JPH1039537A

JPH1039537A - 電子写真用トナーおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1039537A
Application number: JP21059796A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sato; 和弘佐藤; Ryozo Okuno; 良蔵奥野; Toshiyuki Shirai; 利之白井
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、流動性に優れてトナー凝集がなく、
転写性が良好で画像抜けがない高品質な画像特性が得ら
れ、安定した帯電性が得られ、ブレード融着、フィルミ
ング、クリーニング不良の発生がない長寿命の現像剤を
提供する。【構成】少なくとも結着樹脂と着色剤からなるトナーに
おいて、円相当粒子径１．６μｍ以上の範囲における円
形度が０．９０未満であるトナーの個数割合が１０％以
下、かつ円形度が０．９０以上０．９４未満であるトナ
ーの個数割合が１８％以下であることを特徴とする電子
写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法等により静電
潜像の現像に用いる電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真法等に使用される現像
方式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、
すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯
電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシによ
り現像する二成分現像方式と、磁性トナーのみからなる
一成分現像剤で現像する磁性一成分現像方式および非磁
性のトナーからなる非磁性一成分現像剤を現像スリーブ
上に薄層で形成させ、感光体と接触又は非接触で現像す
るいわゆる非磁性一成分現像方式が知られている。前
記磁性および非磁性一成分現像方式ではキャリアが存在
しないため、トナー濃度コントロールが必要なく、その
ためのトナー濃度検知機も必要ではない。しかしなが
ら、現像剤がトナーのみからなるためトナーの流動性が
劣るとトナー凝集が生じやすい問題を有していた。ま
た、特に磁性トナーにおいてはトナーが低抵抗の場合、
転写効率が悪く転写画像が乱れる問題があった。逆にト
ナーが高抵抗の場合、感光体上の静電潜像に現像され、
転写シートに転写された後でも、感光体上にトナーが残
存し、画像の一部がスポット状に抜けてしまう画像抜け
が発生する問題を有していた。特に、非磁性一成分現像
方式では、良好な可視画像を得るため二成分現像方式と
同様に、非磁性一成分現像剤に十分な帯電量を付与する
ことが必要であり、また、現像スリーブ上の非磁性一成
分現像剤の厚さを均一にコントロールすることが不可欠
である。そして、このような特性を得るために、現像ス
リーブにトナー層規制とトナーへの帯電付与の目的のた
めゴム又は金属製のブレード部材を圧接して用いること
が多い。また、非磁性一成分負帯電現像剤に対して、含
金アゾ染料などの帯電制御剤を含有させることで比較的
高い電荷を持たせていることも提案されている。しかし
ながら、現像スリーブに圧接したブレード部材の圧接力
が低いと一成分現像剤への電荷付与が不足し充分な画像
濃度が得られない、又はカブリが多い、転写効率が悪く
転写画像が乱れる等の問題が生じていた。逆に、圧接力
が高いと、一成分現像剤への電荷付与は充分となり先の
問題は解消されるが、一部に高帯電トナーが発生すると
画像抜け等の問題が発生することもあった。従来、これ
らの問題点を改良するためトナー表面にステアリン酸系
金属塩やシリコン系オイルを付着させることが提案され
ていた。しかしながら、これらの方法はトナーの帯電安
定性を阻害する欠点があった。また現像が繰り返し行わ
れるうちにブレード部材や現像スリーブ表面の磨耗が著
しくなり、それらの表面に凹凸が発生し、この凹凸のた
めに一成分現像剤がブレード部材と現像ローラ間を通過
する際に与えられる力が不均一となったり、部分的に現
像剤層が厚くなるなどして、現像剤が必要とする電荷量
が不足していまい、画像上に濃度ムラやカブリを発生さ
せていた。また、ブレードあるいは現像スリーブに一成
分現像剤が圧接力あるいは熱により融着する現象、いわ
ゆるブレード融着することがあった。また、潜像を形成
する感光体上に未転写トナーが多く残存すると、感光体
に圧接するクリーニング部材の圧接力を上げることにな
り、感光体表面にトナーが融着するフィルミング現象が
発生しやすかった。特に、体積平均粒子径が１０μｍ以
下の小粒径トナーの場合に、この問題が顕著であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題に
鑑みてなされたものであって、特に電荷付与力の弱い非
磁性一成分現像方式において、画像抜けのない優れた画
像と安定した帯電性が得られ、ブレード融着のない長寿
命の電子写真用トナーおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】少なくとも結着樹脂と着
色剤からなるトナーにおいて、円相当粒子径１．６μｍ
以上の範囲における円形度が０．９０未満であるトナー
の個数割合が１０％以下、かつ円形度が０．９０以上
０．９４未満であるトナーの個数割合が１８％以下であ
ることを特徴とする電子写真用トナーおよびその製造方
法である。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
は、上記問題を解決すべく鋭意研究した結果、粉砕トナ
ーは、その粒子径により円形化しやすい粒子と円形化し
難い粒子があることを見いだした。特に６μｍ未満の粒
子は円形化し難く、６〜２０μｍの粒子が円形化しやす
いことを見いだした。例えば、体積平均粒子径１０μｍ
のトナーを円形化処理すると、６〜２０μｍの粒子では
円形度０．９４以上の個数割合が多いが、６μｍ未満で
は円形度０．９４未満の個数割合が多くなる。電子写真
用トナーにおいては、体積平均粒子径が小さくなり微細
トナーが増加すると感光体への転写残りトナーが増え、
流動性、転写性が悪化する。本発明者は、この問題と円
形度との関係を研究し、円形度とトナー個数割合を特定
して管理することで該問題点が改善されることを見いだ
した。従って、本発明は流動性が悪化しやすい体積平均
粒子径１０μｍ以下のトナーに適用することで最も効果
を発揮する。すなわち、本発明で１０μｍを越えると画
像不良となり、５μｍ未満のトナーは転写性不良、クリ
ーニング不良を生じやすい、かつ、気流分級の性能上、
生産性が低下するので好ましくない。

【０００６】本発明で特定する円相当粒子径、円形度及
び各円形度に対するトナーの個数割合は、東亜医用電子
株式会社製フロー式粒子画像分析装置：ＦＰＩＡ−１０
００にて約３０００個のトナー粒子を測定することによ
り自動的に算出される。なお、円形度とは下記式によっ
て定義される。また、円相当粒子径とはトナーの投影面積と同じ面積と
なる円の直径のことである。体積平均粒子径はコールタ
ーカウンターＴＡ−ＩＩ型にて求めた体積基準５０％径
のことである。円相当粒子径１．６μｍ以上の範囲にお
ける円形度が０．９０未満であるトナーの個数割合が１
０％を越える場合、または円形度が０．９０以上０．９
４未満であるトナーの個数割合が１８％を越える場合
は、前記のとおりブレード融着、転写不良を生じやす
い。

【０００７】本発明におけるトナー粒子は、少なくとも
結着樹脂及び着色剤からなり、その他ポリプロピレンや
ポリエチレン等のオフセット防止剤、帯電制御剤、流動
性改善用滑剤等を適宜分散含有せしめ、その体積平均粒
子径は５〜２０μｍの範囲で溶融混練粉砕法や重合法に
より製造するものである。元来、不定形粒子からなる溶
融混練粉砕法トナーに対して特に有効である。上記結着
樹脂としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロル
スチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸オクチル、アクリル酸アルキルエステル等のア
クリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ステアリル、
メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アルキルエステ
ル等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、マ
レイン酸、マレイン酸エステル、メタクリル酸メチル、
アクリル酸メチル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸
ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル
イソブチルエーテル等のビニル単量体等を単独重合した
もの、又は共重合したスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることが
できる。また着色剤としては、カーボンブラック、アニ
リンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウ
ルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリン
イエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニン
ブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラ
ック、ローズベンガルおよびこれらの混合物、その他を
挙げることができる。これらの着色剤は、十分な濃度の
可視像が形成されるに十分な割合で含有されることが必
要であり、結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量
部程度の割合とされる。また帯電制御剤としては、含金
属錯塩、ニグロシン染料、第４級アンモニウム塩、トリ
フェニルメタン系制御剤、樹脂系制御剤等を挙げること
ができる。

【０００８】本発明の電子写真用トナーの製造方法は下
記のとおりである。まず、乾式混合装置により結着樹脂
と着色剤を主成分とする原材料を混合し、二軸混練機等
で混練した後、機械式もしくはジェットミル、ミクロン
ジェット等の気流粉砕機で粉砕、気流分級してトナー粒
子を作製する。次にこのトナー粒子に対して、衝撃力、
圧縮力による改質装置、例えば奈良機械製作所製ハイブ
リダイゼーション装置、細川ミクロン社製オングミル装
置等で機械的、熱的エネルギーを付与して円形化処理を
施す。製造条件は、本発明の円形度の割合になるよう気
流式粉砕分級機及び衝撃力、圧縮力による改質装置の運
転条件を適宜決定する。

【０００９】本発明の円形度を特定するトナー粒子の円
形化処理には、処理前のトナー粒子表面にシリカ等無機
酸化物を、好ましくは０．０５〜０．２重量％の比率に
て付着させて円形化処理を行うことで、本発明の円形度
とトナー個数割合を特定することが容易にできる。該無
機酸化物の好ましい平均粒子径は５〜２０ｎｍで、Ｎ₂
ガスを使用したＢＥＴ比表面積から求める。該無機酸化
物はシリカ等流動化剤と同一であっても異なっていても
よい。また、上記無機酸化物のトナー粒子表面への付着
は円形化処理後に行ってもよい。

【００１０】

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を説明する。な
お、実施例において部とは重量部を示す。実施例１上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合
し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕
し、その後乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径が
８．５μｍの粉砕トナー粒子を得た。該粉砕トナー粒子
の円形度０．９０未満のトナー個数割合は１４％、円形
度０．９０以上０．９４未満の個数割合は２５％であっ
た。前記粉砕トナー粒子を奈良機械製作所製ハイブリダ
イゼーションシステムＮＨＳ−１型を使用してローター
回転数６４００ｒｐｍにて処理トナー温度が６５℃にな
るまで１回目の円形化処理を行った。室温まで冷却後、
同条件で２回目の処理を行って体積平均径８．６μｍ、
円形度０．９０未満のトナー個数割合が１０％、円形度
０．９０以上０．９４未満のトナー個数割合が１８％の
円形化処理トナー得た。前記円形化処理トナー粒子に対
してワッカーケミカル社製疎水性シリカ（商品名：Ｈ２
０００）０．４重量％を添加し、ヘンシェルミキサーに
て攪拌混合して本発明の電子写真用トナーを得た。

【００１１】実施例２前記配合の原材料を実施例１と同様に混合、熱溶融混
練、粉砕、分級して体積平均径８．１μｍ、円形度０．
９０未満のトナー個数割合が１５％、円形度０．９０以
上０．９４未満のトナー個数割合が２３％の粉砕トナー
を得た。該トナーの円形化処理条件のローター回転数を
１回目６４００ｒｐｍ、２回目７０００ｒｐｍとした以
外は実施例１と同様に処理を行い、体積平均径８．０μ
ｍ、円形度０．９０未満のトナー個数割合が７％、円形
度０．９０以上０．９４未満のトナー個数割合が１４％
の円形化処理トナーを得た。前記円形化処理トナーに対
してワッカーケミカル社製疎水性シリカ（商品名：Ｈ２
０００）０．３重量％と日本アエロジル社製疎水性シリ
カ（商品名：Ｒ９７２）０．１５重量％を添加し、ヘン
シェルミキサーにて攪拌混合して本発明の電子写真用ト
ナーを得た。

【００１２】実施例３前記配合の原材料を実施例１と同様に混合、熱溶融混
練、粉砕、分級して体積平均径７．６μｍ、円形度０．
９０未満のトナー個数割合が１６％、円形度０．９０以
上０．９４未満のトナー個数割合が２７％のトナー粒子
を得た。該トナー粒子の円形化処理の前にキャボット社
製疎水性シリカ（商品名：ＴＳ５３０）０．１５重量％
をヘンシェルミキサーにて該トナー粒子表面に付着させ
た。次に疎水性シリカが付着したこのトナー粒子の円形
化処理条件をローター回転数７０００ｒｐｍで１回目処
理とした以外は実施例１と同様に処理を行い、体積平均
径７．５μｍ、円形度０．９０未満のトナー個数割合が
８％、円形度０．９０以上０．９４未満のトナー個数割
合が１６％の円形化処理トナーを得た。前記円形化処理
トナーに対してワッカーケミカル社製疎水性シリカ（商
品名：Ｈ２０００）０．４５重量％を添加し、ヘンシェ
ルミキサーにて攪拌混合して本発明の電子写真用トナー
を得た。

【００１３】比較例１実施例１で得られた円形化処理を行っていないトナー粒
子を実施例１と同様に疎水性シリカを付着させて比較用
トナーとした。

【００１４】比較例２実施例２で得られた円形化処理を行っていないトナー粒
子を実施例２と同様に疎水性シリカを付着させて比較用
トナーとした。

【００１５】比較例３実施例３で得られた円形化処理を行っていないトナー粒
子を実施例３と同様に疎水性シリカを付着させて比較用
トナーとした。

【００１６】実施例及び比較例で得られた電子写真用ト
ナーを非磁性一成分現像方式であるフルカラーレーザー
プリンター（ソニーテクトロニクス社製商品名：Ｐｈ
ａｓｅｒ５４０）に適用して常温／常湿環境で撮像し画
像抜けを評価した。画像抜けについては印字率１５％の
文字パターンを連続１０枚プリントして、特定の２０文
字／枚の画像抜け個数の平均値を評価した。なお、評価
紙は市販のＴＩＤＡＬＤＰ紙を使用した。また３５℃／
８５％の高温高湿環境融着発生枚数を評価した。この場
合の条件としては、印字率３％の文字パターンを各トナ
ーについて６０００枚までプリントし、ブレードへの融
着が発生するか否かを評価した。また、トナー流動性の
指標としてＪＩＳＫ５１０１に準じて見掛密度を測定
した。上記結果を表１に示した。更にまた、本発明によ
る実施例１〜３のトナーは十分な画像濃度、カブリのな
い良好な画像特性が得られた。また、６０００枚のプリ
ント後でも帯電性が安定しているため十分な画像濃度、
カブリのない画像特性が得られ、クリーニング不良、フ
ィルミングは発生しなかった。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、流動性に
優れてトナー凝集がなく、転写性が良好で画像抜けがな
い高品質な画像特性が得られ、安定した帯電性を示し、
ブレード融着、フィルミング、クリーニング不良の発生
がないという作用効果を奏するため現像器の長寿命化が
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂と着色剤からなるトナ
ーにおいて、円相当粒子径１．６μｍ以上の範囲におけ
る円形度が０．９０未満であるトナーの個数割合が１０
％以下、かつ円形度が０．９０以上０．９４未満である
トナーの個数割合が１８％以下であることを特徴とする
電子写真用トナーである。
【請求項２】前記トナーが溶融混練、粉砕法により得ら
れたものであることを特徴とする請求項１記載の電子写
真用トナー。
【請求項３】前記トナーが非磁性一成分用トナーである
ことを特徴とする請求項１記載の電子写真用トナー。
【請求項４】前記トナーの体積平均粒子径が５μｍ以上
１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の電
子写真用トナー。
【請求項５】少なくとも結着樹脂と着色剤からなる原材
料を溶融混練、粉砕、分級する工程を経てトナー粒子を
作製した後、該トナー粒子に対して、衝撃力、圧縮力、
熱により円形化処理を施すことを特徴とする請求項１記
載の電子写真用トナーの製造方法。
【請求項６】前記トナー粒子表面に無機酸化物０．０５
〜０．２重量％を付着させた後、衝撃力、圧縮力、熱に
より円形化処理を施すことを特徴とする請求項５記載の
電子写真用トナーの製造方法。