JPH04337742A

JPH04337742A - 静電荷像現像用トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH04337742A
Application number: JP3137043A
Authority: JP
Inventors: Masanori Ichimura; 市村　正則; Michio Take; 道男武; Hideyuki Akagi; 赤木　秀行; Takashi Imai; 孝史今井; Toshimoto Inoue; 敏司井上; Yasuo Yamamoto; 保夫山本; Toshiaki Murofushi; 利昭室伏; Hiroshi Nakazawa; 博中沢; Koji Fukushima; 福島　浩次; Masayuki Takei; 雅之武井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1992-11-25
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2921174B2

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、静電荷像現像用トナー
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーへの外添剤を添加・混合す
る場合には、トナー自体の粒径が１０μｍ以上と大粒径
であるため、転写性が良好であり、したがって、流動化
剤のみを添加・混合することが行われていた。このトナ
ー組成物では、流動化剤を強固に付着するように混合さ
れていた。また、特開平２−１５１８７２号公報に記載
されているように、帯電量を上昇させ、かつ転写性を高
めるために、平均１２μｍの粒径を有するトナー粒子に
、粒径３０μｍ以下の２種の外添剤を添加することが提
案されている。このようなトナー組成物では、外添剤を
トナーに強固に付着させる条件で混合しており、転写に
際しては、トナー粒径が転写性に大きく寄与しており、
感光体とトナーとの接触面積が小さいために、混合条件
によらず、転写は比較的良好に行うことが可能であった
。

【０００３】しかしながら、小粒径のトナーを用いる場
合には、グラム当たりの帯電量が大きくなり、転写性が
低下するために、添加粒子の粒径を大きいものとする必
要があり、そのため混合条件によっては、良好な転写性
が得られないという問題が生じていた。また、小粒径ト
ナーにおいては、グラム当たりの表面積が大きくなるた
めに、流動性を得るためには、多量の流動化剤を使用し
、かつ強固に付着するように混合しなければならなかっ
た。更にトナーに大粒径と小粒径の微粒子を添加する場
合には、従来の小粒径の微粒子を添加・混合する条件で
は、大粒径の微粒子の混合が不十分になり、外添剤が均
一な付着状態で存在するトナーが得られず、転写性が不
十分になるという問題が生じていた。図１の（Ｂ）は大
粒径の微粒子が不均一に付着している状態を示すトナー
の断面図であり、大粒径微粒子２がトナー母粒子１の表
面の凹部に集まって付着している状態を示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記のような問題点を改善するためになされた
ものである。したがって、本発明の目的は、高い摩擦帯
電性、良好な流動性を有し、かつ転写不良が発生するこ
となく良好な画像を形成することができる小粒径のトナ
ー母粒子を使用した静電荷像現像用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、検討の結
果、粒子径２０〜８０ｎｍの微粒子を、小粒径のトナー
母粒子表面に特定の範囲で分布されるように付着させる
と、良好な摩擦帯電能及び流動性を保持しつつ、転写性
が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った
。

【０００６】すなわち、静電荷像現像用トナーは、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
のトナー母粒子に、外添剤を混合してなる静電荷像現像
用トナーにおいて、外添剤が少なくとも粒径２０ｎｍな
いし８０ｎｍの微粒子を含有し、該トナー表面の走査型
電子顕微鏡写真における上記微粒子のカバーレッジが、
各測定区分において９μｍ２　当たり６％以上であるよ
うに上記微粒子が均一に存在してなることを特徴とする
。

【０００７】本発明の上記静電荷像現像用トナーは、少
なくとも着色剤と結着樹脂とよりなる平均粒径９μｍ以
下のトナー母粒子に、粒径２０ｎｍないし８０ｎｍの微
粒子（Ａ）を含む外添剤を添加・混合することによって
製造されるが、その際、式（Ｉ）で定義される外添シェ
アレートγと、外添混合時間Ｔａ（秒）との積が、下記
式（ＩＩ）を満たす条件下で添加・混合を行うことによ
って製造することができる。 γ＝Ｖ／Ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（Ｉ）（式中、γは外添シェアレート、Ｖ
は混合機内のブレード先端周速（ｍ／秒）、Ｄはブレー
ド先端と混合機内壁とのクリアランス（ｍ）を表わす。）１×１０５　≦γ×Ｔａ≦１×１０６　　　　　　　（
ＩＩ）（式中、Ｔａは微粒子（Ａ）の混合時間（秒）を
表わす。）

【０００８】本発明においては、外添剤として、粒径２
０ｎｍないし８０ｎｍの微粒子（Ａ）及び粒径５〜２０
ｎｍの微粒子（Ｂ）とを用いるが、その場合、これら外
添剤の添加・混合を、次の条件で行えばよい。すなわち
、式（Ｉ）で定義される外添シアレートγと、微粒子（
Ａ）の外添混合時間Ｔａ（秒）と微粒子（Ｂ）の外添混
合時間Ｔｂ（秒）との積が、下記式（ＩＩ）及び（ＩＩ
Ｉ）を満たす条件下で各微粒子を添加・混合すればよい
。 γ＝Ｖ／Ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（Ｉ）（式中、γは外添シェアレート、Ｖ
は混合機内のブレード先端周速（ｍ／秒）、Ｄはブレー
ド先端と混合機内壁とのクリアランス（ｍ）を表わす。）１×１０５　≦γ×Ｔａ≦１×１０６　　　　　　　（
ＩＩ）１×１０５　≦γ×Ｔｂ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（ＩＩＩ）（式中、Ｔａは微粒子（Ａ
）の混合時間（秒）、Ｔｂは微粒子（Ｂ）の混合時間（
秒）を表わす。）

【０００９】以下、本発明を詳細に説
明する。本発明の電子写真現像剤においては、結着樹脂
と着色剤とを主成分とするトナー母粒子の表面に、粒子
径２０〜８０ｎｍの微粒子が均一な付着状態で存在して
いる。本発明においては、その付着状態を示す指標とし
て、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真において、測定し
たカバレッジの値を使用する。すなわち、ＳＥＭ写真に
おけるトナー母粒子表面を９μｍ２　の区分に区分けし
、これ等の数区分について、それぞれの区分における微
粒子の面積を測定し、カバレッジを求める。本発明にお
いては、この各区分における微粒子の面積の占める割合
、すなわちカバレッジの値が、全区分において６％以上
であることが必要である。本発明において、粒子径２０
〜８０ｎｍの微粒子のカバレッジの平均値が６％より低
くなると、トナー母粒子表面に上記微粒子が不均一に存
在することになり、転写性が不十分になってしまう。

【００１０】図１（Ａ）は、本願発明のトナーの断面図
を示すもので、トナー母粒子１の表面に、微粒子が均一
に付着して存在している状態を示すものである。なお、
２は大粒径微粒子、３は小粒径微粒子である。

【００１１】本発明において微粒子としては、無機微粉
末および有機微粉末のいずれを使用してもよい。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、メタクリル酸エステル
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。しかしながら、無機微粉末の方が形状の変化
が少ないため好ましく用いられる。

【００１２】本発明においては、大粒子径の微粒子（Ａ
）としては、上記無機および有機微粉末のうちから、粒
子径２０〜８０ｎｍのものが使用されるが、好ましくは
２５〜６０ｎｍ、さらに好ましくは３０〜５０ｎｍの微
粒子を使用する。微粒子の粒子径が８０ｎｍを越えたり
、２０ｎｍ未満のもののみになると、トナーの転写不良
が生じるので好ましくない。

【００１３】本発明においては、上記微粒子（Ａ）と共
に、粒子径５〜２０ｎｍの小粒径の微粒子（Ｂ）が使用
されるが、好ましくは７〜１８ｎｍのものが用いられる
。粒子径が５ｎｍよりも小さい微粒子を使用した場合に
は、トナー母粒子への付着が不十分になり、感光体への
付着が生じてしまい、また、２０ｎｍよりも大きくなる
と、大粒子径のもののみとなるため、トナーの流動性が
充分でない場合が発生する。

【００１４】本発明において、上記微粒子（Ａ）は、ト
ナー母粒子に対して１０〜４０％のカバレッジになるよ
うに重量比計算して添加され、特に１５〜３０％のカバ
レッジになるように添加するのが好ましい。また、微粒
子（Ｂ）は、トナー母粒子に対して３０〜８０％のカバ
レッジになるように重量比計算して添加され、特に４０
〜６０％のカバレッジになるように添加するのが好まし
い。

【００１５】一方、本発明のトナー母粒子は、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。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
。

【００１６】本発明においては、トナー母粒子は、平均
粒径が９μｍ以下になるように形成され、そしてこのト
ナー母粒子に、上記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。

【００１７】図２は、本発明において使用する混合装置
の概略の構成図であり、容器４内に回転ブレード５が回
転可能に配設されている。容器の上方には蓋６が設けら
れている。なお、７はクリアランスを意味する。

【００１８】本発明において、外添剤の添加・混合は、
少なくとも微粒子（Ａ）が上記式（ＩＩ）で示される条
件で行われることが必要である。また、微粒子（Ａ）と
微粒子（Ｂ）とを添加・混合する場合には、上記式（Ｉ
Ｉ）及び（ＩＩＩ）　で示される条件で行なうことが好
ましい。それらの場合、混合機内のブレード先端周速（
Ｖ）は、１０〜７０（ｍ／秒）の範囲が好ましく用いら
れる。また、ブレード先端と混合機内壁とのクリアラン
スＤ）は、０．００５〜０．０４（ｍ）の範囲が好まし
く用いられる。また、微粒子（Ａ）の混合時間としては
、１〜３０分の範囲が好ましく用いられる

【００１９】本発明において、小粒径の微粒子（Ｂ）を
添加する場合には、外添シアレートγと、外添混合時間
Ｔｂとの積が１×１０５　以上であればよいが、１×１
０６　以上にすると、トナー母粒子への付着が十分にな
り、キャリアとのインパクションが少なくなり、好まし
い。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実施例１　　ポリエステル樹脂（ビスフェノ―ルＡエチレン　　
　　　　　　　　１００重量部　　　　オキサイド付加
物とテレフタル酸との縮合物、　　　　Ｍｎ＝３０００
、Ｍｗ＝９０００）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　マゼンタ色材（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
のトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子に対して
、その表面被覆率が２０％になるように、粒径４０ｎｍ
のシリカ微粉末及び粒径７ｎｍのシリカ微粉末を、図３
に示す回転ブレードによる混合機（ヘンシェルミキサー
、三井三池加工機（株）製）によって混合し、トナー組
成物を得た。キャリアとして、粒径５０μｍのＣｕ−Ｚ
ｎ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
。

【００２１】この現像剤を用いて、特性の評価を行った
。転写性としては、ベタ黒画像を複写紙、得られた複写
物の白抜けを測定した。また、２５０００枚複写した後
の感光体表面における付着物の状態を調べ、得られた画
像の画質欠陥を調査した。それらの結果を混合条件と共
に表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例２実施例１におけるトナーＮｏ．１０、１１、１２、１５
、１６及び１７の場合について、粒径４０ｎｍのシリカ
微粉末（Ａ）及び粒径７ｎｍのシリカ微粉末（Ｂ）の混
合を２段混合法によって行った。即ち、実施例１におけ
るトナー母粒子に、先ずシリカ微粉末（Ｂ）を添加して
表２に示す条件で混合した後、混合を停止し、次いで、
シリカ微粉末（Ａ）を添加して、表２に示す条件で混合
した。得られたトナー組成物を用いて、実施例１と同様
にして現像剤を作製し、同様に特性評価を行った。得られた結果を表３に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【発明の効果】本発明は、直径９μｍ以下の小粒径のト
ナー母粒子に、上記の条件で粒径２０〜８０ｎｍの微粒
子を含む外添剤を添加・混合するから、得られる静電荷
像現像用トナーは、そのトナー母粒子表面に外添剤が均
一に付着しており、したがって、転写性が良好であり、
また、感光体表面への微粒子の付着による画像欠陥の発
生もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明及び従来のトナーの断面図である。

【図２】　　本発明に使用する混合機の断面図である。

【符号の説明】

１…トナー母粒子、２…大粒径微粒子、３…小粒径微粒
子、４…容器、５…回転ブレード、６…蓋、７…クリア
ランス。

Claims

【特許請求の範囲】

【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以下のトナー母粒子に、外添剤を添加
・混合してなる静電荷像現像用トナーにおいて、外添剤
が少なくとも粒径２０ｎｍないし８０ｎｍの微粒子を含
有し、該トナー母粒子表面の走査型電子顕微鏡写真にお
ける該微粒子のカバーレッジが、各測定区分において９
μｍ２　当たり６％以上であるように該微粒子が均一に
存在してなることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項２】　　少なくとも着色剤と結着樹脂とよりな
る平均粒径９μｍ以下のトナー母粒子に、外添剤の一成
分として粒径２０ｎｍないし８０ｎｍの微粒子（Ａ）を
添加・混合してなる静電荷像現像用トナーの製造方法に
おいて、式（Ｉ）で定義される外添シェアレートγと、
外添混合時間Ｔａ（秒）との積が、下記式（ＩＩ）を満
たす条件下で該微粒子（Ａ）を添加・混合することを特
徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。 γ＝Ｖ／Ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（Ｉ）（式中、γは外添シェアレート、Ｖ
は混合機内のブレード先端周速（ｍ／秒）、Ｄはブレー
ド先端と混合機内壁とのクリアランス（ｍ）を表わす。）１×１０５　≦γ×Ｔａ≦１×１０６　　　　　　　（
ＩＩ）（式中、Ｔａは微粒子（Ａ）の混合時間（秒）を
表わす。）
【請求項３】　　少なくとも着色剤と結着樹脂とよりな
る平均粒径９μｍ以下のトナー母粒子に、粒径２０ｎｍ
ないし８０ｎｍの微粒子（Ａ）及び粒径５〜２０ｎｍの
微粒子（Ｂ）とを添加・混合してなる静電荷像現像用ト
ナーの製造方法において、式（Ｉ）で定義される外添シ
アレートγと、微粒子（Ａ）の外添混合時間Ｔａ（秒）
と微粒子（Ｂ）の外添混合時間Ｔｂ（秒）との積が、下
記式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）　を満たす条件下で各微粒
子を添加・混合することを特徴とする請求項１記載の静
電荷像現像用トナーの製造方法。 γ＝Ｖ／Ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（Ｉ）（式中、γは外添シェアレート、Ｖ
は混合機内のブレード先端周速（ｍ／秒）、Ｄはブレー
ド先端と混合機内壁とのクリアランス（ｍ）を表わす。）１×１０５　≦γ×Ｔａ≦１×１０６　　　　　　　（
ＩＩ）１×１０５　≦γ×Ｔｂ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（ＩＩＩ）（式中、Ｔａは微粒子（Ａ
）の混合時間（秒）、Ｔｂは微粒子（Ｂ）の混合時間（
秒）を表わす。）