JPH04101161A - 静電潜像現像用トナー - Google Patents

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
。

従ｍえ４ 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。

■　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。

■　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）。

■　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）。

また、ピン電極により選択的に帯電せしめて静電潜像を
形成する方式なども知られている。

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１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。

現像剤は、その構成から見て、トナーとキャリアからな
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。

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、顔料等を静電吸着す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。

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
機機′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。

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、耐ブロツキング特性を改善する。

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。

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。

特開昭５７−１２９４４４号公報：磁性トナー粒子の表
面に、高速流動化撹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。

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。

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。

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。

が　　しようとする 本発明は、トナーに過剰な電荷が蓄積されることを防止
し、連続プリント時でも安定して高濃度の画像が得られ
るトナーを提供するものである。

光」し失−戴、 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）無
機系非導電性微粒子、および （Ｂ）無機系導電性微粒子 を、該トナー母粒子に対して合計量で０．５〜４．０重
量％の量で固着したことを特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

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）無機系非導電性微粒子と（Ｂ）無機系導電性
微粒子の双方が固着される。

帯電性の（Ａ）無機系非導電性微粒子と導電性の（Ｂ）
無機系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、（Ｂ）無機系導電性微粒子
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。また、静電的凝集力が緩和されるため、スリーブ付
着が防止される。

これらの結果、高い画像濃度が安定して得られ、しかも
、飛散が少ないトナーが得られる。

（Ａ）無機系非導電性微粒子は、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。（Ａ）無機
系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微粒子やアルミナ等の正帯電性の
微粒子が用いられる。

（Ｂ）無機系導電性微粒子としては、カーボンブラック
、ＳｎＯ２、導電性Ｔｉ○２などが用いられる。導電性
ＴｌＯ２は、Ｔｉｅ２微粒子の表面をＩＴ○などの透明
導電膜で被覆したものである。

（Ｂ）無機系導電性微粒子は、抵抗が１０２Ω・Ｃｌ１
１以下のものが好ましく、また、粒径は０．２μｍ以下
が望ましい。

（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０．５〜４．０重量％、好ましくは１．
５〜４．０重量％の量で固着される。この固着量が０．
５重量％未満の場合には、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、４重
量％を超えると、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。

また、（Ａ）、（Ｂ）両微粒子の固着割合は、（Ａ）無
機系非導電性微粒子の帯電性や（Ｂ）無機系導電性微粒
子の導電性および比重にもよるが、重量比で（Ａ）／（
Ｂ）　＝　ｏ、１ｓ〜５．０の範囲が好ましい。

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、トナーの
機内飛散を防止することができない。

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）無機系非導電性微粒子および（Ｂ
）無機系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。

また、先ずトナー母粒子に（Ａ）無機系非導電性微粒子
を混合、固着させた後、（Ｂ）無機系導電性微粒子を固
着してもよく、この逆に、（Ｂ）無機系導電性微粒子を
固着したのち（Ａ）無機系非導電性微粒子を固着しても
よい。好ましくは。

両微粒子の同時固着か、（Ａ）無機系非導電性微粒子固
着後の（Ｂ）無機系導電性微粒子の固着である。

本発明のトナー母粒子としては、一般の非磁性トナー粒
子と同様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。

また、本発明のトナー母粒子として、磁性体を添加した
磁性粒子を用いることもできる。

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
リニスチル系樹脂などが用いられる。

ポリスチレン系樹脂としては、スチレン、α−メチルス
チレン、α−クロルスチレン等のスチレン系モノマーの
単独重合体７これらスチレン系モノマーの共重合体；ス
チレン系モノマーと共重合可能な他のモノマーとの共重
合体が挙げられる。共重合可能な他の千ツマ−としては
。

プロピレン、ブタジェン、塩化ビニル、酢酸ビニル、マ
レイン酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エ
チルヘキシル、メタクリル酸フェニルなどのアクリル酸
エステルまたはメタクリル酸エステルなどが例示される
。

ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分
との縮重合ないし共縮重合によって得られ、用いられる
各成分の具体例としては、以下のものが挙げられる。

２価または３価以上のアルコール成分としては、以下の
ものが例示される。

１）　ジオール類；エチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、１．２−プロピレ
ングリコール、１゜３−プロピレングリコール、１，４
−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１゜４−
ブチンジオール、１，５−ベンタンジオール、１，６−
ヘキサンジオール、１゜４−シクロヘキサンジメタツー
ル、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール
、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリ
コールなど。

２）　ビスフェノール類；ビスフェノールＡ、水素添加
ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノー
ルＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエ
ーテル化ビスフェノール類など。

３）３価以上のアルコール類；ソルビトール、１．２，
３．６−ヘキサンテトロール、１゜４−ソルビタン、ペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペ
ンタエリスリトール、１，２．４−ブタントリオール、
１，２．５−ペンタントリオール、グリセロール、ジグ
リセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチ
ル−１，２゜４−ブタントリオール、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、１，３゜５−トリヒド
ロキシメチルベンゼンなど。

２価または３価以上のカルボン酸類としては、２価また
は３価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキ
ルエステルが用いられ、カルボン酸として以下のものが
例示される。

４）２価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、シトラ
コン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、
コハク酸、アジピン酸、セパチン酸、アゼライン酸、マ
ロン酸、あるいはｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコ
ハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、
ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−
ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデ
シルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルま
たはアルケニルコハク酸など。

５）３価以上のカルボン酸；　１，２．４−ベンゼント
リカルボン酸（トリメリット酸）、１．２．５−ベンゼ
ントリカルボン酸、２゜５．７−ナフタレントリカルボ
ン酸、ｌ。

２．４−ナフタレントリカルボン酸、１゜２．４−ブタ
ントリカルボン酸、１，２゜５−ヘキサントリカルボン
酸、１．３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレ
ンカルボキシプロパン、１，２．４−シクロヘキサント
リカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン
、１，２，７．８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメ
リット酸、エンボール三量体酸など。

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４Ｒ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。

本発明のトナー母粒子は、常法により、例えば２軸押出
機、ニーダ等で各成分を溶融混線後、ジェットミル等で
粉砕し、分級することにより得られる。トナー母粒子の
平均粒径は、５〜１２μｍ程度が好適である。

本発明のトナーは、−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。

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
）無機系非導電性微粒子および（Ｂ）無機系導電性微粒
子を固着させることにより、多数枚プリント後も安定し
て高い画像濃度が得られ、しかも、トナーの機内飛散を
防止することができる。

（以下余白） スーー施−」癲 実施例１ 上記混合物を混線後、ジェットミルで粉砕し、分級して
平均粒径８μｍのトナー母粒子を得た。

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。

５ｉｎ２（粒径０．０２μｍ）　　　　　　　　　　　
　２重量％ついで表面処理装置（ハイブリタイザー、奈
良機械製作所要）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、実施例１のトナ
ーを得た。

実施例２ 実施例１と同しトナー母粒子の表面に、同様にして以下
の微粒子を固定化してトナーを得た。

５ｉｎ２（粒径０．０２．ｕｍ）　　　　　　　　　　
　　２重量％比較例１ 実施例１と同じ母粒子の表面に、実施例１と同じＳｉ○
２微粒子のみを２重量％添加、混合して固定し、比較例
のトナーを得た。

比較例２ 実施例１の母粒子に、以下の微粒子を同様にして固定化
し、実施例１と同程度の帯電量のトナーを得た。

ＳｉＯ２（粒径０．０２μｌ１１）２重量％ポリスチレ
ン系ビーズ（粒径０．０５μｍ）　　　　０．５重量％
なお、ポリスチレン系ビーズは５ｉｎ２と逆極性の帯電
性を有し、これによりトナーの帯電量が実施例１と同様
になるように調整した。

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、京セラ■製Ｆ−８
００レーザビームプリンタを用いて、プリントを繰り返
した後の画像濃度をマクベス濃度計で測定し、その結果
を第１図に示した。また、併せてトナーの機内飛散を目
視で観察した。

第１図に示されたように、実施例１，２のトナーでは、
初期濃度は幾分低いが、濃度ダウンが見られず安定した
画像濃度が得られ、また、トナーの飛散もなかった。

比較例１，２のトナーでは、プリント枚数が増すにつれ
て濃度ダウンする。特に比較例１は、実施例に比べて画
像濃度が低く、また、濃度ダウンも大きい。さらに、比
較例１，２では、トナーの機内飛散が多かった。

実施例３ 実施例１と同しトナー母粒子の表面に、同様にして以下
の微粒子を固定化してトナーを得た。

ＳｉＯ２（粒径０．０２μ１１１）２重量％カーボンブ
ラック（粒径０．０３μｍ）（商品名、ＶＩＪＬＣＡＮ
　ＸＣ−７２Ｒ１０，５重量％４゜ キャボット社製） このトナーを上記と同様にして評価したところ、実施例
１と同様の良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、多数枚プリント時における画像濃度の変化を
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バインダー樹脂を含むトナー母粒子の表面に、 （Ａ）無機系非導電性微粒子、および （Ｂ）無機系導電性微粒子 を、該トナー母粒子に対して合計量で０．５〜４．０重
   量％の量で固着したことを特徴とする静電潜像現像用ト
   ナー。 ２、（Ｂ）無機系導電性微粒子が、カーボンブラック、
   酸化スズまたは導電性酸化チタンである請求項１記載の
   静電潜像現像用トナー。