疎水性シリカ微粉末のみをトナー総量
に対して０．２重量％用い、結着樹脂として酸化が３
０．３ｍｇ／ｇのスチレン−アクリル共重合体を用いた
他は実施例１と同様にしてトナーを得た。 〈評価試験〉各実施例および比較例で得たトナーについ
て、それぞれ平均粒径が８０μｍのフェライトキャリア
を配合し、均一に攪拌混合してトナー濃度が４％の２成
分現像剤を作製した。そして、三田工業株式会社製の電
子写真複写機（商品名「ＤＣ−１２０５）を用いて、２
００００枚印刷を行い評価した。

【００２７】

【表１】

【００２８】各試験方法は以下の通りである。 （１）画像濃度測定 反射濃度計（東京電色社製ＴＣ−６Ｄ）を用いて測定し
た。 （２）カブリ濃度測定 前記と同じ反射濃度計を用いて、複写画像の余白部分の
濃度を測定して、カブリ濃度とした。

【００２９】（３）トナー飛散 複写機内の状態および複写物の表面を目視で判断し、以
下の基準で評価した。 ○：トナー飛散なし △：わずかにトナー飛散あり ×：トナー飛散あり （４）スペント率 ２００００枚印刷後の現像剤を界面活性剤で洗浄してト
ナーを除去し１００ｇ秤量した。ついで、秤量したキャ
リアをトルエンで洗浄して、キャリアに付着したスペン
トトナーを除去した。スペントトナーを除去したキャリ
アを乾燥して秤量した（これをＡｇとする）。

【００３０】

【数１】

【００３１】（５）定着性 複写物を重りで擦り、擦られることにより複写物の濃度
が下がるか目視で判断した。 （６）耐ブロッキング性 ２００００枚印刷後の現像器の中を目視で判断し、以下
の基準で評価した。 ○：ブロッキングなし（トナー融着物なし） △：わずかにブロッキングあり ×：ブロッキングあり 表１から、実施例１、２では、スペント率が低く定着
性、耐ブロッキング性に優れており結果としてカブリの
ない良い画像が得られている。

【００３２】比較例１においてはスペント率が多く現像
剤の帯電性が低下しカブリ、トナー飛散が発生してい
る。比較例２においては酸価が高いため複写機の定着温
度では十分に溶融していないと考えられる。

【００３３】

【本発明の効果】本発明の電子写真用二成分系トナー
は、トナー本体に含有される結着樹脂であるスチレン−
アクリル系共重合体の酸価を特定し、トナー粒子の外添
剤として疎水化処理されたシリカ微粉末および疎水化処
理されたアルミナ微粉末を用いることにより、高い耐熱
性を有すると共にトナーのキャリア汚染を防止すること
ができ、流動性の向上、低温低湿環境下および高温高湿
環境下においても帯電性が安定しカブリ、トナー飛散等
の発生しない効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石丸 聖次郎 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田 工業株式会社内 審査官 菅野 芳男 (56)参考文献 特開 平４−73659（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−129866（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−152552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174772（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−59565（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130329（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結着樹脂として酸価が７．５〜３０ｍｇ
   ／ｇの範囲内であるスチレン−アクリル系共重合体を使
   用し、疎水化処理されたシリカ微粉末と疎水化処理され
   たアルミナ微粉末とをトナー粒子に混合分散することを
   特徴とする中心粒径８μｍ以下の電子写真用二成分系ト
   ナー。