JPH05323672A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】小粒径トナーであっても高画像濃度で高品位画
像かつトナー飛散、かぶり等が発生しない電子写真用ト
ナーを提供する。 【構成】少なくとも電荷制御剤とカーボンブラックとを
含有する電子写真用トナーにおいて、トナー粒子の粒径
が８μｍ以下であり、電荷制御剤が下記式の構造を有す
る金属錯塩染料であり、かつ平均粒径が４μｍ以下であ
り、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が９５ｍｌ／１０
０ｇ以上である。 （式中、Ｘはニトロ基、スルホンアミド基、またはハロ
ゲン原子、ＹはＨ、ハロゲン原子またはニトロ基を表し
（但し、ＸとＹが共にニトロ基のものを除く）、ＭはＣ
ｒまたはＣｏ原子を表す。）

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、より詳細には静電式複写機や、レーザービームプリ
ンター等の、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。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写法は、光導電現象を利用し
て画像を形成し、ハードコピーを得るシステムで、プロ
セスとしては帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニ
ングの各工程からなっている。その中で現像工程は、像
支持体に形成された静電潜像と反対の極性の電荷を与え
たトナーを静電潜像表面に静電的に吸着させ、潜像を顕
像化するものである。この現像工程は、最終的に得られ
る複写画像に最も強い影響を与えるプロセスであり、そ
れゆえトナー特性は、静電潜像を形成する光導電体の特
性と並んで重要な因子の一つである。

【０００３】一方、トナーは、バインダー樹脂と着色剤
を必須成分とし、必要に応じて電荷制御剤、導電性制御
剤、離型剤等の有機、無機系の各材料をバインダー樹脂
中に分散混入させた樹脂微粒子であり、製造にあたって
は、上述したトナー用材料を混合し、この混合物を溶融
混練して各種構成材料を均一に分散させ、冷却、粉砕、
分級、場合によっては球形処理を行ってトナー粒子を得
ている。

【０００４】最近、高画質の画像を求める要請が強く、
トナーの小粒径化が進みつつある。画像の解像力や細線
の再現性には、トナーが小粒径の方が良いことは多言を
要しないところである。しかし、トナーが小粒径になっ
てくると次のような問題 画像濃度の低下 帯電量分布のブロード化 が発生する。

【０００５】画像濃度の低下は、トナーの小粒径化によ
って感光体表面の静電潜像に付着するトナーの絶対量が
少なくなり、さらに顔料であるカーボンブラックがトナ
ー粒子に均一に含有されないからである。また、帯電量
分布のブロード化は、トナーの小粒径化によってトナー
粒子に帯電制御剤が均一に含有されなくなるためであ
る。これによって逆極性トナーの増加、トナー飛散、カ
ブリが発生する。

【０００６】従来このような不具合を解決するため、画
像濃度低下に対しては、二成分現像の場合、現像剤中の
トナーの重量％（以下「Ｔ／Ｄ」という）を高くして現
像に係わるトナー量を多する方法が採られていた。ま
た、帯電量分布のブロード化に対しては、トナー表面に
シリカ等の表面処理剤を添加する方法が用いられてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、Ｔ／Ｄを高
くする方法ではトナーが過剰に存在することになるた
め、トナー飛散、ドラム上のクリーニング不良、トナー
消費量の増大といった新たな不具合が発生する。また、
トナー表面にシリカ等の表面処理剤を添加する方法では
小粒径トナーの場合多量の表面処理剤が必要となる。さ
らに、この表面処理剤はトナー表面から遊離しやすく、
遊離した表面処理剤は複写機内のプロセスに悪影響をも
たらす。すなわち、遊離した表面処理剤が感光体に付着
していわゆるフィルミングを生じ、また帯電用のチャー
ジャーワイヤーに付着して帯電不良による黒筋等を発生
させる。

【０００８】したがって、この発明の目的は、小粒径ト
ナーであっても高画像濃度で高品位画像かつトナー飛
散、かぶり等が発生しない電子写真用トナーを提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも電荷制御剤とカーボンブラックとを含有する電子写
真用トナーにおいて、トナー粒子の粒径が８μｍ以下で
あり、電荷制御剤が化１の構造を有する金属錯塩染料で
あり、かつ平均粒径が４μｍ以下であり、カーボンブラ
ックのＤＢＰ吸油量が９５ｍｌ／１００ｇ以上であるこ
とを特徴とする電子写真用トナーが提供される。

【００１０】さらに、上記カーボンブラックの含有量が
トナー粒子に対し１０〜３０重量％である電子写真用ト
ナーが提供される。

【００１１】

【作用】本発明においては、電荷制御剤が化１で示され
る２：１型金属錯塩染料であり、かつ平均粒子径が４μ
ｍ以下であることが特に重要である。２：１型金属錯塩
染料は公知染料と比較してトナー用樹脂に対する相溶性
がとくに良好であり、トナーを小粒径にした場合でもト
ナー粒子各々に均一に分布する。この理由についてはい
まのところ明確ではないが、従来の２：１型金属錯塩染
料がいずれも染料母体構造の負帯電に対する対イオンが
アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモ
ニウムイオン等であるのに対し本発明に係わる染料の対
イオンがＨ＋であるためと考えられる。また、染料の平
均粒径が４μｍ以下であることにより、樹脂中での染料
の分散がさらに向上する。この原因については、以下の
ように考察される。すなわち、トナー製造上で電荷制御
剤である染料の樹脂への分散性に最も影響を与えるは材
料前混合の工程と考えられるが、平均粒径の小さい粒子
と大きい粒子を考えた場合、同一添加量では平均粒径の
小さい粒子の方が粒子数が多く、物理的に樹脂粒子間に
粒子が散在する確率が高いことは明白である。したがっ
て、小さい粒子は樹脂中で均一分散されやすいのであ
る。

【００１２】このように、電荷制御剤がトナー粒子中に
均一に分散含有されることにより、トナー帯電量の分布
がシャープになり、トナー粒径が小粒径となっても逆極
性トナーの発生、トナー飛散、カブリといった問題が発
生しなくなる。本発明においては、カーボンブラックの
吸油量が特に重要である。ここで、カーボンブラックの
ＤＢＰ吸油量とは以下の通りである。２０ｇのカーボン
ブラックをブラストグラフの中にいれる。これにＤＢＰ
（ジブチルフタレート）を滴下しながらニーダーで練
る。このニーダーにはトルク測定機がついたものでなけ
ればならない。ＤＢＰの添加量につれてトルク値は上昇
していき、最大のトルク値になった時のＤＢＰ量を読み
取り、カーボンブラック１００ｇに対するＤＢＰ値に換
算したものである。カーボンブラックの吸油量は、カー
ボンブラックの結着樹脂中での分散性の指標となるもの
であり、一般にカーボンブラックの吸油量が多いほどカ
ーボンブラックのチェーンストラクチャーが長く、分散
性は良好である。本発明においてカーボンブラックの吸
油量を９５（ｍｌ／１００ｇ）以上に設定することによ
り、比較的多量のカーボンブラックを含有させても分散
不良による帯電性能の悪化によるかぶり、トナー飛散、
べた部のむら発生、導電性の増加による転写効率の低下
等を軽減することが可能となる。特に平均粒子径が８μ
ｍ以下のトナーを使用する場合、画像濃度がでにくいた
め着色剤であるカーボンブラックを従来よりも多く配合
しなければならないが、上記カーボンブラックの使用に
より画像のべた部に濃度むらが発生しなくなる。

【００１３】本発明におけるカーボンブラックは、トナ
ー粒子に対し１０〜３０重量％、好ましくは１５〜２５
重量％添加することが望ましい。カーボンブラックの添
加量が１０重量％以下であると、トナーの黒色度が不十
分で十分な画像濃度を得る事ができない。カーボンブラ
ックの添加量が３０重量％以上であると、カーボンブラ
ックが導電性であるためトナー化した際のトナー帯電量
が低下し、トナー飛散、カブリの発生といった不具合が
発生する。

【００１４】トナー粒子としては、平均粒径が８μｍ以
下、特に５〜７μｍの微小粒子を使用する。このもの
は、顕電性と定着性とを有する着色トナー粒子であり、
組成としては、一般的に言って、バインダー樹脂中に、
着色剤、電荷制御剤、離型剤等を分散させた微細粒状組
成物から成る。このトナー成分であるバインダー樹脂に
は、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、或いはスチレン
−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、シリコン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が使用さ
れる。

【００１５】離型剤としては、それ自体公知の任意の離
型剤、例えば脂肪族系樹脂、脂肪族系金属塩、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類等
の脂肪族系化合物が挙げられる。なかでも特に低分子量
（重量平均分子量が１０００〜１００００）の脂肪族樹
脂が有効である。具体的には、例えば低分子量ポリプロ
ピレン、高分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、
炭素数４以上のオレフィン単体からなる低分子量オレフ
ィン重合体等の１種または２種以上の組合せが適当であ
る。その他に例えばシリコーンオイル、各種ワックス等
を使用することもできる。

【００１６】本発明に用いるＤＢＰ吸油量が９５（ｍｌ
／１００ｇ）以上のカーボンブラックとしては、商品名
ＭＡ−１００（三菱化成工業社製）、Ｐｒｉｎｔｅｘ９
０（デグサ社製）等が挙げられる。本発明に用いる２：
１型金属錯塩染料は、特公平３−１６９１６号公報に示
されている以下の方法で製造される。

【００１７】

【化２】

【００１８】で示される２−アミノフェノール誘導体と
β−ナフトールとから得られるモノアゾ染料を公知の方
法でクロムまたはコバルト付与剤で処理して得られる。
一般には次式

【００１９】

【化３】

【００２０】で表される２：１型金属錯塩染料を含水ア
ルコールに分散し、化学量論的にやや過剰の塩酸または
硫酸を加えることにより対イオンをＨ＋とし容易に得る
ことができる。この場合アルコールとしてはメタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級
アルコールを好的に使用することができ、アルコールの
濃度は３０〜５０％の範囲が望ましい。

【００２１】

【トナーの製造】バインダー樹脂、着色剤、電荷制御
剤、離型剤等を混合攪拌する。混合攪拌は低負荷・低せ
ん断力が作用する条件下で行うべきであり、一般にコニ
カルブレンダー、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、
ナウタミキサー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の
各種混合攪拌装置で行うことができる。混合攪拌温度
は、バインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）よりも低い
温度とするのがよい。必要な混合攪拌時間は装置の種
類、投入量によっても相違するが、一般に１０及至３０
０分の範囲が適当である。

【００２２】このようにして得られた前混合物を常法に
より溶融混練し、この混練物を粉砕、分級してトナーと
する。上記製造方法により得られたトナー粒子に、流動
性、帯電性向上を目的に疎水化シリカを適当重量部数混
合分散させ、平均粒子径が８μｍの電子写真用トナーと
する。疎水性シリカとしては、アルキル基、アルキルシ
リル基、アルキルシランで処理された疎水化シリカ、例
えば日本アエロジル社製の商品名Ｒ−９７４等が挙げら
れる。 このトナーを、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、変
性シリコン樹脂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３０〜５０
０μｍの粒径を有しており、トナー濃度（Ｔ／Ｄ）は、
１〜１５％であるのが望ましい。

【００２３】

【実施例】以下、実施例、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が、実施例により本
発明が限定されるものではない。

【００２４】

【実施例１】 （成分） スチレン−アクリル系樹脂 ８６．８重量％ （商品名「ＰＡ５３５」三井東圧社製） カーボンブラック １０ 重量％ （商品名「Ｐｒｉｎｔｅｘ９０」 デグサ社製 ＤＢＰ吸油量９５ｍｌ／１００ｇ） 金属錯塩染料（電荷制御剤） １．２ 重量％ （商品名「ボントロンＳ−４４」 オリエント社製 粒径３μｍ） 低分子量ポリプロピレン（離型剤） ２．０重量％ （商品名「ビスコール３３０Ｐ」 三洋化成社製） 以上の成分を２軸押し出し機で溶融混練し、ジェットミ
ル粉砕し、分級機で風力分級を行って、平均粒径８μｍ
のトナーを得た。次にそれぞれのトナー粒子に疎水性シ
リカ微粒子を、トナー総重量に対して０．３重量部を混
合分散し、本発明に使用する電子写真用トナーを作成し
た。

【００２５】この電子写真用トナーについて、平均粒径
６０μｍのフェライトキャリアと均一に混合攪拌してト
ナー濃度４．５％の二成分現像剤とした。この二成分現
像剤を三田工業社製複写機（商品名「ＤＣ−１２０
５」）を用いて、総計２万枚（高温高湿環境（３５℃、
８５％ 以下「Ｈ／Ｈ」という）で５０００枚を含む）
の複写を行った。連続複写サイクルを表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】評価試験は連続複写サイクルにおいて、
高温／高湿環境下で１０００枚ごとに画像濃度、かぶり
濃度、帯電量の平均値逆及び極性トナーの割合、トナー
飛散の有無を測定した。さらに、トータル１００００枚
〜２００００枚までの常温常湿Ｎ／Ｎ（２０℃／６５
％）環境下での１０００枚ごとの画像濃度、かぶり濃
度、帯電量の平均値逆及び極性トナーの割合、トナー飛
散の有無についても測定を行った。各試験の具体的方法
を以下に示す。 （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
複写画像黒べた部の濃度を測定した。 （２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定 前記反射濃度計を用いて、複写画像余白部の濃度を測定
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 各測定環境終了時の複写機内状態を目視で判断し、以下
の基準で評価した。 ○：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）２万枚複写後の逆極性トナーの割合 当社保有の帯電量分布測定装置により、全トナー粒子数
における逆極性トナー（正帯電トナー）の割合を測定し
た。

【００２８】尚、上記帯電量分布測定装置は、特開昭６
３−２６３４７号公報に記載の装置である。実施例１で
はトナー飛散、カブリがほとんどなく、帯電量上昇によ
る画像濃度の低下は発生しなかった。また、べた画像の
濃度むら等も発生せず、文字切れの良い高品位の画像を
得ることができた。試験結果を表２に示す。

【００２９】

【実施例２】ＤＢＰ吸油量１１６ｍｌ／１００ｇのカー
ボンブラック（商品名「Printex-Ｌ」デグサ社製）を２
０重量％添加した以外は実施例１と同様にしてトナーを
製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。トナー飛
散、カブリがほとんどなく、帯電量上昇による画像濃度
の低下は発生しなかった。また、べた画像の濃度むら等
も発生せず、文字切れの良い高品位の画像を得た。試験
結果を表２に示す。

【００３０】

【実施例３】ＤＢＰ吸油量１００ｍｌ／１００ｇのカー
ボンブラック（商品名「ＭＡ１００」三菱化成社製）を
３０重量％添加した以外は実施例１と同様にしてトナー
を製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。トナー
飛散、カブリがほとんどなく、帯電量上昇による画像濃
度の低下は発生しなかった。また、べた画像の濃度むら
等も発生せず、文字切れの良い高品位の画像を得た。試
験結果を表２に示す。

【００３１】

【比較例１】ＤＢＰ吸油量７０ｍｌ／１００ｇのカーボ
ンブラック（商品名「＃２５」三菱化成社製）を２０重
量％添加した以外は実施例１と同様にしてトナーを製造
し、実施例１と同様の評価試験を行った。Ｈ／Ｈ条件下
で、カーボンブラックの分散性不良が原因と思われる画
像むらが発生した。また、Ｈ／Ｈでは発生しなかったか
ぶりの増加が見られた。試験結果を表２に示す。

【００３２】

【比較例２】ＤＢＰ吸油量９５ｍｌ／１００ｇのカーボ
ンブラックを８重量％添加した以外は実施例１と同様に
してトナーを製造し、実施例１と同様の評価試験を行っ
た。帯電量上昇が原因と思われる画像濃度の低下が見ら
れた。また、カーボンブラックの重量％が他のトナーに
比して少ないため、べた部の隠ぺい性（下地を覆い隠す
程度）が低い画像になった。試験結果を表２に示す。

【００３３】

【比較例３】ＤＢＰ吸油量１１６ｍｌ／１００ｇのカー
ボンブラックを３３重量％添加した以外は実施例１と同
様にしてトナーを製造し、実施例１と同様の評価試験を
行った。帯電量上昇が原因と思われる画像濃度の低下が
見られた。また、カーボンブラックの重量％が他のトナ
ーに比して少ないため、べた部の隠ぺい性（下地を覆い
隠す程度）が低い画像になった。

【００３４】カーボンブラックの重量％が多いため、飽
和帯電量の低下が見られ、Ｈ／Ｈ、Ｎ／Ｎを通じトナー
飛散、かぶりが生じた。 さらに全８サンプルの内、ト
ナー消費量が最も多く、転写効率も最も低い値を示し
た。試験結果を表２に示す。

【００３５】

【比較例４】平均粒径が７μｍである金属錯塩染料（ボ
ントロンＳ−３４ オリエント社製）を用い、ＤＢＰ吸
油量９５ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを２０重量
％添加した以外は実施例１と同様にしてトナーを製造
し、実施例１と同様の評価試験を行った。

【００３６】かぶり、逆極性トナーの程度がＨ／ＨとＮ
／Ｎで差がみられ、両環境を通じトナー飛散、かぶりが
発生した。特にＨ／Ｈでのトナー飛散がひどかった。金
属錯塩染料の平均粒子径が大きいため、樹脂中での該染
料の分散性低下したことが原因と考えられる。

【００３７】

【比較例５】平均粒径が５μｍである金属錯塩染料を用
い、ＤＢＰ吸油量９５ｍｌ／１００ｇのカーボンブラッ
クを２０重量％添加した以外は実施例１と同様にしてト
ナーを製造し、実施例１と同様の評価試験を行った。か
ぶり、逆極性トナーの程度がＨ／ＨとＮ／Ｎで差が見ら
れ、両環境を通じトナー飛散、かぶりが発生した。特に
Ｈ／Ｈでのトナー飛散がひどかった。

【００３８】金属錯塩染料の平均粒子径が大きく、やは
り該染料の樹脂中での分散性の低下が原因と考えられ
る。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【発明の効果】本発明では、電荷制御剤として化１に示
される構造を有しかつ平均粒径が４μｍ以下の２：１金
属錯塩染料を用い、ＤＢＰ吸油量が９５ｍｌ／１００ｇ
以上のカーボンブラックを用いることによって、小粒径
トナーであってもトナー飛散、かぶり等が発生しない高
画像濃度で高品位画像が得られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山村 和彦 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 清水 義威 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 石丸 聖次郎 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 岡本 克巳 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも電荷制御剤とカーボンブラック
   とを含有する電子写真用トナーにおいて、 トナー粒子の粒径が８μｍ以下であり、 電荷制御剤が下記式の構造を有する金属錯塩染料であ
   り、かつ平均粒径が４μｍ以下であり、 カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が９５ｍｌ／１００
   ｇ以上であることを特徴とする電子写真用トナー。 【化１】
2. 【請求項２】カーボンブラックの含有量がトナー粒子に
   対し１０〜３０重量％である請求項１記載の電子写真用
   トナー。