JPH04337738A - 電子写真現像剤組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真現像剤組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高画質化の目的で、９μｍ以下の
粒径を有する小粒径トナーが使用されるようになってい
る。トナー粒子を小粒子化することにより、高画質化が
はかれるが、一方、転写性、クリーニング性が低下する
という問題が発生する。この問題を解決するために、ト
ナー粒子に転写助剤、クリーニング助剤と称する各種添
加剤を添加することが行われている。例えば、シリカ微
粒子の添加により、トナーの粉体流動性を向上させて転
写性を改善する試みや、滑剤、ポリマービード等の添加
により、クリーニング性を改善する試みがなされている
。

【０００３】一方、トナーの帯電性を下げることによっ
て、これ等の問題を改善することも可能であるが、その
場合には、低帯電量にによるトナークラウドの発生が顕
著になり、機内汚染による障害を生じると言う問題があ
った。これ等の状況を図１および図２によって説明する
。図１は、トナー帯電量と付着力の関係を示すグラフで
あり、図２はトナー帯電量とトナーの剥離電界（トナー
を引き剥がすために必要な電界）の関係を示すグラフで
ある。これの図より、トナーの付着力は、トナー帯電量
が同じであれば、トナーの粒径に依存しないことが、ト
ナーの剥離電界は、トナーの粒径が小さくなることによ
って著しく大きくなることが分かる。このことは、トナ
ーを小粒径化することにより、転写クラウドのラチチュ
ードが著しく狭くなることを意味している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、小粒径の
トナーについて、現像に際してトナークラウドを発生さ
せずに、すなわち、トナー帯電量を低下させずに、現像
転写クリーニング性を向上させることが求められていた
。本発明は、この様な要求の下になされたものである。 したがって、本発明の目的は、良好なトナー付着力と現
像転写クリーニング性を示す小粒径トナーを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
の技術における問題点の本質的な改善は、実際に帯電し
たトナーの付着力の制御技術、すなわち、トナー帯電制
御のみならず、トナーの構造制御が必要であると考え、
現像剤の構成材料、構造等と帯電トナーの付着力との関
係について検討した結果、ある粒径範囲の微粒子を外添
剤として使用することにより、上記目的を達成すること
ができることを見いだし、本発明を完成するに至った。 すなわち、本発明の電子写真現像剤組成物は、少なくと
も着色剤と結着樹脂とよりなる平均粒径９μｍ以下のト
ナー粒子に、粒径２０ｎｍないし８０ｎｍの無機または
有機の球状微粒子を、該トナー粒子表面に表面被覆率１
０％以上になるように外添してなることを特徴とする。

【０００６】本発明の電子写真現像剤組成物において、
外添剤として添加される無機または有機の球状微粒子と
しては、具体的には、無機微粉末として、酸化錫、フッ
化黒鉛、カーボンブラック、炭化ケイ素、窒化硼素、シ
リカ、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸
化ジルコニウム、タルク、チタンブラック、チタン酸バ
リウム、炭酸バリウム、チタン酸鉛、酸化ガリウム、酸
化タンタル、スピネル、ムライト、酸化ランタン、酸化
セリウム、酸化マグネシウム、酸化バナジウム、炭酸カ
ルシウム、酸化サマリウム、酸化テルビウム、酸化イッ
トリウム、酸化ユーロピウム、ヘマタイト、マグネタイ
ト及び各種フェライト等の微粉末があげられる。また、
有機微粉末としては、アクリル酸エステル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂等があげら
れ、これ等の樹脂は、混合物として使用してもよい。

【０００７】本発明において、上記無機または有機の球
状微粒子は、粒径２０〜８０ｎｍの範囲にあることが必
要であり、好ましくは３０〜６０ｎｍの範囲のものが使
用される。これ等球状微粒子は、スペーサー剤としての
機能をはたすものであり、その添加により、トナーとキ
ャリア、或いはトナーと感光体との接触面積が低減し、
非静電的付着力が低減する。球状微粒子の粒子径が２０
ｎｍよりも小さくなると、キャリアやブレ−ド等との摩
擦により、球状微粒子がトナー粒子内部に埋め込まれて
、スペーサー剤としての機能が十分に発現されない。 また、８０ｎｍよりも大きくなると、トナー粒子本体と
の接触面積と同一オーダーとなり、球状微粒子による接
触面積低減効果が十分に得られない。

【０００８】本発明において、上記球状微粒子は、トナ
ー粒子に対して表面被覆率１０％以上になるように添加
することが必要である。表面被覆率が１０％よりも低く
なると、球状微粒子の添加効果を十分発揮することがで
きなくなる。なお、表面被覆率は、次の式で定義される
。

【数１】 （式中、ｆは表面被覆率、ｄｔ　はトナーの粒径、Ｐｔ
　はトナーの比重、ｄＡ　は球状微粒子の粒径、ＰＡ　
は球状微粒子の比重、Ｃは球状微粒子／トナーの重量比
を意味する。）

【０００９】一方、本発明のトナー粒子は、少なくとも
着色剤と結着樹脂とよりなるが、結着樹脂としては、公
知の樹脂、例えば、スチレン樹脂、アクリル系樹脂、ポ
リエチレン等のオレフィン系樹脂、ブタジエン、イソプ
レン等のジエン系樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、
フッ素系樹脂、ポリアミド、シリコーン系樹脂、フェノ
ール樹脂、石油樹脂、ポリウレタン等の合成樹脂、更に
は天然樹脂状物があげられる。

【００１０】また、着色剤としては、公知の染顔料を用
いることができる。例えば、カーボンブラック、マグネ
タイト、ニグロシン、アニリンブルー、クロムイエロー
、群青、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブ
ルー、ジスアゾイエロー、ローダミン６Ｇレーキ等、如
何なる染顔料をも用いることができる。必要に応じて、
帯電制御剤を添加することができる。帯電制御剤として
は、トナー粒子中で顔料型分散もしくはミセル状分散（
その分散サイズが数ｍμｍ以下）する従来公知のものが
使用できる。例えば、含金属染料などの、金属キレート
類、４級アンモニウム塩類、各種電子吸引／供与性無機
粉末、更に極性物質で表面処理した無機物質、極性ポリ
マービード等を用いることができる。

【００１１】本発明においては、トナー粒子は、平均粒
径が９μｍ以下になるように形成され、そしてこのトナ
ー粒子に、上記球状微粒子が外添剤として添加・混合さ
れ、静電荷像現像用トナーが製造される。その際使用す
るトナー製造装置としては、ヘンシェルミキサー、スー
パーミキサー、ＵＣミル等が使用できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 実施例１ 　　スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（７０：３０
）　　　　　　共重合体（Ｍｎ：２００００、Ｍｗ＝３
５０００）　　１００重量部　　マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ
．ピグメントレッド５７：１）　　　　　　　　４重量
部　　テトラフェニルほう素カリウム　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１重量部上
記成分を常法により混合、粉砕、分級して平均粒径９μ
ｍのトナー粒子を得た。得られたトナー粒子に対して、
表１に示す微粒子を外添剤として添加・混合し、トナー
組成物を得た。キャリアとして、粒径５０μｍの球状フ
ェライトをフッ素系樹脂とスチレン−アクリル共重合体
でコートしたものを用い、上記トナー組成物をトナー濃
度８重量％になるように混合して現像剤を作製した。

【００１３】この現像剤を用いて、特性の評価を行った
。 （ｉ）　　トナー付着力測定 上記現像剤をマグネチックロール上に層形成した後、ア
ルミニウムプレート上にバイアス現像させることによっ
てトナー層を形成した。トナー層重量は１．０ｍｇ／ｃ
ｍ２　になるように、主に現像回数バイアスを変化させ
制御した。さらに現像剤中のトナー濃度を変化させ、帯
電量のことなるトナー層も形成した。このサンプルに４
００μｍの空隙を設け、アルミニウム電極を対向させ、
外部電界を段階的に印加し、トナー剥離電界および付着
力分布を測定した。この測定は真空中、約１０ｍＴｒに
て実施した。表１に付着力の測定結果を示す。なお、代
表値として、トナー帯電量（ｑ／ｄ）＝１．０ｆｃ／μ
ｍの時の付着力データを示す。上記の結果より、外添剤
粒径として、４０ｎｍ程度のものを使用した場合に、帯
電トナーの付着力（剥離電界）を効果的に低減できるこ
とが分かる。さらに添加量としては、図３に示すように
、表面被覆率１０％以上の場合に、充分な付着力（剥離
電界）低減効果が得られることが分かる。

【００１４】（ｉｉ）転写性評価 上記現像剤を、複写機（ＦＸ６８００改造機、富士ゼロ
ックス（株）製）に装着し、転写性の評価を行なった。 評価結果を表１に示す。ベタソリッド画像の均一性を５
段階で評価した。ソリッド画像均一性は、ほぼ付着力に
対応しており、付着力低減効果が大きい外添剤を添加し
たトナー程、良好な画質の画像が得られた。

【００１５】実施例２ 実施例１と同一の組成を用い、平均粒径５μｍ、７μｍ
および９μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子に、
表面被覆率が５０％になるように粒径４０ｎｍのシリカ
微粉末を添加、混合し、トナー組成物を得た。さらに、
このトナー組成物とフェライトキャリアとを実施例１と
同様に混合して、現像剤を作成した。この現像剤を用い
、実施例１と同様に複写機（ＦＸ６８００改造機）によ
りソリッド画像均一性の評価を行なったところ、いずれ
の粒径のトナー粒子の場合も良好な結果が得られた。 図４に各トナー組成物のトナー粒子粒径について、転写
画像均一性およびトナークラウドに対するトナー帯電量
のラチチュードを示す。図から分かるように、粒径５μ
ｍのトナー粒子においても、充分なラチチュードを有す
ることが明らかである。

【００１６】比較例１ 実施例２において、粒径５μｍ、７μｍおよび９μｍの
トナー粒子に、外添剤として粒径１６ｎｍのシリカ微粒
子を添加した以外は、実施例２と全く同様にしてトナー
組成物を得た。これ等のトナー組成物について、実施例
１と同様に評価を行なった。図５に各トナー組成物のト
ナー粒子粒径について、転写画像均一性およびトナーク
ラウドに対するトナー帯電量のラチチュードを示す。図
から分かるように、実施例２の場合に比べて、ラチチュ
ードの幅が狭くなり、特に５μｍおよび７μｍのトナー
粒子においては、実質的にラチチュードは殆どないこと
が明らかである。

【００１７】実施例３ 　　ポリエステル樹脂（Ｍｎ＝２６０００、　　　　　
　Ｍｗ＝８００００）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１００重量部　　マゼ
ンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１）　　　
　　　　　４重量部上記成分を常法により混合、粉砕、
分級して平均粒径７μｍのトナー粒子を得た。得られた
トナー粒子に対して、粒径４０ｎｍのシリカ微粒子（表
面被覆率２５％）、および流動化剤として粒径７ｎｍの
シリカ微粉末（表面被覆率５０％）を添加・混合し、ト
ナー組成物を得た。このトナー組成物について、実施例
１と同様に評価を行なったところ、均一な転写画像が得
られた。

【００１８】比較例２ 実施例３において、粒径７μｍのトナー粒子に、外添剤
として粒径４０μｍのシリカ微粒子を添加した以外は、
実施例３と全く同様にしてトナー組成物を得た。このト
ナー組成物について、実施例１と同様に評価を行なった
ところ、通常環境では比較的良好な画像が得られたが、
低温低湿環境においては、ソリッド画像むらが発生した
。さらにランニングテストを行なったところ、約数百枚
でクリーニング不良が発生した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明の電子写真現像剤組成物は、直径
９μｍ以下の小粒径のトナー粒子に、外添剤として粒径
２０〜８０ｎｍの球状微粒子を添加・混合して構成され
るから、トナー帯電量を低下させずに、現像転写性が向
上したものになる。したがって、本発明の電子写真現像
剤組成物は、現像に際してトナークラウドが発生せず、
良好なトナー付着力と現像転写性を示すので、良好な画
質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　トナー粒子の帯電量と付着力との関係を示
すグラフ。

【図２】　　トナー粒子の帯電量とトナー剥離電界との
関係を示すグラフ。

【図３】　　シリカ微粒子の表面被覆率とトナー剥離電
界との関係を示すグラフ。

【図４】　　実施例２における転写画像均一性およびト
ナークラウドに対するトナー帯電量のラチチュードを説
明するグラフ。

【図５】　　比較例１における転写画像均一性およびト
ナークラウドに対するトナー帯電量のラチチュードを説
明するグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも着色剤と結着樹脂とよりな
   る平均粒径９μｍ以下のトナー粒子に、粒径２０ｎｍな
   いし８０ｎｍの無機または有機の球状微粒子を、該トナ
   ー粒子表面に表面被覆率１０％以上になるように外添し
   てなることを特徴とする電子写真現像剤組成物。