JPH04280255A

JPH04280255A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH04280255A
Application number: JP3043788A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nakano; 哲也中野
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1992-10-06

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用トナーに関し
、より詳しく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
を形成するものである。（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。かかる従来の電子写真用トナーに
おいては、流動性の改善を目的として、トナー粒子に外
添剤としてシリカ微粉末を混合分散することが知られて
いる。しかしながら、シリカ微粉末は流動性付与剤とし
て優れた効果を発揮する反面、とくに低温低湿環境下に
おいてトナーの帯電量を過大にするという欠点がある。帯電量が過大になると、トナーがキャリアから離脱しに
くくなり、画像濃度が低下するなどの問題が生じる。

【０００５】このような問題をなくすため、特開平２−
１１０５７５号公報には、トナーの流動性付与剤として
アルミナ微粉末と窒素含有シリカ微粉末とを併用するこ
とが提案されている。すなわち、低帯電能で導電性を有
するアルミナ微粉末を併用することにより、低温低湿下
において帯電量が過大になるのを防止している。また、
窒素含有シリカ微粉末が有する窒素含有化合物は、シリ
カがもつ負帯電性を抑え、上記アルミナ微粉末と共に、
低温低湿環境下での過帯電を防止する作用を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記アルミ
ナ微粉末は比較的親水性であるため、高温高湿環境下で
は、その吸湿のためにトナー粒子の帯電性が低下すると
いう問題がある。トナーの帯電量が小さくなると、トナ
ーとキャリアとの静電引力が弱まり、トナー飛散が生じ
たり、画像上にカブリが生じるようになる。

【０００７】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、高流動性を有し、かつ低温低湿環境下はも
とより、高温高湿環境下においても帯電性が安定した電
子写真用トナーを提供することを目的とする。

【０００８】

【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の電子写真用トナーは、結着樹脂お
よび着色剤を含有したトナー粒子に、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
混合分散することを特徴とする。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
環境下での過帯電を防止すると共に、疎水化されている
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、流動性を向上し、帯電安定性をさ
らに向上させることができる。さらに、疎水化処理され
たアルミナ微粉末は、流動性向上にも大きく寄与する。

【０００９】以下、本発明の電子写真用トナーを詳細に
説明する。シリカ微粉末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
で処理したものがあげられる。とくにポリメチルシリル
基を有する化合物で表面を疎水化処理されたシリカ微粉
末があげられ、このものは、低分子量アルキル基を有す
る化合物で処理された従来のシリカ微粉末に比べて疎水
性が高いものである。

【００１０】このようなシリカ微粉末の市販品としては
、キャボット社製の商品名「キャボシルＴＳ７２０」が
あげられる。この製品は疎水性ヒュームドシリカ微粉末
であり、高純度ヒュームドシリカ微粉末（９９．８％Ｓ
ｉＯ２　）を有機シリコーン化合物で処理して製造され
るものであって、表面にはポリメチルシリル基が存在し
、シリカ微粉末表面の疎水性を増大させている。

【００１１】かかる疎水化処理されたシリカ微粉末の粒
径は約０．０１〜０．０４μｍであるのが適当である。また、疎水化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下における
帯電量の上昇を防止する効果が低減される。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は期待できない。アルミナ微粉末本発明における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）を持ち、かつ高い疎水化度（メタノ
ール滴定法による疎水化度が５０％以上）を備えたもの
である。疎水化処理は、例えば式：　　Ｃ８Ｆ１７ＳＯ
２ＮＥｔ（ＣＨ２）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した
ものがあげられる。

【００１２】このような疎水化アルミナ微粉末としては
、例えば日本アエロジル（株）製のゼロ帯電型疎水性ア
ルミナ微粉末（商品名「ＲＦＹ−Ｃ」）があげられる。このものは疎水性であるため、高温高湿下での吸湿によ
る帯電量の低下がなく、また流動性改善剤としての機能
も有する。かかる疎水化処理されたアルミナ微粉末の粒
径は約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少ない
場合、シリカ微粉末による低温低湿下での帯電量上昇を
防止できなくなる。一方、添加量が上記範囲より多い場
合、帯電量が低下し、画像濃度低下、トナー飛散が発生
するという欠点がある。トナー粒子本発明におけるトナー粒子は、結着樹脂中に、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。

【００１４】結着樹脂としては、例えばスチレン系重合
体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、
塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー等
のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル
、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ロジン変性フェ
ノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂
、ロジンエステルなどの各種重合体があげられる。これ
らのうち、分子量分布の制御および粉砕性の上から、ス
チレン系重合体、アクリル系重合体またはスチレン−ア
クリル系重合体、とくにスチレン−アクリル系重合体を
使用するのが好ましい。

【００１５】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、光導電性顔料等があげられ
る。これらは用途に応じて、１種または２種以上の組み
合わせで使用される。着色顔料としては、以下にあげる
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、
ブリリアントカーミン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。

【００１７】橙色赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、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。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、ハンザーイエロー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ＢＣ
。

【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】磁性顔料としては、各種フェライト、例え
ば、四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ
２Ｏ３）　、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄イ
ットリウム（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄カドミウム（
ＣｄＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ガトリニウム（Ｇｄ３Ｆｅ５
Ｏ４）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄鉛（Ｐｂ
Ｆｅ１２Ｏ１９　）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ３）
、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ１２Ｏ１９　）、酸化鉄マ
グネシウム（ＭｇＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄マンガン（Ｍｎ
Ｆｅ２Ｏ４）、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】正電荷制御用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、上記各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、高級脂肪酸
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、一軸または二軸の押出混練機等の
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、懸濁重合法等により製造することもできる。

【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。この
ようにトナー粒子と疎水化シリカ微粉末と疎水化アルミ
ナ微粉末とを混合分散して得られる本発明の電子写真用
トナーは、一成分現像剤、二成分現像剤のいずれとして
も有用である。一成分現像剤として使用する場合には上
記磁性体を含有するトナー粒子、上記アルミナ微粉末お
よびシリカ微粉末を混合して現像剤とする。二成分現像
剤として用いる場合には、トナー粒子と上記アルミナ微
粉末と上記シリカ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化の鉄粉、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で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５０〜２０００
μｍ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−アクリル系重合体　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　８５重量％　　　　カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０重量％　　　　オフセット防
止剤（低分子量ポリプロピレン）　　　　　　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、ジェットミルにて平均
粒径１０μｍ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（粒径０．０２５μｍ、キ
ャボット社製の商品名「キャボシルＴＳ−７２０」、以
下単に「ＴＳ−７２０」という）および疎水化処理した
アルミナ微粉末（粒径０．０２０μｍ、日本アエロジル
（株）製の「ＲＦＹ−Ｃ」）をそれぞれトナー総量に対
して０．２重量％および０．３重量％の割合で混合分散
してトナーを得た。実施例２疎水化処理したシリカ微粉末として、粒径０．０２５μ
ｍのものに代えて粒径０．０１０μｍのものをトナー総
量に対して０．２重量％で、また疎水化処理したアルミ
ナ微粉末として粒径０．０２０μｍにものに代えて粒径
０．０１０μｍのものをトナー総量に対して０．０５重
量％の割合でそれぞれ用いたほかは、実施例１と同様に
してトナーを得た。実施例３疎水化処理したシリカ微粉末として、粒径０．０２５μ
ｍのものに代えて粒径０．０２０μｍのものをトナー総
量に対して０．２重量％で、また疎水化処理したアルミ
ナ微粉末として粒径０．０２０μｍにものに代えて粒径
０．０２５μｍのものをトナー総量に対して１重量％で
それぞれ用いたほかは、実施例１と同様にしてトナーを
得た。比較例疎水化処理したシリカ微粉末として、粒径０．０２５μ
ｍのものに代えて粒径０．００５μｍのものをトナー総
量に対して０．２重量％で、またアルミナ微粉末として
、疎水化処理していないアルミナ微粉末（粒径０．０１
５μｍ）をトナー総量に対して０．３重量％でそれぞれ
用いたほかは、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４％の２成分
系現像剤を作製した。そして、三田工業株式会社製の電
子写真複写機（商品名「ＤＣ−４５５５」）を用いて、
所定枚数ごとに環境条件を変えて総計で１０万枚の複写
を行い、各環境条件下での画像濃度、カブリ濃度、帯電
量、トナーの流動性およびトナー飛散の有無を調べた。すなわち、表１に示す順序で所定の複写枚数ごとに環境
条件を変え、それぞれの条件下での複写後に上記試験を
行った。但し、Ｎ／Ｎ（常温常湿）　での測定値は１０
万枚複写後のものである。

【００２７】

【表１】

【００２８】各試験方法は以下のとおりである。（１）　画像濃度（Ｉ．Ｄ．）測定反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６Ｄ）を用いて
測定した。（２）　カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）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。（３）　帯電量東芝ケミカル社製のブローオフ帯電量測定器で測定した
。（４）　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。

【００２９】○　　：　　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（５）　流動性トナーの流動性は図１に示す現像装置を用いて試験した
。

【００３０】この装置は、トナー補給タンク１と、スパ
イラル２が内装されているパイプ３と、パイプ３に設け
られたスリット４の下方位置に設けられた現像器５とを
有している。パイプ３に設けられたスリット４は、パイ
プの長手方向に細長い三角形に形成されていて、タンク
１側でその開口部４ａの高さが高く、タンク１から離れ
るに従って次第に開口部４ａの高さが低くなるように設
定されている。つまり、スパイラル２の回転駆動により
タンク１からパイプ３内へ送られるトナーＴが、タンク
１側ではパイプ３内の高い位置でスリット４から落下し
、タンク１から離れる側ではパイプ３内の低い位置でも
スリット４から落下するように構成されている。

【００３１】装置の動きを説明すると、図２に示すよう
に、駆動機構６を駆動させてスパイラル２を回転させる
と、トナーＴはタンク１からパイプ３内へ順次送られ、
スリット４から現像器５内へ落下する。さらに、スパイ
ラル２を回転し続けると、トナーＴはパイプ３の先端側
まで送られ、図３に示すように、トナーＴはスリット４
の全部の開口部４ａから落下することになる。

【００３２】スパイラル２の回転駆動は上述したように
磁気センサの信号に基づいて制御され、トナー濃度が低
下すると、スパイラル２が回転してトナーＴが上記のよ
うにスリット４から落下する。そして、トナー濃度が所
定量に達するとスパイラル２が停止してトナーＴの補給
が止められる。これにより、スリット４からのトナーＴ
の落下とトナー補給タンク１からのトナーＴの供給とが
バランスし、パイプ３内のトナーＴの高さは所定レベル
に維持されるのである。

【００３３】この現像装置においては、従来のように、
トナー補給タンクおよびトナー供給機構が現像器の真上
に配設され、トナーの供給が現像器の長さに等しいスポ
ンジローラー等の回転によって行われるものではなく、
パイプ３内でトナーＴを横方向に搬送しながら現像器５
へ落下させるタイプのものであるので、使用するトナー
Ｔには高い流動性が要求される。

【００３４】試験条件は以下の通りである。　　トナー補給タンク内のトナー組成物　　　　　　　
　　　　　　　１００ｇ　　パイプ内壁の直径　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１５ｍｍ　　スリットの長さ　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５
０ｍｍ　　スリットの幅　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
トナー補給タンク側　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　３ｍｍ　　　　　　現像剤送
り方向側　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１５ｍｍ駆動機構によってスパイラルを
回転させ、トナー落下量が定常状態になった図３の状態
でトナーの落下量を調べ、これを流動性として評価した
。

【００３５】以上の結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２の結果から、実施例１〜３では低温低
湿環境下での帯電量の上昇が防止されるほか、高温高湿
環境下での帯電量の低下も防止されているのに対して、
比較例ではアルミナ微粉末が疎水化処理されていないも
のであるため、高温高湿下での帯電量の低下が著しく、
その結果カブリが増え、かつトナー飛散が生じており、
さらにトナーの流動性も大幅に低下していた。

【００３８】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、トナー粒
子に、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混合分散したものであるので、低
温低湿環境下での帯電量の上昇が防止されるほか、高温
高湿環境下での帯電量の低下も防止され、しかも高い流
動性を有しているという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるトナーの流動性試験に使用した
現像装置を示す一部破断正面図である。

【図２】上記現像装置におけるトナーの補給開始直後の
状態を示す説明図である。

【図３】上記現像装置におけるトナー補給中の状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

１　　　　トナー補給タンク２　　　　スパイラル３　　　　パイプ４　　　　スリット５　　　　現像器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂および着色剤を含有したトナー粒
子に、外添剤として、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混合分散するこ
とを特徴とする電子写真用トナー。