JPH07244401A - 静電潜像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
電付与部材に対するスペントの発生の少ない静電潜像現
像用トナ−を提供することを目的とするものである。 【構成】 本発明は、粉砕法により調整された静電潜像
現像用トナーにおいて、各トナー粒子が角のとれた形状
を有しており、トナーの体積平均粒径[X]が5.0〜
11.7μmであり、且つ体積平均粒径[X]と5μm
以下の粒子の個数%[Y]との関係が下記式: logY=−0.16X+k (2.4≦k≦2.7) の関係を満足する静電潜像現像用トナーに関する。
Description
に関し、特にデジタル方式の電子写真装置に使用する静
電潜像現像用トナ−に関する。
の光を原稿に照射し、その反射光を感光体に照射するこ
とにより感光体上に静電潜像を形成する複写機等のアナ
ログ方式の電子写真装置が一般に使用されている。ま
た、デジタル書き込みされて得られた静電潜像にトナー
を含む現像剤を供給して現像を行うデジタル方式の電子
写真装置として、コンピューター端末の出力に使用する
プリンタ−やイメージリ−ダ−によって読み取った画像
情報に基づいて画像形成を行うデジタル複写機、電子写
真方式のファクシミリ等が実用化されている。
光ビームを照射する等のデジタル書き込みにより感光体
上にドット単位で静電潜像を形成し、この潜像をトナ−
により反転現像し、得られたトナ−像を記録紙等の記録
媒体上に転写し、定着することにより記録画像を形成し
ている。このためデジタル方式に使用されるトナーに
は、ドット再現性に優れていることが要求される。この
ような要求を満たすためには、トナーとして帯電安定性
に優れていることが必要である。即ち、湿度・温度等の
環境の変動の要因によってトナー帯電量が大幅に変化せ
ず安定した帯電性能を有していることが必要となる。
おいてはキャリアとの接触により、また1成分現像方式
においては現像装置内の規制ブレードやスリーブ等の荷
電付与部材との接触により摩擦帯電される。ところが、
現像を繰り返す間にキャリアや荷電付与部材にトナー成
分が付着すると、キャリアや荷電付与部材のトナーに対
する摩擦帯電能が低下し、その結果トナーの帯電量が低
下してしまう。従って、トナーの帯電安定性を向上させ
るには、トナーがキャリアや荷電付与部材に対する優れ
た耐スペント性を有していることが必要となる。
題を解決することを目的とするものであり、優れた帯電
安定性を有する静電潜像現像用トナ−を提供することを
目的とするものである。さらに、本発明は、キャリアや
荷電付与部材に対するスペントの発生の少ない静電潜像
現像用トナ−を提供することを目的とするものである。
調整された静電潜像現像用トナーにおいて、各トナー粒
子が角のとれた形状を有しており、トナーの体積平均粒
径[X]が5.0〜11.7μmであり、且つ体積平均
粒径[X]と5μm以下の粒子の個数%[Y]との関係
が下記式: logY=−0.16X+k (2.4≦k≦2.7) の関係を満足する静電潜像現像用トナーに関する。本発
明者等は、デジタル方式の電子写真装置に使用するトナ
−について鋭意研究を行ったところ、トナ−の帯電安定
性が、トナ−の粒径分布並びにトナ−粒子の形状に影響
されることを見出した。具体的には、5μm以下の粒径
を有する微粉の含有量とトナ−の平均粒径とが一定の関
係を満足し、且つ各トナ−粒子として粉砕法で製造され
ているにもかかわらず、角がとれて丸みを帯びた形状を
有しているトナ−を用いることにより、良好な帯電安定
性を確保でき、ドット再現性に優れたトナーを提供でき
ることを見出したものである。
〜11.7μmで、且つ体積平均粒径[X]と5μm以
下のトナー粒子の個数%[Y]との関係が下記式 logY=−0.16X+k (2.4≦k≦2.7) を満足するトナーを使用する。このようにトナーの平均
粒径に対応して所定量の5μm以下のトナー粒子を含有
することにより、トナーの帯電安定性が向上し、ドット
再現性に優れかぶりのない鮮明な画像再現が可能とな
る。なお、平均粒径が11.7μmより大きいと高精細
画像再現の観点から不利であり、5μmより小さいと製
造上の制約(コスト等)が大きくなってしまう。なお、
上記式は後述する実施例および比較例の実験データに基
づいて得られた図1のグラフより導かれたものである。
図中、E1〜E11は実施例1〜実施例11を示し、C
1〜C11は比較例1〜比較例11を示す。
れたにもかかわらず角がとれて丸みを帯びた形状を有し
ているトナ−を使用する。このような形状のトナーを使
用することにより、流動性が低下する小粒径トナーに対
して流動性を向上させることができ、また角が取れるこ
とにより1つのトナー粒子における電荷分布の均一性が
向上し(トナーの角部に電荷が集中する現象が解消され
る)、トナーの形状が揃うことによりトナーの帯電安定
性が向上する。
ダー樹脂およびその他所望の添加剤を混合後混練し、得
られた混練物を、粗粉砕後所望の粒径に微粉砕し、その
後分級することにより製造される。このようにして製造
されたトナー粒子は、破断面を有しており、角ばった不
定形状を有している。このため1つ1つのトナー粒子の
形状が異なっており、流動性並びに帯電安定性を阻害す
る要因となる。
所望の粒径に調整されたトナーを分級ロータ型分級機で
分級(微粉除去)する、あるいは機械的衝撃力を使用し
た粉砕機で混合処理する等の手法により達成できるが、
分級処理と角を取る処理とを同時に行うことができる分
級ロータ型分級機で行うことがコスト等の観点から好ま
しい。かかる処理により、帯電性、耐刷性、耐熱性、流
動性および環境性が向上したトナ−を得ることができ
る。これは分級ロータ型分級機を用いるとトナ−粒子表
面が分級ロ−タによる衝撃力の作用で平滑化されるこ
と、分級ロ−タによる衝撃力の作用により、かぶり等の
原因となるトナーの平均粒径の1/3以下あるいは1/
4以下の微粉がトナー粒子表面に強く付着し埋め込まれ
て遊離微粉を減少させるとともに、分級ロータの衝撃力
による分散効果により分級効率が向上し、トナー製品側
への微粉の混入を防止できること、さらに同様の理由に
より遊離荷電制御剤の発生が防止できることによる。従
来の粒子の軽重で篩分ける風力分級機によってはこのよ
うな効果は得られない。なお、上述した処理強度を上げ
ると、トナー粒子は球形化されて行くが、完全に球形化
されるとブレ−ドクリーニングする場合にトナ−のすり
抜けが生じてクリーニング不良を招くので、ある程度不
定形状は保ったままで角が取れた形状を有していること
がブレ−ドクリーニング性の観点からは好ましい。
は、ターボクラシファイアー(日清エンジニアリング社
製)、アキュカット(日本ドナルドソン社製)等種々知
られている。これらの中でも、ティープレックス超微粉
分級機50〜1000ATPシリーズ(ホソカワミクロ
ン社製)が好ましい。このシリーズの中でティープレッ
クスマルチホイール型分級機の概略構成図を図2および
図3に記載する。図2は中央垂直断面図であり、図3は
分級部の水平断面図である。
ナー粒子)は、原料投入口(12)から装入され、図2
に示されたようにロータリバルブを介してか、あるいは
流入空気と一緒に分級室内に運ばれる。流入空気は分級
室内で例えば矢印の如く下から上に流れる。その流れに
従って原料は上昇し、分級部(11)に入り分級され、
分級物が共通微粉排出口(13)より取り出される。分
級部(11)は個別駆動方式による分級ロータが水平に
複数個取り付けられている。共通のスピードコントロー
ルは、1台の周波数変換機を通して行われる。また、原
料としてのトナー粒子は分級ロータ型分級機に供給され
る前に、風力分級したものを使用してもよい。
る樹脂は、一般にトナ−のバインダ−として使用されて
いるものであればどのようなものであってもよく、例え
ば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカ
−ボネ−ト系樹脂、ポリエ−テル系樹脂、ポリスルフォ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ブタ
ジエン系樹脂等の熱可塑性樹脂、あるいは尿素樹脂、ウ
レタン樹脂、ウレア樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂、さらにはこれらの共重合体、ブロック重合体、グラ
フト重合体およびポリマ−ブレンド等を用いることがで
きる。なお、上記樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂の
ような完全なポリマ−の状態にあるものに限らず、熱硬
化性樹脂におけるようなオリゴマ−またはプレポリマ
−、架橋剤等を含んだものを用いることも可能である。
ダー樹脂にさらに荷電制御剤、オフセット防止剤等を添
加するようにしてもよい。
化合物ニグロシンベ−スEX、ボントロンN−01、0
2、04、05、07、09、10、13(オリエント
化学工業社製)、オイルブラック(中央合成化学社
製)、第4級アンモニウム塩P−51、ポリアミン化合
物P−52、ス−ダンチ−フシュバルツBB(ソルベン
トブラック3:C.I.No.26150)、フェット
シュバルツHBN(C.I.No.26150)、ブリ
リアントスピリッツシュバルツTN(ファルベンファブ
リケン・バイヤ社製)、さらに、アルコキシ化アミン、
アルキルアミド、モリブデン酸キレ−ト顔料、イミダゾ
−ル系化合物等が使用できる。
錯塩型アゾ染料S−32、33、34、35、37、3
8、40(オリエント化学工業社製)、アイゼンスピロ
ンブラックTRH、BHH(保土谷化学社製)、カヤセ
ットブラックT−22、004(日本化薬社製)、銅フ
タロシアニン系染料S−39(オリエント化学工業社
製)、クロム錯塩E−81、82(オリエント化学工業
社製)、亜鉛錯塩E−84(オリエント化学工業社
製)、アルミニウム錯塩E−86(オリエント化学工業
社製)、カリックスアレン系化合物E89(オリエント
化学工業社製)等が使用できる。
ものについては、予め粉砕等の処理を施して所望の粒径
に調整したものを使用することが望ましい。
する場合は、トナ−のバインダ樹脂100重量部に対し
て荷電制御剤0.1〜20重量部、好ましくは0.1〜
10重量部添加することが望ましく、また、荷電制御剤
をトナ−の表面に付着・固定させる場合は、トナ−のバ
インダ樹脂100重量部に対して荷電制御剤0.001
〜10重量部、好ましくは0.05〜2重量部添加する
ことが望ましい。
てオフセット防止剤を添加しても良い。オフセット防止
剤としては、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量
酸化型ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレン
ワックス、低分子量酸化型ポリプロピレンワックス等の
ポリオレフィン系ワックス、高級脂肪酸ワックス、高級
脂肪酸エステルワックス、サゾールワックス、キャンデ
リラワックス、カルナウバワックス等を単独、あるいは
2種以上の混合して使用することができる。オフセット
防止剤はトナーのバインダー樹脂100重量部に対して
1〜15重量部、好ましくは2〜8重量部の範囲で添加
しても良い。なお、バインダー樹脂としてポリエステル
樹脂のように極性基を有する樹脂を使用する場合には、
オフセット防止剤として酸化型ポリオレフィン系ワック
スを使用することが望ましく、それによって相溶性を向
上させることができる。
に流動化剤が添加処理されていることが望ましく、流動
化剤の添加処理は、トナーと流動化剤とを機械的に混合
処理することにより行うことが望ましい。流動化剤とし
ては、シリカ微粒子、二酸化チタン微粒子、アルミナ微
粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、
炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウ
ム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化
ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリ
ブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステ
アリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子
等を単独であるいは2種以上組み合わせて使用できる。
流動化剤の添加量は、トナーに対して0.05〜2重量
%、好ましくは0.1〜1重量%である。添加量が0.
05重量%より少ない場合は、トナーの流動性が不十分
となり、2重量%より多い場合は、環境安定性が損なわ
れ、特に高温・高湿環境下で使用した時にトナー帯電量
の低下の問題が発生する。また、流動化剤としては疎水
化処理されているものを使用することが好ましく、疎水
化処理剤としてはシランカップリング剤、チタンカップ
リング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等が使用でき
る。
使用しても良く、バインダー樹脂中に公知の磁性体微粒
子を分散すれば良い。磁性体としては、例えば、コバル
ト、鉄、ニッケル等の強磁性を示す金属、コバルト、
鉄、ニッケル、アルミニウム、鉛、マグネシウム、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、
カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステ
ン、バナジウム等の金属の合金、及びこれら金属の混合
物並びに酸化物、焼成体(フェライト)等の公知の磁性
体が使用可能である。
する2成分現像剤、キャリアを使用しない1成分現像剤
のいずれにおいても使用可能である。2成分現像剤とし
て本発明のトナーとともに使用するキャリアとしては、
従来より電子写真現像剤の分野で公知のものを使用する
ことができる。
れに限定されるものではない。
口フラスコに還流冷却器、水分離装置、窒素ガス導入
管、温度計、攪拌装置を取り付け、マントルヒーター中
に設置し、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン735g、ポ
リオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン292.5g、テレフタル酸
448.2g、トリメリット酸22gを仕込み、フラス
コ内に窒素を導入しながら220℃で攪拌しながら反応
させた。酸価を測定しながら反応の進行を追跡し、所定
の酸価に達した時点で反応を終了し軟化点が108.3
℃のポリエステル樹脂Aを得た。なお、軟化点は、高化
式フローテスター(CFT−500:島津製作所社製)
を用い、ダイスの細孔の径1mm、加圧20kg/cm
2、昇温速度6℃/minの条件下で1cm2の試料を溶
融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの
1/2に相当する温度を軟化点とした。
プロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン735g、ポリオキシエチレン
(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン292.5g、テレフタル酸249g、コハク
酸177g、トリメリット酸22gを用いる以外は樹脂
Aの製造と同様にして、軟化点が152.5℃のポリエ
ステル樹脂Bを得た。
口フラスコに還流冷却器、水分離装置、窒素ガス導入
管、温度計、攪拌装置を取り付け、マントルヒーター中
に設置し、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1376g、
イソフタル酸472gを使用し、240℃で攪拌しなが
ら反応させる以外は樹脂Aの製造と同様にして軟化点が
111℃のポリエステル樹脂C1を得た。
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン17
20g、イソフタル酸860g、コハク酸119g、ジ
エチレングリコール129g、グリセリン74.6gを
使用し、240℃で攪拌しながら反応させる以外は同様
にして、軟化点が62℃のポリエステル樹脂C2を得
た。
リエステル樹脂C2を280重量部ヘンシェルミキサー
に投入して十分均一になるまで混合し、続いて加熱ニー
ダー中に投入して120℃の温度で100重量部のジフ
ェニルメタン−4、4ージイソシアネートを仕込み1時
間反応させた後、冷却してウレタン結合を有する軟化点
140℃のポリエステル樹脂Cを得た。
出混練機で溶融混練後、冷却しその後、ハンマ−ミルで
粗粉砕し、ジェット粉砕機で微粉砕して体積平均粒径
8.6μmの粉砕トナー粒子を得た。その後分級ロ−タ
型分級機(100/4ATP:ホソカワミクロン社製)
を使用し、ロータ回転数9300rpm、2次風量7.
5Nm3/min、トータル風量14.5Nm3/mi
n、ノッジ角目盛り8の条件で微粉分級を行い、表1に
示す粒度分布を有するトナ−粒子を得た。
2000:日本アエロジル社製)0.4重量%および導
電性酸化チタン(EC300:チタン工業社製)0.2
重量%を加えて混合しトナーを得た。
に示す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用し、
分級条件をコントロールすることにより表1に示す粒径
分布を有するトナーを得た。トナー中の微粉の含有量の
調整は、ロータ回転数を低下させる、2次風量あるいは
トータル風量を増加させる、ノッジ角目盛りを狭くする
等により微粉含有量を減少させることができ、逆の条件
とすることにより増加させることができる。
に示す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用し、
分級機として分級ロータ型分級機に代えて風力分級機
(DS−2:NPK社製)を使用して分級を行うこと以
外は同様にしてトナーを製造した。得られたトナーの粒
度分布を表1に示す。
に示す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用し、
分級条件をコントロールすることにより表1に示す粒径
分布を有するトナーを得た。
出混練機で溶融混練後、冷却しその後、ハンマ−ミルで
粗粉砕し、ジェット粉砕機で微粉砕して平均粒径8.1
μmの粉砕トナー粒子を得た。その後分級ロ−タ型分級
機(100/4ATP:ホソカワミクロン社製)を使用
し、ロータ回転数9500rpm、2次風量7.5Nm
3/min、トータル風量14.5Nm3/min、ノッ
ジ角目盛り8の条件で微粉分級を行い、表1に示す粒度
分布を有するトナ−粒子を得た。このトナ−粒子に疎水
性シリカ微粉末(キャボジルTS500:キャボット社
製)0.5重量%を加えて混合しトナ−を得た。
1に示す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用
し、分級条件をコントロールすることにより表1に示す
粒径分布を有するトナーを得た。
す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用し、分級
機として分級ロータ型分級機に代えて風力分級機(DS
−2:NPK社製)を使用して分級を行い表1に示す粒
径分布を有するトナーを得た。
1に示す体積平均粒径を有する粉砕トナー粒子を使用
し、分級条件をコントロールすることにより表1に示す
粒径分布を有するトナーを得た。
押出混練機にて溶融混練後、冷却し、粗粉砕した後、ジ
ェットミルで微粉砕し、さらに、風力分級機を用いて分
級して平均粒径60μmのキャリアを得た。
については上記キャリア製造例で得られたキャリアとト
ナー混合比5重量%となるように混合して2成分現像剤
を調整した。
て評価した。
(23℃38%)において、上記現像剤を、ロールミル
で10分間攪拌した。この現像剤をL/L環境下(10
℃15%)並びにH/H環境下(30℃85%)で2時
間以上放置した後、その環境下での帯電量を測定した。
L/L環境下で放置された現像剤の帯電量とH/H環境
下で放置された現像剤の帯電量の差が、12μC/g以
下であれば環境変動に対して安定した画像を得ることが
できる。一方、12μC/gより大きいと装置側での制
御(画質の安定化)が困難になるので好ましくない。結
果を表2に示す。
保持率)得られた現像剤を電子写真プリンター(SP−
500:ミノルタカメラ社製)を用いて10Kのプリン
トを行い、10Kプリント後の現像剤を取り出してキャ
リアのみを分離した。分離キャリアとトナーを再混合し
た際の帯電量Q’を測定し、帯電量保持率[(Q’/
Q)×100:Qは初期帯電量]を算出した。結果を表
2に示す。
後の画像を目視で観察し判定した。カブリがなく非常に
優れているものを5、ほとんどカブリが生じていないも
のを4、カブリは生じるものの実用上問題のないものを
3、カブリが多く実用上問題のあるものを2、カブリが
非常に多いものを1として評価した。結果を表2に示
す。
のクリーニングブレード通過後の感光体表面を目視で観
察し、トナー粒子のすり抜けが生じていないものを○、
トナー粒子のすり抜けによるクリーニング不良が生じて
いるものを×として評価した。結果を表2に示す。
8〜1のトナーを1成分現像剤として使用し、電子写真
プリンタ−(SP101:ミノルタカメラ社製)を用い
て画出しを行い、下記の項目について評価した。
の画像濃度差)N/N環境下で初期及び1Kプリント後
の画像の光学反射濃度をマクベス反射濃度計で測定し、
その差ΔIDを求めた。ΔIDが0.2未満であれば初
期と耐刷後において画像濃度の差が小さく、帯電量が安
定していることを示している。ΔIDが0.2より大き
いものは、現像装置の規制ブレードやスリーブに対する
トナーの融着が生じて帯電量が変化していると考えられ
る。結果を表3に示す。また、実施例7〜11について
は、L/L環境下1Kプリント後のIDとH/H環境下
1Kプリント後のIDとの差ΔIDが全て0.2未満で
あった。一方、比較例8〜11については、ΔIDがN
/N環境下より大きくなっており、L/L環境下ではス
リーブ等へのトナ−融着が生じて均一な帯電が得られな
くなり、さらに規制ブレ−ドとスリ−ブとの間のトナー
の通過性が悪くなり、黒ベタの追随性が悪化した。ま
た、H/H環境下では帯電量が低下して適正以上のトナ
ー量が現像されてしまいトナー消費量が増加した。
電潜像現像用トナ−を提供することを目的とするもので
ある。
材に対するスペントの発生の少ない静電潜像現像用トナ
−を提供することを目的とするものである。
下の粒子の個数%Yをプロットしたグラフを示す。
央垂直断面図を示す。
面図を示す。
口
Claims (1)
- 【請求項1】 粉砕法により調整された静電潜像現像用
トナーにおいて、各トナー粒子が角のとれた形状を有し
ており、トナーの体積平均粒径[X]が5.0〜11.
7μmであり、且つ体積平均粒径[X]と5μm以下の
粒子の個数%[Y]との関係が下記式: logY=−0.16X+k (2.4≦k≦2.7) の関係を満足することを特徴とする静電潜像現像用トナ
ー。
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JP03466694A JP3223689B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | 静電潜像現像用トナー |
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Publication Number | Publication Date |
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