JPH07104502A - 電子写真用トナー及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】平均粒径８μｍ以下のトナー粒子で、表面基の
Ｓｉの数が２以下で疎水化処理された第１疎水性シリカ
微粒子と及び表面基のＳｉの数が３以上で疎水化処理さ
れた第２疎水性シリカ微粒子の２種類を使用し、且つア
ルミナ微粒子をトナー表面に混合分散した電子写真用ト
ナーである。 【効果】悪環境下においても、流動性が良く、且つ帯電
の立ち上がりスピードが速く、安定した帯電性が得られ
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】トナーは、定着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、無機系の各種材料を定着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、溶融混練して、各種構成材料を均一
に分散させ、冷却、粉砕、分級を行って、トナー粒子を
得ている。現像に際しては、トナーは、流動性が良く帯
電性等の諸特性が安定していることが望ましく、特に低
温低湿、高温高湿の悪環境下で流動性の向上、帯電性の
安定が要求される。従来、流動性、帯電性を満足させる
ために、トナー粒子に特定の外添剤をまぶし処理すると
いった方法がよく用いられる。

【０００３】特願平３−４３７８８には疎水化されたシ
リカ微粒子を使用することで、低温低湿環境下での過帯
電を防止するとともに、高温高湿化環境下における帯電
量低下を防止し、また、疎水性アルミナ微粒子を併用す
ることにより、流動性の向上、帯電性の安定性を向上さ
せ、悪環境下での流動性、帯電安定性の低下を防止して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】ところが、最近高画
質化と共にトナー粒径が小さくなり、流動性、帯電性と
も今まで以上の安定性、均一性が要求される。特に前述
の悪環境下での連続複写及び黒色部の比率の大きい原稿
の複写の際は、トナーが次々に補給されるため帯電の立
ち上がりスピードが極めて速くなければ、トナー飛散が
生じたり、画像にカブリが生じるようになる。

【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、悪環境下の連続複写及び黒色部の比率が大
きい原稿の複写の場合においても、高流動性を有し、か
つ帯電の立ち上がりスピードが速く、帯電性の安定した
小粒径の電子写真トナー及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によれば、トナー粒子と疎水性シリカ微粒子及
びアルミナ微粒子からなる電子写真用トナーにおいて、
トナー粒子の平均粒径８μｍ以下の微粒子であり、疎水
性シリカ微粒子は表面基のＳｉの数が２以下で疎水化処
理された第１疎水性シリカ微粒子と、表面基のＳｉの数
が３以上で疎水化処理された第２疎水性シリカ微粒子と
からなることを特徴とする電子写真用トナーが提供され
る。

【０００７】更に、トナー粒子本体に疎水性シリカ微粒
子とアルミナ微粒子とを混合分散する電子写真用トナー
の製法において、表面基のＳｉの数が２以下で疎水化さ
れたシリカ微粒子をまぶし処理する第１工程と、アルミ
ナ微粒子をまぶし処理する第２工程と、表面基のＳｉの
数が３以上で疎水化されたシリカ微粒子をまぶし処理す
る第３工程とからなることを特徴とする電子写真用トナ
ーの製造方法が提供される。

【０００８】

【作用】本発明のトナーは、トナー粒子が平均粒径８μ
ｍ以下の微粒子であり、疎水性シリカ微粒子は表面基の
Ｓｉの数が２以下で疎水化処理された第１疎水性シリカ
微粒子と、表面基のＳｉの数が３以上で疎水化処理され
た第２疎水性シリカ微粒子の２種類を使用し、かつアル
ミナ微粒子の使用することが顕著な特徴である。

【０００９】本発明においては、第１疎水性シリカ微粒
子として表面基のＳｉの数が２以下の比較的疎水性が低
いシリカ微粒子を使用することが重要である。この第１
疎水性シリカ微粒子はアルミナ微粒子の分散性を向上さ
せると同時に、トナーとしての流動性を向上させるとい
う二つの役割を果たさなければならない。シリカ微粒子
が親水性ではアルミナの分散性が悪くなり、最終的に得
られたトナーとしての流動性、帯電性も悪くなる。逆に
Ｓｉの数が３以上の疎水性の高いシリカ微粒子を使用す
ると、最終的なトナーとしての帯電性が高すぎるために
低温低湿下において、画像濃度が低下してしまい、また
第１疎水性シリカ微粒子付着後のトナーの流動性が良す
ぎるため混合層内のせん断力が低下し、アルミナ粒子を
均一に分散させる効果が逆に低下し、帯電の立ち上がり
スピードが遅くなる。

【００１０】更にまた本発明においては、第２疎水性シ
リカ微粒子として表面基のＳｉの数が３以上の比較的疎
水性の高いシリカ微粒子を使用することも重要である。
高温高湿下におけるトナーの流動性を向上させるために
は、疎水性の高いシリカを用いることが効果的である。
疎水性が低いシリカ微粒子を使用すると、小粒径トナー
で特に高温高湿下では、流動性が極端に劣るからであ
る。

【００１１】シリカ微粒子で、Ｓｉの数が２以下の第１
疎水性シリカ微粒子としては、アルキル基（Ｓｉ：１
個）、アルキルシリル基（Ｓｉ：２個）、アルキルシラ
ン基（Ｓｉ：３個）、アルキルシロキサン基（Ｓｉ：２
個）等で疎水化処理されたものがあげられる。また、Ｓ
ｉの数が３以上の第２疎水性シリカ微粒子としては、ポ
リアルキル基、ポリアルキルシリル基、ポリアルキルシ
ラン基、ポリアルキルシロキサン基等で疎水化処理され
たものがあげられる。

【００１２】アルミナ微粒子としては、未処理、親水性
及び疎水性のものが考えられるが、疎水化処理として
は、例えば式：Ｃ8Ｆ17ＳＯ2ＮＥｔ（ＣＨ2）3Ｓｉ（Ｏ
Ｅｔ）3（式中、Ｅｔはエチル基を示す）とジメチルシ
リコーンとで処理したものがあげられる。疎水性シリカ
微粒子の添加量は、第１疎水性シリカ微粒子でトナー総
量に対して、０．０１〜０．４重量％、好ましくは０．
０５〜０．２重量％であり、第２疎水性シリカ微粒子は
トナー総量に対して、０．０１〜０．５重量％、好まし
くは０．０５〜０．３重量％である。第１疎水性シリカ
微粒子の添加量が上記範囲より多い場合は、最終的に得
られるトナーの帯電量が高くなり、第１工程で流動性が
増し、混合層内のせん断力が低下し、逆にアルミナ粒子
を均一に分散できない。一方少ない場合は、流動性が悪
い為に混合層内のトナーの流動性が低下し、アルミナ粒
子の分散性が低下する。また、第２疎水性シリカ微粒子
の添加量が上記範囲より多い場合は、第１疎水性シリカ
微粒子と同様最終的に得られるトナーの帯電量が上昇
し、遊離シリカ粒子も発生する。一方、少ない場合は流
動性を向上させることができない。

【００１３】アルミナ微粒子の添加量は、トナー総量に
対して、０．０１〜０．５重量％、好ましくは０．０５
〜０．３重量％である。添加量が上記範囲より少ない場
合は、帯電の立ち上がり性能が低下し、一方多い場合
は、帯電量低下による画像濃度低下、飛散が発生する。
トナー粒子本体に疎水性シリカ微粒子とアルミナ微粒子
とを混合分散する電子写真用トナーの製法において、表
面基のＳｉの数が２以下で疎水化されたシリカ微粒子を
まぶし処理する第１工程と、アルミナ微粒子をまぶし処
理する第２工程と、表面基のＳｉの数が３以上で疎水化
されたシリカ微粒子をまぶし処理する第３工程とからな
ることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法が望ま
しい。

【００１４】最初に疎水性の低いシリカ微粒子をまぶし
処理するのはトナーとの吸着がよくまた適度な流動性が
得られるからである。この流動性は次のアルミナのまぶ
し処理工程で重要な意味を持ってくる。つまり流動性が
悪すぎるとアルミナをトナー表面に十分まぶすことがで
きず、逆に流動性が良すぎると混合機のせん断力が低下
してしまい十分まぶすことができないのである。したが
って、適度の流動性のトナーにアルミナをまぶせば、ト
ナー表面に均一に分散付着する。疎水性の高いシリカを
最初にトナーにまぶすと流動性が良くなりすぎりためア
ルミナがトナー表面に十分まぶされないからである。

【００１５】本発明におけるトナー粒子は、結着樹脂中
に、着色剤、電荷制御剤、離型剤等の添加剤を配合し、
８μｍ以下の粒径に造粒して製造される。結着樹脂とし
ては、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。

【００１６】着色剤としては、従来より使用されている
公知のものが使用できる。以下にあげる着色剤が好適に
使用できる。 黒色 ファーネスブラック、チャンネルブラック、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 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、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カド
ミュウム、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 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、ピラゾロンオレンジ、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、カドミュウムイエロー、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 緑色 クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン 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、ファーネストスカイブルー、インダンスレンブルー
ＢＣ、無金属フタロシアニンブルー 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、例えばパライト粉、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。

【００１７】導電性顔料としては、例えば導電性カーボ
ンブラック、アルミニウム粉等の各種金属粉があげられ
る。磁性顔料としては、例えば四三酸化鉄（マグネタイ
ト鉄黒）；三二酸化鉄（γ−Ｆｅ2Ｏ3）、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄イットリウム（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ1
2）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ガト
リウム（Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ4）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄ニッケル
（ＮｉＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ3）、
酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ3）等の各種フェライ
ト；鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００１８】光導電性顔料としては、例えば酸化亜鉛、
セレン、硫化カドミウム、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。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１０００〜１
００００）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。

【００１９】電荷制御剤としては、それ自体公知の任意
の電荷制御剤、例えばニグロシンベース（ＣＩ ５０４
１５）、オイルブラック（ＣＩ ２６１５０）、スピロ
ンブラック等の油溶性染料、含金属アゾ染料、ナフテン
酸金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、脂肪酸や石
鹸、樹脂酸石鹸等が使用される。本発明の用いる疎水性
シリカ系添加剤は、気相法シリカ、即ち塩化ケイ素の高
温（火）加水分解法から得られる微細シリカを、ジメチ
ルジクロルシランのようなシラン類で処理し、表面のシ
ラノールをオルガノシランで封鎖することにより得られ
る。

【００２０】このようにトナー粒子と第１、第２疎水性
シリカ微粒子とアルミナ微粒子とを上記製造方法によ
り、混合分散して得られる本発明の電子写真トナーは、
一成分現像剤、二成分現像剤のいずれとしても有用であ
る。一成分として使用する場合には上記磁性体を含有す
るトナー粒子、上記第１、第２疎水性シリカ微粒子、ア
ルミナ微粒子を混合分散して現像剤とする。二成分現像
剤として用いる場合には、トナー粒子と上記第１、第２
疎水性シリカ微粒子とアルミナ微粒子からなる混合物
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３０〜５００μｍの粒径を有して
いる。また二成分現像剤を用いる場合は、トナー濃度は
２〜１５％であるのが好ましい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明の電子
写真用トナー及び製造方法をより詳細に説明する。 《実施例１》 （成分） スチレン−アクリル系重合体 １００重量部 カーボンブラック ８．５重量部 クロム錯塩染料（電荷制御剤） １．５重量部 低分子量ポリプロピレン（離型剤） ２．０重量部 以上の成分を２軸押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
トナー粒子を得た。

【００２２】このトナー粒子に、第１疎水性シリカ微粒
子（ジメチルシラン化処理、日本アエロジル社製の商品
名「Ｒ−９７２］、以下単に「Ｒ９７２」）、また第二
疎水性シリカ微粒子（ポリメチルシラン化処理、キャボ
ット社製の商品名「ＴＳ７２０］、以下単に「ＴＳ７２
０」）、及び疎水性アルミナ微粒子（一次粒子の平均粒
径２０ｎｍ、日本アエロジル社製の商品名「ＲＦＹ−
Ｃ］、以下単に「ＲＦＹ−Ｃ」）をそれぞれトナー総量
に対して、０．１重量％、０．２重量％、０．２重量％
の割合で、第１工程として第１疎水性シリカ微粒子Ｒ９
７２を混合分散した後、第２工程として疎水性アルミナ
微粒子ＲＦＹ−Ｃを混合分散し、最後に第３工程として
第２疎水性シリカ微粒子ＴＳ７２０を混合分散してトナ
ーを得た。 《実施例２》第１疎水性シリカ微粒子としてトリメチル
シラン化処理したものを使用した以外は実施例１と同様
にしてトナーを得た。 《比較例１》第２疎水性シリカ微粒子としてジメチルシ
ラン化処理したものを使用した以外は実施例１と同様に
してトナーを得た。 《比較例２》第１疎水性シリカ微粒子としてポリメチル
シラン化処理したものを使用した以外は実施例１と同様
にしてトナーを得た。 《比較例３》トナーの表面処理工程において、疎水性ア
ルミナ微粒子と第２疎水性シリカ微粒子の混合分散工程
の順序を逆にした以外は実施例１と同様にしてトナーを
得た。すなわち、第１工程として第１疎水性シリカ微粒
子を混合分散した後、第２工程として第２疎水性シリカ
微粒子を混合分散し、最後に第３工程として疎水性アル
ミナ微粒子を混合分散してトナーを得た。 《比較例４》トナーの表面処理工程において、第１工程
として第２疎水性シリカ微粒子を混合分散した後、第２
工程として第１疎水性シリカ微粒子を混合分散し、最後
に第３工程として疎水性アルミナ微粒子を混合分散した
以外は実施例１と同様にしてトナーを得た。 《比較例５》トナーの表面処理工程において、第１工程
として疎水性アルミナ微粒子を混合分散した後、第２工
程として第１疎水性シリカ微粒子を混合分散し、最後に
第３工程として第２疎水性シリカ微粒子を混合分散した
以外は実施例１と同様にしてトナーを得た。 《比較例６》トナーの表面処理工程において、第１工程
として疎水性アルミナ微粒子を混合分散した後、第２工
程として第２疎水性シリカ微粒子を混合分散し、最後に
第３工程として第１疎水性シリカ微粒子を混合分散した
以外は実施例１と同様にしてトナーを得た。 《比較例７》トナーの表面処理工程において、第１工程
として第２疎水性シリカ微粒子を混合分散した後、第２
工程として疎水性アルミナ微粒子を混合分散し、最後に
第３工程として第１疎水性シリカ微粒子を混合分散した
以外は実施例１と同様にしてトナーを得た。 ＜評価試験＞各実施例及び比較例で得たトナーについ
て、それぞれ平均粒径６０μｍのフェライトキャリアを
配合し、均一に攪拌混合してトナー濃度３．５％の二成
分系現像剤を作製した。そして、三田工業社製（商品名
「ＤＣ−４５８５」）を用いて、所定枚数ごとに環境条
件を変えて総計２万枚の複写を行い、各環境下での画像
濃度、カブリ濃度、帯電量、帯電の立ち上がり、トナー
の流動性及びトナー飛散の有無を調べた。即ち、表１に
示す順序で所定の複写枚数ごとに環境条件を変え、それ
ぞれの条件下での複写後に上記試験を行った。但し、Ｎ
／Ｎ（常温常湿）での測定値は２万枚複写後のものであ
る。

【００２３】

【表１】

【００２４】各試験方法は以下の通りである。 （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、カバリ濃度とした。但し、比較的カブリが生じや
すいＨ／Ｈのみの測定とする。 （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）帯電量の立ち上がり 前記キャリア０．９６５ｇ、トナー０．０３５ｇを３ｍ
ｌのボトルで２０回転混合攪拌し、全量を前記ブローオ
フ帯電量測定器で測定し、帯電の立ち上がり過程での帯
電量を求めた。但し、Ｈ／Ｈのみの測定とする。 （５）トナー飛散 ２万枚複写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。

【００２５】○：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 （６）流動性 トナー２０ｇを図１に示す落下量試験機１に投入し、ロ
ーレット加工が施された金属性ローラー２（直径２０ｍ
ｍ、長さ１３５ｍｍ）を５分間回転させ、そのときの落
下量を調べた。ここで、現像剤の落下量が多いほど、流
動性に優れていることを示している。但し、Ｈ／Ｈのみ
の測定とする。

【００２６】

【発明の効果】平均粒径８μｍ以下のトナー粒子で、表
面基のＳｉの数が２以下で疎水化処理された第１疎水性
シリカ微粒子及び表面基のＳｉの数が３以上で疎水化処
理された第２疎水性シリカ微粒子の２種類を使用し、か
つアルミナ微粒子をトナー表面に混合分散することによ
り、悪環境下においても流動性がよく、帯電の立ち上が
りスピードが速くかつ安定した帯電性が得られる。

【００２７】更に、トナー粒子本体に疎水性シリカ微粒
子とアルミナ微粒子とを混合分散する電子写真用トナー
の製法において、表面基のＳｉの数が２以下で疎水化さ
れたシリカ微粒子をまぶし処理する第１工程と、アルミ
ナ微粒子をまぶし処理する第２工程と、表面基のＳｉの
数が３以上で疎水化されたシリカ微粒子をまぶし処理す
る第３工程とからなることを特徴とする電子写真用トナ
ーの製造方法により上記効果が一層顕著となる。

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【手続補正書】

【提出日】平成６年９月２０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】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】トナーの落下量を測定するロレット式落下量測
定機の図である。

【符号の説明】 １ 測定機 ２ 金属製ローラ ３ トナーホッパー ４ モーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 剛史 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】トナー粒子と疎水性シリカ微粒子及びアル
   ミナ微粒子とからなる電子写真用トナーにおいて、トナ
   ー粒子が平均粒径８μｍ以下の微粒子であり、疎水性シ
   リカ微粒子は表面基のＳｉの数が２以下で疎水化処理さ
   れた第１疎水性シリカ微粒子と、表面基のＳｉの数が３
   以上で疎水化処理された第２疎水性シリカ微粒子とから
   なることを特徴とする電子写真用トナー。
2. 【請求項２】トナー粒子本体に疎水性シリカ微粒子とア
   ルミナ微粒子とを混合分散する電子写真用トナーの製法
   において、表面基のＳｉの数が２以下で疎水化されたシ
   リカ微粒子をまぶし処理する第１工程と、アルミナ微粒
   子をまぶし処理する第２工程と、表面基のＳｉの数が３
   以上で疎水化されたシリカ微粒子をまぶし処理する第３
   工程とからなることを特徴とする電子写真用トナーの製
   造方法。