JPH06138691A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電の立ち上がりがよく、しかも帯電量の対
環境安定性にすぐれ、常に良好な品質の画像が得られる
電子写真用トナーを提供する。 【構成】 定着用樹脂中に、フライアッシュを含有させ
る。

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
ンタ等の、いわゆる電子写真法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】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、上
記画像形成に使用される電子写真用トナーとしては、定
着用樹脂中に、カーボンブラック等の着色剤や、電荷制
御剤等の添加剤を配合し、これを所定の粒度に造粒した
ものが用いられる。かかる電子写真用トナーにあって
は、その電気特性が形成画像の品質に重大な影響を及ぼ
す。とくに、帯電の立ち上がりの速さや帯電量の環境安
定性が、電子写真用トナーの電気特性の中でも、形成画
像の品質を左右する因子として重要である。

【０００３】たとえば帯電の立ち上がりが遅いと補給ト
ナーが速やかに帯電せず、未帯電や低帯電のトナーが多
量に発生して、形成画像にトナー飛散や地肌かぶりが発
生する原因となる。この問題は、とくに近年における情
報量の急激な増加に応えるべく開発された高速複写機に
おいて、重大な問題となりつつある。トナー中には、前
記のように電荷制御剤が添加されるが、それにも拘ら
ず、高速複写機においては、補給されたトナーが速やか
に帯電されず、未帯電トナーや低帯電トナーが多量に発
生して帯電特性がばらつき、形成画像にトナー飛散や地
肌かぶりが発生して、画像品質が悪化するという問題が
生じている。

【０００４】また、従来のトナーは環境変化に対する帯
電量の安定性が悪く、その結果、環境条件の変化に伴っ
て、とくに画像濃度が大きくばらつくという問題があ
る。本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであっ
て、帯電の立ち上がりがよく、しかも帯電量の対環境安
定性にすぐれており、とくに高速複写機に使用しても常
に良好な品質の画像を得ることのできる電子写真用トナ
ーを提供することを目的としている。

【０００５】

【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、定着用樹
脂中にフライアッシュを含有させたことを特徴とする。
本発明で使用するフライアッシュとは、ＪＩＳ Ａ ６
２０１で規定された、微粉炭燃焼ボイラーの煙道ガスか
ら集塵機で採取される石炭灰であって、当該ＪＩＳ規格
で規定されたように、４５％以上のSiＯ₂ と、５％未満
の強熱減量（未燃焼カーボン）と、１％以下の湿分とを
含むものである。またこのフライアッシュは、通常、Si
Ｏ₂ 量の約半分量程度のAl₂ Ｏ₃ を含んでいる。

【０００６】上記フライアッシュを含む本発明の電子写
真用トナーは、フライアッシュの主成分であるSiＯ₂ 表
面の水酸基の影響によって電子を強く吸引するようにな
り、負帯電性が強化されて、帯電の立ち上がりが向上す
るとともに、上記SiＯ₂ 量の約半分量程度含まれている
Al₂ Ｏ₃ により過度の負帯電が防止されて、常に安定し
た帯電特性を有するものとなる。このため本発明の電子
写真用トナーは、帯電の立ち上がりが良好で、しかも適
度でかつ環境条件に左右されない安定した帯電性能を有
しており、常に良好な品質の画像を形成することができ
る。また本発明によれば、フライアッシュ中に少量含ま
れている未燃焼カーボンの影響により、トナーの誘電特
性が変化して良好な画像濃度が得られるという効果もあ
る。

【０００７】フライアッシュの添加量は、本発明ではと
くに限定されないが、トナーを構成する定着用樹脂１０
０重量部に対し、０．１〜５０重量部の範囲で使用する
のが好ましく、１〜２０重量部の範囲で使用するのがよ
り好ましい。上記範囲よりフライアッシュの添加量が少
ない場合には、その添加効果が不十分となって、帯電の
立ち上がりが不十分になったり、環境変化に対する帯電
安定性が悪化したりするおそれがある。また、上記範囲
よりフライアッシュの添加量が多い場合には、未帯電ト
ナーが生じて全体の帯電量が低下し、地肌かぶりやトナ
ー飛散が生じて形成画像の品質が悪化するおそれがあ
る。

【０００８】本発明の電子写真用トナーは、定着用樹脂
中に、上記フライアッシュと、着色剤、電荷制御剤、オ
フセット防止剤（離型剤）等の各種添加剤とを配合し、
適当な粒径に造粒することで製造される。定着用樹脂と
しては、これに限定されるものではないが、たとえばエ
ポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、
アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、石油樹脂、シリコー
ン樹脂、ジエン系樹脂、オレフィン系樹脂、酢酸ビニル
重合体、ポリエーテル、ポリウレタン、パラフィンワッ
クスおよびそれらの共重合体等を単独でまたは混合して
使用することができる。これらの樹脂のうち、スチレン
系樹脂、とくにスチレン−アクリル系共重合体を使用す
るのが好ましい。

【０００９】スチレン−アクリル系共重合体において使
用するスチレン系モノマーとしては、スチレンの他に、
ビニルトルエン、α−メチルスチレン等が例示される。
また、アクリル系モノマーとしては、たとえばアクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリ
ル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸
エチル、γ−ヒドロキシメタクリル酸エチル、γ−アミ
ノアクリル酸プロピル、γ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノア
クリル酸プロピル、エチレングリコールジメタクリル酸
エステル、テトラエチレングリコールジメタクリル酸エ
ステル等があげられる。

【００１０】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、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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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Ｂ
Ｃ。

【００１４】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。

【００１５】磁性顔料としては、各種フェライト、たと
えば、四三酸化鉄（Fe₃ Ｏ₄ ）、三二酸化鉄（γ-Fe₂Ｏ
₃ ）、酸化鉄亜鉛（ZnFe₂ Ｏ₄ ）、酸化鉄イットリウム
（Y₃Fe₅ Ｏ₁₂）、酸化鉄カドミウム（CdFe₂ Ｏ₄ ）、酸
化鉄ガトリニウム（Gd₃Fe5Ｏ ₄ ）、酸化鉄銅（CuFe₂ Ｏ
₄ ）、酸化鉄鉛（PbFe₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄ネオジム（NdFe
Ｏ₃ ）、酸化鉄バリウム（BaFe₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄マグネ
シウム（MgFe₂ Ｏ₄ ）、酸化鉄マンガン（MnFe₂
Ｏ₄ ）、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。

【００１６】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、定着用樹脂１００重量部に対して１〜３
０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、それ自体公知の正電荷用制御
剤や負電荷用制御剤が使用される。正電荷制御用の電荷
制御剤としては、たとえば塩基性窒素原子を有する有機
化合物、たとえば塩基性染料、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。また、負電荷制御用の電荷制御剤としては、たとえ
ばアルキルサリチル酸金属キレート等のカルボキシ基含
有化合物があげられる。

【００１７】電荷制御剤は、定着用樹脂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１０
００〜１００００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、炭化水素原子数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。

【００１８】離型剤は、定着用樹脂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、たとえばバンバリ
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。

【００１９】トナーの粒径は、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。得られた
トナーの表面には、疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子
やフッ素樹脂粒子等の従来公知の表面処理剤をまぶし
て、流動性を向上させるようにしてもよい。

【００２０】本発明の電子写真用トナーの構成は、単独
で非磁性１成分現像剤として使用されたり、磁性キャリ
ヤとともに磁性２成分現像剤を構成したりする非磁性ト
ナーや、単独で磁性１成分トナーとして使用される磁性
トナー、あるいはそれ自体が光感度を有する感光性トナ
ー等の、従来公知の種々のトナーに適用することができ
る。

【００２１】２成分現像剤のトナー濃度は従来と同程度
すなわち２〜１５重量％程度が好ましい。本発明の構成
を磁性トナーに適用する場合には、トナー中に前記磁性
顔料を含有させればよい。さらに本発明の構成を感光性
トナーに適用する場合には、トナー中に、前記光導電性
顔料と、その増感成分としてのシアニン色素等とを含有
させればよい。

【００２２】

【実施例】つぎに、実施例および比較例をあげて本発明
をより詳細に説明する。実施例１ 下記の各成分と、表１に示す組成のフライアッシュ０．
５重量部とを混合して溶融混練した後、粉砕、分級して
中心粒径１０μｍのトナーを得た。

【００２３】 成分 重量部 定着用樹脂（スチレン−アクリル系樹脂） ５０．０ カーボンブラック １０．０ 電荷制御剤（含クロムアゾ系染料） ２．８ ワックス（低分子量ポリプロピレン） １．５

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例２ フライアッシュの配合量を１０．０重量部としたこと以
外は、上記実施例１と同様にしてトナーを作製した。実施例３ フライアッシュの配合量を２０．０重量部としたこと以
外は、上記実施例１と同様にしてトナーを作製した。

【００２６】実施例４ フライアッシュの配合量を４５．０重量部としたこと以
外は、上記実施例１と同様にしてトナーを作製した。比較例１ フライアッシュを配合しなかったこと以外は、上記実施
例１と同様にしてトナーを作製した。

【００２７】上記各実施例、比較例で得られた各々のト
ナーを、平均粒径１００μｍのフェライトキャリアと混
合して、トナー濃度３．５％の２成分現像剤を作製し、
この現像剤を用いて以下の各試験を行った。トナー帯電特性試験 現像剤を樹脂製のボトルに入れ、このボトルを１分間当
たり１００回転の速度で回転させてトナーを摩擦帯電さ
せ、回転開始から所定時間毎に、その帯電量を東芝ケミ
カル社製のブローオフ帯電量測定器を用いて測定した。
結果を図１に示す。なお図において−○−○−は実施例
１、−＋−＋−は実施例２、−●−●−は実施例３、−
△−△−は実施例４、−×−×−は比較例１の結果を、
それぞれ示す。

【００２８】図１からわかるように、フライアッシュを
添加させた実施例１〜４のうち実施例２〜３は比較例１
より短時間でトナー帯電量が飽和した。すなわちフライ
アッシュを加えたトナーは、帯電の立ち上がりが速いこ
とが認められた。また、帯電の立ち上がりは、フライア
ッシュを多く加えたものほど速いこともわかった。さら
に実施例１〜４は、比較例１より帯電量の飽和値が高い
こともわかった。

【００２９】実機試験 現像剤を、静電式複写機（三田工業（株）製の型番ＤＣ
−７０８５）にスタート現像剤として使用するととも
に、このスタート現像剤に使用したのと同じトナーを補
給用トナーとして使用しつつ、複写環境を変化させて７
万枚の連続複写を行った。複写環境は、１枚目から８千
枚目までは常温常湿（２０℃、６５％）、８千１枚目か
ら１万６千枚目までは低温低湿（１０℃、４５％）、１
万６千１枚目から２万４千枚目までは高温高湿（３５
℃、８５％）、そして２万４千１枚目から７万枚目まで
は再び常温常湿（２０℃、６５％）であった。

【００３０】そして、複写１枚目、４千枚目、８千枚目
および１万６千枚目と、そのあと２千枚毎に１枚ずつ６
万８千枚目までと、最終の７万枚目の形成画像につい
て、黒べた部の濃度を反射濃度計（東京電色社製の型番
ＴＣ−６Ｄ）にて測定した。また、上記各複写枚数の時
点の現像剤を装置内から採取して、トナーの帯電量を、
前記ブローオフ帯電量測定器を用いて測定した。

【００３１】トナー帯電量の測定結果を図２、画像濃度
の測定結果を図３に示す。なお図において−○−○−は
実施例１、−＋−＋−は実施例２、−●−●−は実施例
３、−△−△−は実施例４、−×−×−は比較例１の結
果を、それぞれ示す。図２より、フライアッシュを添加
した実施例１〜４のトナーは、何れの複写環境下におい
ても帯電量が安定しており、この傾向は、フライアッシ
ュを多く含有するものほど顕著であることがわかった。

【００３２】これに対しフライアッシュを含まない比較
例１のトナーは、低温低湿下で帯電量が著しく増加し、
高温高湿下では帯電量が著しく低下し、さらに高温高湿
後の常温常湿下においても帯電量は安定しなかった。ま
た図３より、フライアッシュを添加した実施例１〜４の
トナーは、各複写環境下においても画像濃度が安定して
いることがわかった。

【００３３】これに対し、フライアッシュを含まない比
較例１のトナーは、各複写環境下で、画像濃度が大きく
変動してしまった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、定着用樹脂中にフライ
アッシュを含有させることにより、帯電の立ち上がりが
よく、しかも帯電量の対環境安定性にすぐれており、と
くに高速複写機に使用しても常に良好な品質の画像を得
ることのできる電子写真用トナーが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像剤の攪拌時間とトナー帯電量との関係を示
すグラフである。

【図２】連続複写時の各環境下におけるトナー帯電量の
推移を示すグラフである。

【図３】連続複写時の各環境下における画像濃度の推移
を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 智英 大阪府大阪市中央区玉造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】定着用樹脂中にフライアッシュを含有させ
   たことを特徴とする電子写真用トナー。
2. 【請求項２】定着用樹脂１００重量部に対するフライア
   ッシュの含有量が０．１〜５０重量部である請求項１記
   載の電子写真用トナー。