JPH0290176A

JPH0290176A - 電子写真用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH0290176A
Application number: JP63241274A
Authority: JP
Inventors: Satoru Murakami; 悟村上; Yoshito Nihei; 義人仁平; Kazuharu Shimoyama; 下山　一春; Yukio Takahashi; 幸雄高橋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1988-09-27
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2791560B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
写真用トナーと、その製造方法と、電子写真用現像剤と
に関する。

〈従来の技術〉電子写真装置における静電荷像現像における現像用トナ
ーとしては、キャリヤを使用しないｌ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。

これら】成分系および２成分系トナーは、通常、以下の
ようにして製造される。

まず、樹脂、ワックス、顔料、荷電制御剤等を混合し、
溶融混線・冷却後、粉砕・分級して荷電性トナー粒子を
得る。　この荷電性トナー粒子に流動化剤や抵抗制御剤
等を外添し、ヘンシェルミキサー等で混合してトナー表
面に流動化剤を付着させる。

流動化剤としては、特開昭４６−５７８２号公報等に示
されるようなシリカ微粒子が一般的であり、このような
シリカ微粒子の平均粒径は０．０１〜５μｍ程度である
。

また、抵抗制御剤としては、酸化チタン等の金属酸化物
微粒子が一般的であり、これらも上記とほぼ同等の平均
粒径で用いられる。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、このような従来の電子写真用トナーでは、連続
的に何万枚もの複写を続けると、画像濃度が経時変化し
、カブリが増加し、機内汚れが生じてしまう。

これは、トナーの帯電の安定性に問題があり、またトナ
ー補給時において帯電が迅速に立ち上がらない等に起因
するものであると考えられる。

本発明の目的は、ｌ・ナーの帯電安定性にすぐれ、帯電
の立ち上がり特性が迅速で、連続複写時において、画像
濃度の変化がなく、カブリが少なく、機内汚れの少ない
電子写真用トナーと、その製造方法と、それを用いた現
像剤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、下記の（１）〜（５）の本発明によ
って達成される。

（１）荷電性トナー粒子表面に、平均粒径が０．０１〜
５μｍの金属酸化物微粒子を固着一体化したことを特徴
とする電子写真用トナー（２）さらにシリカ微粒子を含
有する上記（１）に記載の電子写真用トナー（３）荷電性トナー粒子と平均粒径が０．０１〜５μの
金属酸化物微粒子とを機械的歪力をかけて混合し、前記
荷電性トナー粒子表面に、前記金属酸化物微粒子を固着
一体化したことを特徴とする電子写真用トナーの製造方
法。

（４）荷電性トナー粒子にシリカ微粒子を外添混合し、
このトナーと、上記（３）に記載の製造方法で得られた
トナーとを混合することを特徴とする電子写真用トナー
の製造方法。

（５）上記（１）ないしく４）のいずれかに記載の電子
写真用トナーと、キャリア粒子とを含有することを特徴
とする電子写真用現像剤。

く作用〉本発明では、荷電性トナー粒子に金属酸化物微粒子を機
械的歪力下で混合することにより、金属酸化物微粒子を
トナー粒子に分散よく固着させることができ、この結果
帯電の立ち上がりが格段と迅速になる。

〈発明の具体的構成〉本発明における金属酸化物微粒子は、金属、すなわち［
、ｉ、Ｂｅ、Ｎａ−Ａｆｆ、Ｋ　〜Ｇ　ｅ、Ｒｂ−５ｂ
、Ｃｓ−Ｐｏの１種以上の酸化物であれば特に制限はな
い。

ただ、この金属酸化物は、いわゆる抵抗制御剤として、
あるいはこれに加えて研摩剤等としても機能させるもの
であるので、その点での効果と入手のしやすさの点から
、酸化チタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロン
チウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、酸
化亜鉛、酸化セレン、酸化アルミニウム、酸化セリウム
、酸化ジルコニウム、酸化クロム等が好ましい。

本発明において、上記金属酸化物微粒子の体積平均粒子
径は、０．０１〜５μｓ、好ましくは０．０１〜４μｓ
である。

粒子径が上記範囲未満であると帯電の立ち上がり特性が
不十分となる。　上記範囲を超えるとカブリや解像力等
の画質劣化の要因となる。

なお、体積平均粒子径の測定にはコールタ−カウント法
を用い、測定値の体積粒子径の５０％平均粒子径を求め
ればよい。　なお、この際、電解液としては、イソトン
ＩＩ　（コールタ−エレクトロニクス社製）を用い、例
えばアパーチャー径ｌＯＯμｓのコールタ−カウンタＴ
Ａ−ＩＴ　（同社製）により測定すればよい。

あるいは、１戸程度以下の場合には、電子顕微鏡観察に
より体積平均粒子径を求める。

このような金属酸化物微粒子は、電子写真用トナー中に
計０．１−１０重量％、特に０．１〜５重量％含有され
る。

用いる荷電性トナー粒子としては、１成分系あるいは２
成分系現像剤用の公知の荷電性トナー粒子のいずれを用
いた場合であってもよいが、本発明は２成分系現像剤に
適用する場合に特に高い効果を発揮する。

用いる２成分系現像剤用のトナー粒子に特に制限はない
が、画像濃度、解像力、階調性等の優れた高画質のトナ
ー像を得るために、下記のようなトナー粒子を用いるこ
とが好ましい。

体積平均粒径は、５〜２５μｍ１特に８〜１５戸である
ことが好ましい。　この値が上記範囲未満であると、カ
ブリの悪化、クリーニング不良が発生し、コスト的にも
不利となり、また、上記範囲を超大ると、解像力の悪化
、トナー飛散が問題となる傾向にある。

トナー粒子の帯電極性は、用いる感光体の材質や現像プ
ロセス等により適当な極性を選択すればよい。

トナー粒子は樹脂および着色剤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。

ｌ・ナー粒子に用いる樹脂は、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（、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。

着色剤は、目的に応じて選択すればよ（、特に制限はな
い。　好適な着色剤とし、では、例えば、以下のような
ものが挙げられる。

カーボンブラック、アセチレンブラック、ヂャンネルブ
ラック、アニリンブラック等の黒色顔料：ダイヤライトエローＧＲ、バリオトールエロー１０９０
等の黄色顔料；パーマネントレッドＥ５Ｂ、ローダミン２Ｂ等の赤色顔
料；銅フタロシアニン、コバルトブルー等の青色顔料；ピグメントグリーンＢ等の緑色顔料；ピラゾロンオレンジ等の橙色顔料。

このような着色剤の含有量は、トナー粒子の樹脂１００
重量部に対し１〜ＩＯ重量部程度であることが好ましい
。

なお、これらのような着色剤を用いず、あるいはこれに
加え、磁性粉を着色剤として用いて、１成分系トナーと
してもよい。

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１等に応じて公知の適当な荷電制御剤を選択すれ
ばよ（、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、トナー粒子の樹脂１
００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、非磁性トナー粒子の樹脂１００重置部に対し１〜７
重量重量部子あることが好ましい。

また、必要に応じ、磁性トナー粒子とする場合、含有さ
れろ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重量部程置部有されることが好ましい。

なお、荷電性トナー粒子には、これらの他、抵抗調整剤
等が含有されていてもよい。

荷電性トナー粒子は、通常のトナー製造法により製造す
ればよく、側光ば、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着色剤、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徂扮砕する。　次いで、ジェット
ミル、オングミル等により微粉砕した後、好ましくは上
記体積平均粒径範囲になるように分級し、て荷電性トナ
ー粒子を得る。

本発明では、上記したような荷電性トナー粒子表面に金
属酸化物微粒子を固着一体化し、トナーとする。

本発明において荷電性トナー粒子に金属酸化物微粒子を
固着一体化するとは、トナー粒子表面に金属酸化物微粒
子が埋め込まれた状態にすることを意味する。　すなわ
ち、電子顕微鏡により観察したとき、トナー粒子表面に
金属酸化物微粒子が埋め込まれた状態であることが確認
でき、固着一体化したものについて分離することはきわ
めて困難であり、実質的に一体化している状態を保つも
のである。

このような構造を有するトナーは、きわめてすぐれた帯
電立ち上り特性と帯電安定性とを示す。

この場合、金属酸化物微粒子を固着一体化することなく
、ヘンシェルミキサーやグラインドミキサー、あるいは
Ｖブレンダーやナウタミキサー等にて混合し、トナー粒
子に金属酸化物微粒子を付着させただけでは、帯電立ち
上り特性や帯電安定性は極端に悪化する。

荷電性トナー粒子と金属酸化物微粒子とを一体化するた
めには、両粒子を混合する際に圧力を印加することが好
ましい。　圧力印加手段に特に制限はなく、上記のよう
な一体化された状態とすることができればどのような圧
力印加手段を用いてもよいが、本発明では粒子を乾式の
状態で使用でき、しかもコスト的に有利であることから
、機械的な歪力を印加する手段を用いることが好ましい
。

機械的な歪力とは、衝撃力を主体とする機械的エネルギ
ーを粒子間に与え、場合によってはメカノケミカル的な
反応を起こさせるものである。　このような機械的な歪
力を印加する装置としては、例えば、特開昭６３−４２
７２８号公報等に記載されているような粉粒体処理装置
であり、具体的にはホンカワミクロン社製のメカノフュ
ージョンシステムや奈良機械製作所社製のパイプリダイ
ゼーションシステム等が好適である。

このようにして得られる表面に金属酸化物微粒子を固着
したトナー粒子において、固着された金属酸化物微粒子
の含有量は、好ましくは０．０５〜ＩＯ重潰％、より好
ましくは０，１〜５重量％である。　微粒子の固着量が
上記範囲となると本発明の効果はきわめてすぐれたもの
となる。

本発明の電子写真用トナーは、このように金属酸化物微
粒子を表面に固着した荷電性トナー粒子のみから構成さ
れていてもよい。　あるいは金属酸化物微粒子を表面に
固着した荷電性トナー粒子と、金属酸化物微粒子を表面
に固着しない荷電性トナー粒子とを混合して用いてもよ
い。

後者の場合には、金属酸化物微粒子を表面に固着しない
荷電性トナー粒子に、ヘンシェルミキサー等により外添
剤を添加付着させ、これを金属酸化物微粒子を表面に固
着した荷電性トナー粒子と混合することが好ましい。　
これにより、外添剤の分散性が向上し、外添剤の機能が
より一層有効に発揮され、しかも帯電の安定性と立ち上
り特性が向上することになる。

このような外添剤としてはシリカ微粒子が挙げられる。

シリカ微粒子は、流動化剤としての機能を有するもので
ある。

このシリカ微粒子の体積平均粒径は、好ましくは０．０
０１〜０．５μｓ、より好ましくは０．００５〜０．１
戸である。　このような体積平均粒径であると、凝集が
防止され、流動性が向上する。　また、帯電の安定性お
よび立ち上がり特性も向上する。

また、このシリカ微粒子は、環境条件下での安定性の面
から、表面処理を施すことにより疎水性としたものであ
ることが好ましい。

本発明において好適に用いられるシリカ微粒子としては
、日本アエロジル社製のＲ−９７が挙げられる。

このようなシリカ微粒子は、前記の金属酸化物を表面に
固着した荷電性トナー粒子と混合され、トナー粒子に付
着した状態で電子写真用トナーとしてもよい。　ただ、
より好ましい形態は、前記のように、シリカ微粒子を、
前記の金属酸化物を表面に固着しない荷電性トナー粒子
とヘンシェルミキサー　グラインドミキサー等により混
合し、この荷電性トナー粒子表面にシリカ微粒子が付着
した状態とし、これと、金属酸化物を表面に固着した荷
電性トナー粒子とを■ブレンダー、ナウタミキサー等に
より混合し、電子写真用トナーとするものである。

本発明の電子写真用トナー中の荷電性トナー粒子および
シリカ微粒子の含有量は、全荷電性トナー粒子１００重
量部に対し、好ましくはシリカ微粒子が０．０５〜１０
重量部、より好ましくはＯ，１〜３重量部である。　シ
リカ微粒子の含有量が上記範囲であると凝集防止効果と
帯電の安定性および立ち上がり特性が良好となる。

なお、シリカ微粒子を荷電性トナー表面に固着すると、
凝集防止効果が不十分どなり、しかも帯電の安定性およ
び立ち上がり特性が悪化する。

また、上記において、上記の効果を実現するためには、
シリカ微粒子の外添付着量は、金属酸化物微粒子を表面
に固着しないトナー粒子のそれを、金属酸化物微粒子を
表面に固着したトナー粒子のそれより大きいものとすれ
ば良く、通常前者を０．１〜２０重量％程度、後者なＯ
〜５重１％程度とし、前者を後者より２倍程度以上大き
いものとすればよい。

また、金属酸化物微粒子を固着したトナー粒子は、金属
酸化物微粒子を固着しないトナー粒子に対し、全体の７
０〜９５重量％、好ましくは８０〜９５重量％程度とな
るように混合すればよい。

さらに、その他の外添剤として、下記のようなものも使
用可能である。

炭化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機化
合物：ポリメチルメタクリレート（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、ポリエステル等の有機高分子化合物；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等
の含フツ素有機高分子化合物；ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩；金属錯塩型染料、ニグロシン染料等の荷重側（和剤１；
　および前記の着色剤。

これらには表面処理を施してもよい。

ただし、これらは荷電性１−ナーに付着させても２固着
させてもよく、外添は金属酸化物微粒子を固着したトナ
ー粒子に行っても、固着しないトナー粒子に行ってもよ
い。

これら外添剤の添加量は、電子写真用トナー中０．１〜
５重量％程度である。　また、平均粒子径は、０．０１
〜５メ１程度とする。

本発明の電子写真用トナーは、この他、キャリア粒子と
混合して２成分系現像剤として用いることが好ましい。

　このとき本発明の効果はより一層大きなものとなる。

用いるキャリア粒子には特に制限はなく、Ｆｅ、各種フ
ェライト等から構成される公知のキャリア粒子を用いれ
ばよいが、帯電制御が容易であることからフェライトを
用いることが好ましい。

本発明において、キャリア粒子の体積平均粒径は、好ま
しくは２０〜１２０７ｍ、さらに好ましくは５０〜１０
０μである。

このようなキャリア粒子と上記の電子写真用トナーとか
ら構成される本発明の電子写真用現像剤中において、電
子写真用トナーの含有量は、好ましくは２〜１２重量％
、より好ましくは３〜１０重】％である。

また、本発明の電子写真用トナーは１成分系このような
本発明の成子写真用現像剤は、磁気ブラシ現像法、ある
いは必要に応じカスケード法、毛ブラシ法、パウダーク
ラウド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。

スチレン−アクリル樹脂（三菱レイヨン社製ＫＢ−１０１０）　８６重量部ポリ
プロピレンワックス（三菱化成工業社製ビスコール５５０Ｐ）４．５重量部カーボンブラック（平均粒径０．０２μ）（三菱化成工
業社製ＭＡ−１００）７．５重量部荷電制圓削（モノアゾ色素クロム錯体）（保土谷化学社
製アイゼンススピロンブラックＴＲＨ）　　　　　　　２重量部を溶解・混線
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１１戸
の荷電性トナー粒子を作製した。

上記荷電性トナー粒子に以下の方法にて、金属酸化物微
粒子およびシリカ微粒子を添加し、電子写真用トナーを
得た後、キャリヤ（ＴＤＫ社製　ＴＦ−３０４４平均粒
子径ｌＯＯμｓ、５００００ｅでのＨｃ　１８０ｅ、　
　ａｔｎ　４０　ｅｍｕ／ｇ　）とを混合して、トナー
濃度４％の現像剤として市販の複写機（東芝社製ＢＤ−
７６１０）を使用してライフ試験を行った。

実施例１上記荷電性トナー粒子に酸化チタン微粒子（日本アエロ
ジル社製　Ｔ−８０５平均粒子径０．０３μｍ）を０．
５重量％添加し、機械的歪力を加えながら、２０分間混
合して母材トナーを作製した。

別に上記トナーにシリカ（日本アエロジル社製　Ｒ−９
７２平均粒子径０．０ｉｐ）を４重量％添加し、ヘンシ
ェルミキサーにより混合し、コンクトナーを作製した。

母材トナーとコンクトナーを９：１の比率でＶブレンダ
ーで混合し、トナーを得た。　これをトナー１とする。

実施例２上記荷電性トナー粒子に酸化セレン微粒子（東北金属化
学社製　ＲＯＸ、Ｍ平均粒子径１．７１ｍ）を０．５重
量％添加し、機械的歪力により、２０分間混合して母材
トナーを作製した。　以下、上記実施例１と同一の条件
にて作製して荷電性トナーを得た。　これをトナー２と
する。

実施例３上記荷電性トナー粒子にチタン酸ストロンチウム微粒子
（富士チタン工業社製　ＳＴ平均粒子径ｔ、ｏ戸）を０
．５重１％添加し、機械的歪力により、２０分間混合し
て母材トナーを作製した。

以下、上記実施例１との条件にて作製して荷電性トナー
を得た。　これをトナー３とする。

実施例４上記荷電性トナー粒子に酸化チタン微粒子（日本アエロ
ジル社製　Ｔ−８０５）を０．　５重量％添加し、機械
的歪力により、２０分間混合して母材トナーを作製した
。

この母材トナーに、実施例１のシリカ微粒子を０．３重
量％添加し、■ブレンダーで混合して荷電性トナーを得
た。　これをトナー４とする。

上記各実施例において、各母材トナーを走査型電子顕微
鏡にて観察したところ、金属酸化物微粒子はトナー粒子
表面に埋めこまれていることが確認された。

また、各フンクトナーおよび実施例４の母材トナーでは
、シリカ微粒子はトナー粒子表面に付着していることが
確認された。

次いで比較のため、上記トナー１〜３と同じ金属酸化物
粒子であるが、機械的歪力をかけないで混合して母材ト
ナーを作製して得た荷電性トナーを下記のように作製し
た。

比較例１上記荷電性トナー粒子に酸化チタン微粒子（日本アエロ
ジル社製　Ｔ−８０５）を０．５重Ｍ％添加し、■ブレ
ンダーで混合して母材トナーを作製した。

以下、上記実施例１と同一の条件にて作製して荷電性ト
ナーを得た。　これをトナー５とする。

比較例２上記荷電性トナー粒子に酸化セレン微粒子（東北金属化
学社製　ＲＯＸ、Ｍ）を０，５重量％添加し、■プレン
ダーで混合して母材トナーを作製した。　以下、上記同
様の条件にて作製して荷電性トナーを得た。　これをト
ナー６とする。

各母材トナーの金属酸化物微粒子はトナー粒子表面に付
着していることが確認された。

これら各トナー１〜６につき、初期と連続２万枚および
４万枚複写後の画像濃度、帯電量、カブリ機内汚れを測
定した。

以上の結果を表１に示す。

表１よりあきらかなように、実施例１〜３は画像濃度、
帯電量、カブリ、機内汚れについて比較例に比べて極め
て良好な結果が得られている。

さらに上記トナー１．２．４．５についてボールミル撹
拌を行い帯電量の立ち上がりについて測定を行った結果
について第１図に示す。

第１図中におけるトナー濃度、およびキャリヤは上記と
同一条件にしたものである。

第１図および表１から本発明のトナーは帯電的には好ま
しい立ち上がりを示すことがわかる。　そして、これら
が画像濃度の安定、機内汚れ等に寄与していることがう
かがえる。

これに対し比較例のトナーについては立ち上がり特性が
劣ること、動きが大きいことから表１に示される特性も
きわめて劣る結果となっている。

〈発明の効果〉本発明の電子写真用トナーは、以上のように帯電性の安
定性および立ち上がり特性にすぐれ、この結果、連続複
写時の画像濃度変化やカブリが少なく機内汚れが少ない
等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子写真用トナーの帯電の立ち上が
り特性を示すグラフである。特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社１９ｊ、二貢

Claims

【特許請求の範囲】

（１）荷電性トナー粒子表面に、平均粒径が０．０１〜
５μｍの金属酸化物微粒子を固着一体化したことを特徴
とする電子写真用トナー。
（２）さらにシリカ微粒子を含有する請求項１に記載の
電子写真用トナー。
（３）荷電性トナー粒子と平均粒径が０．０１〜５μｍ
の金属酸化物微粒子とを機械的歪力をかけて混合し、前
記荷電性トナー粒子表面に、前記金属酸化物微粒子を固
着一体化したことを特徴とする電子写真用トナーの製造
方法。
（４）荷電性トナー粒子にシリカ微粒子を外添混合し、
このトナーと、請求項３に記載の製造方法で得られたト
ナーとを混合することを特徴とする電子写真用トナーの
製造方法。（５）請求項１ないし４のいずれかに記載の
電子写真用トナーと、キャリア粒子とを含有することを
特徴とする電子写真用現像剤。