JPS61188546A - 静電荷像現像用トナ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 零発朋は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
おいて形成される静電像を現像するための静電荷像現像
用トナーに関するものである。

口、従来技術 例えば電子写真法においては、通常、光導電性悪光体よ
り・なる静電像支持体に帯電、露光により静電潜像を形
成し、つ・いでこの静電潜像を、バインダー樹脂よりな
る微粒子体中に着色剤などを含有せしめて形成されるト
ナーによって現像し、得られたトナー像を転写紙等の支
持体に転写した後、加熱、加圧などによって定着して可
視画像を形成する。

トナーには一触に、その流動性を高めるために平均粒径
１０〜２０ｍμの疎水性無定形シリカ（以下、単にシリ
カと記す。）を０．３〜０．６重量％混合している。こ
のシリカ添加量が増えると、流動性を示す静かさ密度が
高くなる傾向がある。このようにして、トナーの流動性
を高めることにより、先ずトナー補給性の向上をもたら
し、補給機構の簡略化が達成できる。さらに、現像器内
での攪拌が容易となり、現像器機構が簡略化できる。こ
のような利点があるため、高い流動性を示すトナーが要
求されている。

一方、感光体を長期間複写プロセスに用いると、その表
面は次の如き種々の損傷を受ける。

（ａ）コロナ放電が原因と二発生するオゾンによる酸な
るもの　　　　　　化膜形成。

Ｓｅ感光体では、５ｅａ２ が形成され、親水化して 水分吸着による電位低下 及び画像ボケが発生する。

ＯＰＣ（有機光導電物質） でも、同様に、酸化によ る変質が起こり、表面が 親水化し、電荷保持能が 低下する。

（ｂ）トナーフィルミング：現像されたトナーが完全に
クリーニングされずに 徐々に堆積し、感光体表 面に薄い被膜を形成する。

これは、地力ブリ、画像 荒れの原因となる。

（Ｃ）セレンドラムの結晶化：非晶膜であるＳｅ　、　
５ｅ−Ｔｅ感光体は表面か ら徐々に結晶化し、電 位低工が発生し、画像 濃度低下の原因となる。

以上の様に変質した表面を再生する為に、通常は、定期
的に感光体表面の清掃及び研摩作業が実施される。軽微
なトナーフィルミングは適当な有機溶剤を用いて清掃す
ることが可能であるが、厚く堆積したトナーフィルミン
グ或いは感光体表面の変質は研摩作業を行わなければ解
消できない。

感光体の表面研摩には、Ａｌ２Ｏ３，５ｌｏｔ　％Ｓ　
ｉ　Ｃｓ　Ｃｅ　Ｏｚのような金属化合物の微粒子を溶
剤中に懸濁させた液を布、グラスウール、不織布等にし
み込ませたものや、ワックス中に練り込んだものが使用
される。

しかしながら、上記の如くに定期的或いは適宜行われる
感光体の研摩作業には多くの労力と熟練が要求される。

また、研摩材粒子が感光層に埋め込まれたりして、画像
再現性を低下させたりする。

また、感光体表面に無数の傷を与えられる為、画質を劣
化させる原因となる場合もある。しかも、非晶質セレン
、セレン−テルル感光体では、研摩作業時に感光層へ与
える応力にて結晶核が発生したり、傷が発生した部分か
ら結晶化が進行したりする場合もあり、研摩作業は感光
体の再生を行うと共に、その劣化を加速する作用もある
。

更にまた、トナーに外添するシリカを過量にしてトナー
自体による感光体の表面研摩を行うことも考えられるが
、この場合、従来より使用されている既述の平均粒径１
０〜２０ｍμのシリカでは、多量に（０，５重量％以上
）添加しないと有効な研摩作用を示さない。

しかもこの場合、添加したシリカの粒子数が多い為、ト
ナー表面に付着していない遊離したシリカを発生する可
能性が高い。その為、この遊離したシリカが感光体表面
に付着、堆積して行く。その結果、感光体表面に光導電
性の無い部分が発生し、電荷が消去されな（なり、常に
トナーで現像され、黒斑点の原因となる。

ハ１発明の目的 本発明の目的は、充分な研摩性と高い流動性とを併せ有
するトナーを提供することにある。

二０発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、平均粒径が１０ｍμ以下の流動化剤微
粒子（以下、小径粒子と称する。）と、平均粒径が２０
ｍμ以上の流動化剤微粒子（以下、大径粒子と称する。

）とが添加混合された静電荷像現像用トナーに係るもの
である。

本発明者は、本発明を案出する過程で次の如き認識を得
た。

高い研摩性を実現するために、平均粒径が２０ｍμ以上
のシリカを用いると、流動性の増加効果が弱い為、トナ
ーの現像器内での攪拌が充分に行えなくなったり、トナ
ー補給器からの供給が円滑に行えなくなる恐れがある。

また、流動性を確保する為に多量の大粒径シリカを添加
すると、トナー表面に過量に存在するシリカの為、感光
体とトナー間の距離が大きくなり、両者間の付着力が弱
まる。

その結果、現像されたトナーが磁気ブラシの擦過により
移動し、画像の忠実性が損われる可能性がある。また、
シリカの研摩性が過大になり過ぎると、感光体表面に深
いキズを与え、白スジや黒スジの発生原因となる。

しかるに本発明によれ、ば、平均粒径１０ｍμ以下の小
径粒子によって高い流動性が実現され、平均粒径２０ｍ
μ以上の大径粒子によって充分な研摩力が発揮され、こ
れら両性能を併せ持つトナーをはじめて提供できるので
ある。第１図は、トナーに添加混合する上記流動化剤（
例えばシリカ）粒子の平均粒径とトナーの静かさ密度と
の関係を示し、第２図は上記研摩性粒子（例えばシリカ
）の平均粒径とトナーによる感光体の表面研摩量との関
係を示す。この場合、シリカ等の粒子の添加量は０．８
重量％、トナーのバインダー樹脂はポリエステル樹脂、
トナーの平均粒径は９μｍ、キャリアは平均粒径１２０
μｍの球形鉄粉にスチレン−アクリル樹脂を膜厚２μｍ
コーティングしたものであり、研摩量は３時間経過後の
値である。第１図及び第２図から、添加粒子の平均粒径
をＩｏｎμ以下とすれば静かさ密度が向上してトナーの
流動性が高くなる一方、同平均粒径を２０ｍμ以上とす
れば研摩量（、即ち、磁気ブラシによる擦過により感光
体表面を均一に研摩）が大きくなることが分る。従って
、本発明のように、平均粒径１０ｍμ以下の小径粒子と
平均粒径２０ｍμ以上の大径粒子とを混合して使用すれ
ば、流動性及び研摩量共に充分なトナーを作成でき、し
かも粒子添加量を少なめにしても流動性を保持しながら
研摩量も大きくすることができる。但、小径粒子の平均
粒径の下限は５ｍμ、大径粒子の平均粒径の上限は１０
０ｍμとするのが望ましい。

ここで、上記の「平均粒径」とは、ＢＥＴ法と称される
方法で求めた比表面積測定値から求められるものである
。また、「静かさ密度」は、１００ｃｃシリンダにトナ
ー粒子を詰めて測定するセイシン企業のタフプデンサを
使用して測定する。

本発明によれば、高い流動性と高い研摩性が過量の粒子
を添加せずに得られる為、トナーの搬送性、現像性に優
れ、かつ、トナーフィルミングの除去や、変質した感光
体表面層研摩による表面再生を他の特性を犠牲にするこ
と無く効果的に発揮できる。

また、シリカを始めとして他の酸化物等の微粒子を添加
することによりトナーの帯電量の環境依存性が強くなる
為、１．５重量％以上の添加は実用上避けるのがよい、
この添加量範囲で高い流動性と高い研摩性を得ることは
、同一粒径の無定形シリカ及び他の金属酸化物微粒子で
は実現できない。

また、過量に添加すれ、ば、粒子がトナー表面に付着せ
ずに遊離し、飛散して放電ワイヤに付着し、放電不良を
生じる等の望ましくない事態が生じ易いので、添加量を
適切に選択するのがよい。

特に、本発明において、小径粒子がトナーに対し０．１
〜０．８重量％、大径粒子がトナーに対し０．１〜０．
８重量％であり、かつ両者、の合計添加量がトナーに対
して０．８重量％以下であるのが望ましい。

本発明において、上記の添加粒子は小径の流動化剤粒子
と大径の研摩性粒子とからなっているが、これら雨粒子
は共に同じ材料からなっていてよいし、或いは異なる材
料からなっていてよい。例えば、上記添加粒子は、ケイ
素、アルミニウム、チタン、鉄等の酸化物（例えばシリ
カ）からなっていてよい。シリカの場合には負帯電用の
トナーに好適であり、アルミニウム酸化物は正帯電用の
トナーに好適である。

本発明によるトナーを構成するバインダー樹脂としては
、次のものが使用可能である。

スチレン−アクリル系樹脂： 重量平均分子量／数平均分子量−３，５〜４０、数平均
分子量は２０００〜３００００のもの、架橋剤はジビニ
ルベンゼン等が使用可能。

ポリエステル樹脂ニ ジオールと２価カルボン酸との縮合重合物であって、３
価以上の多価カルボン酸、酸無水物の使用により三次元
構造としてオフセット防止効果を増大させたもの（例え
ば、特開昭５７−３７３５３号公報に示されたポリエス
テル樹脂）。

スチレン−ブタジェン樹脂： １０万以上の分子量成分を２０重量％以下、５０万以上
の分子量成分を１５重量％以下含むもの（例えば、特願
昭５６−３５１６８号、５６　、３５１６９号、５６−
３５１７０号、５６−３５１７１号、５６−３５１７２
号、５６−３５１７３号明細書に示されたスチレン−ブ
タジェン樹脂）。

上記以外にも、公知のエポキシ樹脂、ブチラール樹脂等
の如〈従来の電子写真用トナーのバインダー樹脂が適宜
使用可能である。

バインダー樹脂の架橋剤は、ジビニルベンゼンの他、ジ
ビニルナフタレン、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、アリルメタクリレー
ト、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、テトラエ
チレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジ
オールジメタクリレート、エチレングリコールジメタク
リレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート
、Ｎ、Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビ
ニルスルフィド、ジビニルスルホン等が使用可能である
。架橋剤はバインダー樹脂の重合性単量体に対し０．０
０５〜２０重量％（好ましくは０．１〜５重量％）添加
してよい。

また、使用可能な着色剤としては、カーボンブラック、
ニグロシン、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ザレ
ート、ローズベンガル等が挙げられ、その添加量はバイ
ンダー樹脂に対し１〜２０重量％であってよい。

更に、トナーには特性向上のために他の物質を添加して
よい。添加可能なオフセット防止剤としては、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等の低軟化点ポリオレフィン（ホ
モポリマー、コポリマーのいずれでもよい。軟化点はＪ
ＩＳ規格２５３１−１９６０による環球法で測定したと
きに、８０〜１８０℃であってよく、１００〜１６０℃
が好ましい。）、マレイン酸の亜鉛塩等の公知の脂肪酸
金属塩、マレイン酸エチルエステル等の脂肪酸エステル
、モンクン酸エステルのカルシウム部分ケン化物等の部
分ケン化脂肪酸エステル、ドデカン酸等の高級脂肪酸、
ラウリルアルコール等の高級アルコール、流動固形パラ
フィンワックス、ステアリン酸アミド等のアミドワック
ス、グリセリンステアレート等の多価アルコールエステ
ル、メチルシリコンワ、ニス等のシリコンフェス、四フ
ッ化エチレン等の脂肪族フルオロカーボン等力ず挙げら
れる。このオフセット防止剤のバインダー樹脂に対する
割合は０．５〜２０重量％がよく、１〜１０重量％が好
ましい。

本発明のトナーの流動性をより向上させるには、懸濁重
合法及び造粒重合法（ゼラチン等の水溶性高分子、硫酸
バリウム等の鑓水□溶性無機化合物の微粉末を分散安定
剤として使用）、粉砕トナーのスジ１−ドライ（熱風処
理）でトナーを球形化す机 また、本発明によるトナーと組合せて使用できる磁性キ
ャリアは、通常の鉄粉キャリア、あるいは表面に樹脂を
コートしたいわゆるコーチイツトキャリアが使用できる
。

ホ、実施例 次に、本発明の詳細な説明するが、以下の実施例は本発
明の技術的思想に基いて種々変形が可能である。

（トナーの作成） 査底炭 テレフタル酸２９９ｇと、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２１１ｇと、ペンダエリスリトール８２ｇとを、温
度計、ステンレススチール製攪拌器、ガラス製窒素ガス
導入管及び流下式コンデンサを備えた丸底フラスコ内に
仄れ、このフラスコをマントルヒーターにセットし、窒
素ガス導入管より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活
性雰囲気に保った状態で昇温せし□めた。次いでジブチ
ルスズオキシド０．０５ｇを加□え、軟化点において反
応を追跡しながら温度２００℃で反応せしめ、以ってク
ロロホルム不溶分１７重量％のポリエステル樹脂を製造
した。これを「ポリエステル樹脂Ａ」とする。

このポリエステル樹脂Ａ゛の環球軟化点（ＪＩＳＫ１３
５１−１９６０の方法による。以下において同じ。）は
１３１℃であった。

スｌ！ｕ 上記合成例で合成したポリエステル樹脂Ａ１００重量部
、カーボンブラ・ツタ「モーガルし」　（キャボット社
製）１０重量部、低分子量ポリプロピレン「ビスコール
６６０ＰＪ　＜三洋化成社製）３重量部を１５０〜１８
０℃で溶融混錬、ジェットミルにて粉砕分級して平均粒
径１０μｍの検電性着色粒子を得た。これをトナーＸと
する。

トナーＸに、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理を行
った平均粒径７ｍμのシリカＲ−８１２（日本アエロジ
ル社製）をトナーＸ１００重量部に対し０．２重量部、
またヘキサメチルジシラザンで疎水化処理を行った平均
粒径３０ｍμのシリカＲ−８０９（日本アエロジル社製
）をトナーｘ　ｔｏｏ重量部に対し０．５重量部、■型
混合器にて３０分間添加混合した。これを「トナーＡ」
とする。

実施例２ トナーＸに、前記シリカＲ−８１２（日本アエロジル社
製）をトナーＸ　１００重量部に対し０．２重量部、オ
クチルトリメトキシシランで疎水化処理を行った平均粒
径３０ｍμの二酸化チタンＴ−８０５（日本アエロジル
社製）０．５重量部を■型混合器にて３０分間混合した
。これを「トナーＢ」とする。

ル較勇上 トナーＸ１００重量部に、前記シリカＲ−８１２（平均
粒径７ｍμ）のみを０．８重量部添加して、■型混合器
で混合処理した。これを「トナーＫ」とする。

、比較韮」− トナーＸ１００重量部に、前記シリカＲ−８０９（平均
粒径３０ｍμ）のみを０．８重量部添加して、Ｖ型混合
器にて３０分間混合した。これを「トナーＬ」とする。

去１１江ｌ トナーＸ１００重量部に、前記シリカＲ−８１２（平均
粒径７ｍμ）を０．８重量部、前記シリカＲ−８０９（
平均粒径３０ｍμ）を０．８重量部各々添加して、■型
混合器にて３０分間混合した。これを「トナーＣ」とす
る。

此ｎｕｉ トナーＸ１００重量部に、前記シリカＲ−８１２゜（平
均粒径７ｍμ）のみを０．２重量部添加して■型混合器
にて３０分間混合した。これを「トナーＭ」とする。

ｘＩＬ支 トナーＸ１００重量部に、前記シリカＲ−８１２（平均
粒径７ｍμ）を００２重量部、前記シリカＲ−８０９（
平均粒径３０ｍμ）を１．２重量部各々添加して、■型
混合器にて３０分間混合した。これを「トナーＤ」とす
る。

以上のトナーＡ−Ｄ、Ｉ−ナーに−Ｍを用いて、画質、
感光体の耐久性及びブラックスポットの発生を調べた。

現像剤としては、流動床にてスチレン−アクリル樹脂を
コーティングした平均粒径１００　ｍμの鉄粉キャリア
９８重量部と、トナー２重量部とを混合したものを用い
た。この現像剤１１００ｇを電子写真複写機Ｕ−Ｂｉｘ
１６００．（小西六写真工業社製）の現像器に投入して
、２０±３℃、５０±５％ＲＨと、３３±３°Ｃ１８０
±５％ＲＨの２種類の環境下にて複写試験を行った。下
記表にその結果を示す。

（以下余白） この結果から、本発明により、大小雨粒径の粒子を適当
量添加すれば、流動性、研摩力共に向上し、コピー試験
も良好となることが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は添加粒子の平均粒径による静かさ密度
及び研摩量を夫々示すグラフである。 代理人　弁理士　　逢　坂　　宏 第１図 第２図 平均′ｎ壮（□、）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １平均粒径が１０ｍμ以下の流動化剤微粒子と、平均粒
   径が２０ｍμ以上の流動化剤微粒子とが添加混合された
   静電荷像現像用トナー。