JPH06194865A

JPH06194865A - 静電潜像現像用トナー

Info

Publication number: JPH06194865A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ota; 充太田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1992-12-22
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】芯粒子が、微粒子化されても十分な流動性が
得られる静電潜像現像用トナーを提供する。【構成】芯粒子としては従来よりも小粒径な粒子であ
るので、外添剤は嵩密度で０．１０ｇ／ｃｃ以上の外添
剤を混合することで、静電潜像現像用トナーとして十分
な流動性が得られる。流動性がよければ、現像装置のト
ナーカートリッジの中で凝集することなく、スムーズに
現像部へトナーを供給することができることと、トナー
カートリッジ内へのトナーの供給もスムーズにできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァックス等の画像形成装置に充填される静電潜像現像用
トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像記録方法として普及している
のは、複写機、プリンタ等に使われる電子写真法や静電
記録法であり、静電潜像現像用トナーの多くは、この分
野に使われていた。こうした方法に使われるトナーとし
ては、樹脂成分と顔料を少なくとも含んだ着色粒子で現
像する非磁性１成分トナーと、マグネタイト等の磁性
粉、樹脂を少なくとも含有した磁性１成分トナーの２つ
の１成分系現像剤と、マグネタイト、ガラスビーズ等の
１成分系トナーの着色粒子よりも明らかに大きなキャリ
ヤと呼ばれる粒子と非磁性１成分トナーに使われる着色
粒子を混合した２成分系現像剤とが大別してある。

【０００３】これら静電潜像現像用のトナーは、樹脂成
分を少なくとも含んだ芯粒子と芯粒子よりも明らかに小
さな粒子とを混合し、粉体の流動性、帯電性、保存安定
性等を得るための操作を必要としていた。芯粒子表面に
ついた外添剤は、芯粒子に埋め込まれることはなく、他
の粒子が接触したときの接触面積を低減するために働
く。従って、外添剤は芯粒子表面を移動しながらその役
割を果たし、芯粒子同士が接触した時のファンデルワー
ルス力や静電引力が、作用しないようにしている。この
目的のための粒子としては、従来から、疎水性シリカ、
アルミナ、酸化チタンなど無機系の酸化物を主に使用し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電潜
像現像用トナーは年々、微粒子化されており、従来平均
粒子径が１０μｍ前後であったのが、最近では８μｍか
らもっと微粒子化されようとしている。従来の無機系酸
化物粒子は、嵩密度が低く、１０μｍ前後の平均粒子径
を持つトナーにとっては十分であったが、微粒子化され
た静電潜像現像用トナーでは十分にその効果は発揮され
なかった。静電潜像現像用トナーの芯粒子が小さくなれ
ばなるほど、外添剤が同じであれば流動性は悪化するた
め、外添剤の添加量を増やすことで流動性は確保でき
た。しかし、外添剤の混合量を増やすと、環境安定性や
帯電安定性がなくなり、静電潜像現像用トナーとしては
不適当になった。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、芯粒子が微粒子化されても十分
な流動性が得られる静電潜像現像用トナーを提供するこ
とを目的とする。また、静電潜像現像用トナーの芯粒子
が微粒子化されたことで外添剤の添加量が増えることな
く、帯電安定性、環境安定性のあるトナーを提供するこ
とを目的とする。更にトナーケース内でブリッジを起こ
さずスムーズなかくはんや供給ができる静電潜像用トナ
ーを提供することを目的とする。そして、トナーの凝集
が少なく出力された画像にかぶりのないような静電潜像
現像用トナーを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の静電潜像現像用トナーは、樹脂を含んだ平均
粒子径５乃至１０μｍの粒子に、０．１０ｇ／ｃｃ以上
の嵩密度を持つ外添剤を添加したことで達成される。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の静電潜像現像用ト
ナーによれば、芯粒子としては従来よりも小粒径な粒子
であるので、外添剤は嵩密度で０．１０ｇ／ｃｃ以上の
外添剤を混合することで、静電潜像現像用トナーとして
十分な流動性が得られる。

【０００８】流動性がよければ、現像装置のトナーカー
トリッジの中で凝集することなく、スムーズに現像部へ
トナーを供給することができることと、トナーカートリ
ッジ内へのトナーの供給もスムーズにできる。

【０００９】また、流動性を得るために多くの外添剤を
混合する必要がなくなるため、外添剤を増やすことで起
こっていた帯電の安定性や環境安定性のある静電潜像現
像用トナーとすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を説明す
る。

【００１１】本実施例の静電潜像現像用トナーは、従来
の製造方法である粉砕法によって製造することができ
る。粉砕法によるトナーの製造方法は、トナー原料をミ
キサーで混合して、均一に混ざりあった混合物を構成
し、ニーダーで原料混合物を加熱溶融しながら、それぞ
れ相溶性のない原料を微少な粒子として混合する。ニー
ダーで混練後のトナー原料は、圧延ローラで冷却され、
カッターミルのような粗粉砕機によって粒子状に形成さ
れ、さらに超音速エアージェット型の微粉砕機によって
２０μｍ以下の微少粒子となる。できた微少粒子は、粒
子径分布が不均一で画像形成装置のトナーに使用するに
は微粉が多すぎるため、これを分級行程を通すことによ
って粒子径分布のシャープな微小粒子を得る事ができ
る。

【００１２】粉砕によって製造される微小粒子だけでな
く、重合によって製造された粒子にも本発明を適用する
ことができる。

【００１３】静電潜像現像用トナーは、主に結着樹脂か
ら構成されており、その具体的な例としては、ポリスチ
レン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−
プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、
スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル
共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、ポリアクリレート系樹脂、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂
などがあげられ、これらを単独あるいは２種以上の樹脂
を併用することもできる。

【００１４】トナーには、必要に応じて着色剤を使用す
ることもでき、カーボンブラック等の顔料成分かあるい
は、ニグロシン、ベンジジンイエロー、キナクリドン、
ローダミンＢ、フタロシアニンブルーなどの染料があげ
られる。

【００１５】また、荷電制御剤、離型剤を混合してもよ
く、荷電制御剤として含金属染料、ニグロシン、４級ア
ンモニウム塩、スルフォン酸塩等、離型剤として低分子
量ポリプロピレンワックス、低分子量ポリエチレンワッ
クス、カルナバワックス、キャンデリラワックス、モン
タンワックス等があげられる。

【００１６】また、磁性トナーの場合は、これら混合物
に磁性粉を混合すればよく、鉄、マンガン、ニッケル、
クロムなどの金属か、マグネタイト、フェライト、マン
ガン合金など強磁性体合金などを混合して、トナーとす
る。

【００１７】静電潜像現像用トナーの基となる粒子がえ
られた後、外添剤がミキサーを用いてこの粒子に混合さ
れる。その外添剤の例としては、疎水性シリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、フッ化エチレン等があげられる。

【００１８】外添剤の嵩密度は、０．０２ｇ／ｃｃ程度
から１．００ｇ／ｃｃを越えるようなものまでさまざま
あるが、従来の粒子径の静電潜像現像用トナーであれ
ば、外添剤の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以下であろうと
も、疎水性であればトナー粒子に対して少ない添加量で
も十分な流動性や帯電安定性が得られていた。ところが
静電潜像現像用トナーが小粒子径になるにつれて、従来
の外添剤では満足の得られる流動性や帯電安定性が得ら
れなかった。そこで各種の外添剤を試験してみると小粒
子径の静電潜像現像用トナー粒子には、外添剤自身の嵩
密度が０．１０ｇ／ｃｃ以上はないと、外添剤をトナー
粒子に対して１重量％以下のような少量の添加で十分な
流動性と帯電安定性が得られないことがわかった。

【００１９】外添剤の嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以下で
も静電潜像現像用トナー粒子への添加量を１重量％以上
に増やせば、流動性は向上するものの、環境変動に対す
る帯電の安定性に問題があった。

【００２０】外添剤の粒子径は、本発明においてはトナ
ー粒子よりも小さいことが望ましく数１０ｎｍ〜数μｍ
までの粒子であれのが望ましい。外添剤を単独で混合す
る場合、望ましくは１μｍ以下の平均粒子径であるのが
よいが、外添剤を２種類以上使用する場合は、どれか１
つの外添剤が１μｍ以下の平均粒子径であれば良い。ま
た、外添剤粒子の形状は、球形粒子であるのが望ましい
が、必ずしも球形粒子である必要はなく、不定形粒子で
も嵩密度が０．１０ｇ／ｃｃ以上であれば、小粒子径の
静電潜像現像用トナーに使用することができる。

【００２１】以下に、外添剤の種類を変えた時の外添剤
の嵩密度と流動性について、具体的に示す。

【００２２】・実験例１スチレン−アクリル系バインダー１００重量部（三洋化成工業ＴＢＨ１５００）カーボンブラック１０重量部（三菱化成ＭＡ−１００）ポリプロピレンワックス５重量部（三洋化成工業５５０Ｐ）荷電制御剤２重量部（オリエント化学Ｓ−３４）上記材料を乾式混合し、ニーダーで溶融混練してそれぞ
れが分散した塊を形成する。これを常温で冷却後、超音
速のエアージェット粉砕機で粉砕した後、分級し平均粒
径８μｍの粒子を得た。この粒子に嵩密度０．１６ｇ／
ｃｃの疎水性シリカ（ワッカー製Ｈ２０００）を粉砕粒
子１００重量部に対して０．３重量部添加し、ミキサー
で混合した。

【００２３】トナーの嵩密度は、０．５５ｇ／ｃｃで、
凝集度は２．２％、圧縮度は２５％であった。この静電
潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合し、
帯電量を測定すると−２５μｃ／ｇであった。市販はさ
れていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐刷テ
ストを行ったところ、１万枚印刷してもかぶりはなく、
１万枚印刷後のトナーの帯電量は−２０μｃ／ｇであっ
た。また、温度３５℃、湿度８０％の環境でトナーの帯
電量を測定したところ、−２２μｃ／ｇであり、常温常
湿との変動率は２０％にとどまり、環境安定性のあるト
ナーを得ることができた。

【００２４】・実験例２実験例１で製造した粉砕粒子に嵩密度０．１４ｇ／ｃｃ
のアルミナ（アエロジルＲＦＹ−ｃ）を実験例１と同
様、粉砕粒子１００重量部に対して、０．５重量部添加
した。

【００２５】トナーの嵩密度は、０．４８ｇ／ｃｃで、
凝集度は４．５％、圧縮度は３２％であった。この静電
潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合し、
帯電量を測定すると−１８μｃ／ｇであった。市販はさ
れていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐刷テ
ストを行ったところ、１万枚印刷してもかぶりはなく、
１万枚印刷後の帯電量は−１６μｃ／ｇであった。ま
た、温度３５℃、湿度８０％の環境におけるトナーの帯
電量を測定したところ、−１９μｃ／ｇであり、常温常
湿との変動率は５％にとどまり、環境安定性のあるトナ
ーを得ることができた。

【００２６】・実験例３実験例１で製造した粉砕粒子に嵩密度０．１１ｇ／ｃｃ
の酸化チタン（出光興産Ｔ−２００）を実験例１と同
様、粉砕粒子１００重量部に対して、０．５重量部添加
した。

【００２７】トナーの嵩密度は、０．５１ｇ／ｃｃで、
凝集度は３．７％、圧縮度は２９％であった。この静電
潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合し、
帯電量を測定すると−２６μｃ／ｇであった。市販はさ
れていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐刷テ
ストを行ったところ、１万枚印刷してもかぶりはなく、
１万枚印刷後の帯電量は−２２μｃ／ｇであった。ま
た、温度３５℃、湿度８０％の環境におけるトナーの帯
電量を測定したところ、−１９μｃ／ｇであり、常温常
湿との変動率は５％にとどまり、環境安定性のあるトナ
ーを得ることができた。

【００２８】・実験例４実験例１で製造した粉砕粒子に嵩密度０．１７ｇ／ｃｃ
の疎水性シリカ（Ｈ２０００／４）を実験例１と同様、
粉砕粒子１００重量部に対して、０．３重量部添加し
た。

【００２９】トナーの嵩密度は、０．５８ｇ／ｃｃで、
凝集度は０．８％、圧縮度は２３％であった。この静電
潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合し、
帯電量を測定すると−２８μｃ／ｇであった。市販はさ
れていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐刷テ
ストを行ったところ、１万枚印刷してもかぶりはなく、
１万枚印刷後の帯電量は−２５μｃ／ｇであった。ま
た、温度３５℃、湿度８０％の環境におけるトナーの帯
電量を測定したところ、−２１μｃ／ｇであり、常温常
湿との変動率は５％にとどまり、環境安定性のあるトナ
ーを得ることができた。

【００３０】・比較例１実験例１で製造した粉砕粒子に嵩密度０．０４ｇ／ｃｃ
の疎水性シリカを実験例１と同様、粉砕粒子１００重量
部に対して、０．３重量部添加した。

【００３１】トナーの嵩密度は、０．３５ｇ／ｃｃで、
凝集度は２０．３％、圧縮度は３７％であった。この静
電潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合
し、帯電量を測定すると−３５μｃ／ｇであった。市販
はされていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐
刷テストを行ったところ、１万枚印刷するとかぶりがわ
ずかに見られ、１万枚印刷後の帯電量は−３２μｃ／ｇ
になった。また、温度３５℃、湿度８０％の環境におけ
るトナーの帯電量を測定したところ、−３０μｃ／ｇで
あり、常温常湿との変動率は２０％になり、環境安定性
は許容範囲であるが流動性の悪いトナーとなった。

【００３２】・比較例２実験例１で製造した粉砕粒子に嵩密度０．０４ｇ／ｃｃ
の疎水性シリカを実験例１と同様、粉砕粒子１００重量
部に対して、２重量部添加した。

【００３３】トナーの嵩密度は、０．５７ｇ／ｃｃで、
凝集度は１．１％、圧縮度は２６％であった。この静電
潜像現像用トナーをキャリヤと５％の重量比で混合し、
帯電量を測定すると−３２μｃ／ｇであった。市販はさ
れていないブラザー製２成分現像器に充填して、耐刷テ
ストを行ったところ、１万枚印刷するとかぶりがわずか
に見られ、１万枚印刷後の帯電量は−２５μｃ／ｇまで
さがった。また、温度３５℃、湿度８０％の環境におけ
るトナーの帯電量を測定したところ、−２３μｃ／ｇで
あり、常温常湿との変動率は４０％にもなり、環境安定
性に劣るトナーとなった。

【００３４】上記実験例と比較例を表にまとめて図１及
び図２に示す。ここで各測定方法は次に示す通りであ
る。

【００３５】１．嵩密度トナーの嵩密度、嵩密度ともに単位は、ｇ／ｃｃ。

【００３６】３０ｃｃの容器にロートから粉体を供給し
た時の容器上面擦り切りの重さを測定した。

【００３７】２．外添剤は、トナー１００重量部に対し
ての添加量で、単位は重量部。

【００３８】３．凝集度目開き、７５μｍ、１５０μｍ、２５０μｍのふるいを
下から順に重ね、目開き２５０μｍのふるいに１０ｇの
トナーを載せて振動を与える。２０秒間振動を与えた後
のそれぞれのふるいに残っているトナーの量を算出した
値。

【００３９】４．圧縮度嵩密度とタップ嵩密度の差を測定。

【００４０】５．帯電量いずれもトナーをキャリヤと混合した状態で、ブローオ
フ２成分帯電量計で測定。いずれも単位は、μｃ／ｇ。

【００４１】以上、説明したことから明かなように、本
実施例の静電潜像現像用トナーであれば、平均粒子径が
小さくなっても粉体の流動性、帯電安定性、環境安定性
に優れた現像剤を提供することができるので、かぶりが
なく、濃度の安定した画像を出力することができる。ま
た、粒子径の小さな静電潜像現像用トナーであっても、
流動性を確保することができるので、トナーカートリッ
ジ内でのトナーのブリッジやかくはん部材へのトナーの
固着を防ぐことができる。

【００４２】尚、本発明は以上詳述した実施例に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲の変更は
可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上、説明したことから明かなように、
本発明の静電潜像現像用トナーであれば、平均粒子径が
小さくなっても粉体の流動性、帯電安定性、環境安定性
に優れた現像剤を提供することができるので、かぶりが
なく、濃度の安定した画像を出力することができる。ま
た、粒子径の小さな静電潜像現像用トナーであっても、
流動性を確保することができるので、トナーカートリッ
ジ内でのトナーのブリッジやかくはん部材へのトナーの
固着を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例と比較例をまとめた表である。

【図２】実験例と比較例をまとめた表である。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年２月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】実験例と比較例をまとめた図表である。

【図２】実験例と比較例をまとめた図表である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂を含んだ平均粒子径５乃至１０μｍ
の粒子に、０．１０ｇ／ｃｃ以上の嵩密度を持つ外添剤
を添加したことを特徴とする静電潜像現像用トナー。