JPH05297634A - 電子写真用トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トナー飛散、かぶり、転写効率の低下等を生じ
ることなく、高画質画像を実現する小粒径トナーを提供
する。 【構成】少なくとも結着樹脂とカーボンを含有する８μ
ｍ以下の電子写真用トナーであって、 結着樹脂の導電率が１．０×１０-10（Ｓ／Ｃｍ）以
下であり、 カーボンのＤＢＰ吸油量が９５（ｍｌ／１００ｇ）以
上で、かつ粒子径が３０ｎｍ以下であり、 結着樹脂とカーボンとの重量比が１００：１０乃至１
００：２０であることを特徴とする電子写真用トナーで
ある。

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
ンター等の、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、結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結着樹脂中に分散混入さ
せた樹脂微粒子であり、製造にあったては上述したトナ
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、分級を行なってトナー粒子を得
ている。そして現像に際しては、トナー粒子は、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の流動性の向
上、帯電性の安定化が要求される。したがって、流動
性、帯電性を満足させるために、トナーに特定の外添剤
をまぶし処理するといった方法がよく用いられる。

【０００３】さて、近年の高画質化に伴い、解像度、文
字切れ、世代コピーの鮮明化等が達成されつつあるが、
一方べた画像の濃度低下といった問題も生じてきてい
る。この原因は、高画質化に伴うトナーの小粒径化によ
りひきおこされる単位重量あたりの帯電量の上昇に起因
している。つまり、現像工程においてトナーを静電潜像
表面に静電的に吸着させる際、キャリアとの静電的結合
力が強いため、十分なトナー量が静電潜像表面に吸着し
ないことによる。その対策として、現像剤中のトナー重
量％（以下「Ｔ／Ｄ］という）を上昇させて現像量を稼
ぐ方法があるが、トナー飛散、かぶり、クリーニング不
良、トナー消費量等の増加といった不具合が発生してい
る。

【０００４】そこで、低いＴ／Ｄで高画像濃度を得る方
法として、特公昭５４−１１８８３８にはトナーに対し
比較的多量のカーボンブラックを含有させる方法が提案
されている。またトナー中のカーボンブラックの量を増
やすことによる粉砕効率の低下、導電性の増加による転
写効率の低下、カーボンブラックの分散不良による帯電
性能の悪化等によの不具合を同時に解決するため、カー
ボンブラック粒子間に強い電気的相互作用を生じさせる
ようにカーボンブラックをトナー中に分散させている。

【０００５】しかし、これらは比較的大粒径トナー（１
２〜１５μｍ）を前提としており、小粒径トナー（８μ
ｍ以下）を満足させるものではない。十分な画像濃度を
得るためには、小粒径トナーになればなるほどカーボン
ブラックの結着樹脂中での分散状態、色味、トナーの導
電率がより重要となってくる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、小粒
径トナーであってもトナー飛散、かぶり、転写効率の低
下等の生じない、高画像画質を実現するで電子写真用ト
ナーを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明において、少なくとも結着樹脂とカーボンブラ
ックを含有する８μｍ以下の電子写真用トナーであり、 結着樹脂の導電率が１．０×１０-10（Ｓ／Ｃｍ）以
下であり、 カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が９５（ｍｌ／１０
０ｇ）以上で、かつ粒子径が３０ｎｍ以下であり、 結着樹脂とカーボンブラックとの重量比が１００：１
０乃至１００：２０であることを特徴とする電子写真用
トナーが提供される。

【０００８】

【作用】本発明においては、カーボンブラックの吸油量
と粒子径が特に重要である。ここで、カーボンブラック
のＤＢＰ吸油量とは以下の通りである。２０ｇのカーボ
ンブラックをブラストグラフの中にいれる。これにＤＢ
Ｐ（ジブチルフタレート）を滴下しながらニーダーで練
る。このニーダーにはトルク測定機がついたものでなけ
ればならない。ＤＢＰの添加量につれてトルク値は上昇
していき、最大のトルク値になった時のＤＢＰ量を読み
取り、カーボンブラック１００ｇに対するＤＢＰ値に換
算したものである。またカーボンブラックの粒子径と
は、カーボンブラック粒子の電子顕微鏡写真をとり、そ
の一次粒子径を半自動粒子径分析機ＴＧＺ３（カールツ
アイス社製）で測定したものである。カーボンブラック
の吸油量は、カーボンブラックの結着樹脂中での分散性
の指標となるものであり、一般にカーボンブラックの吸
油量が多いほどカーボンブラックのチェーンストラクチ
ャーが長く、分散性は良好である。本発明においてカー
ボンブラックの吸油量を95(ml/100g)以上に設定するこ
とにより、比較的多量のカーボンブラックを含有させて
も分散不良による帯電性能の悪化によるかぶり、トナー
飛散、べた部のむら発生、導電性の増加による転写効率
の低下等を軽減することが可能となる。また、カーボン
ブラックの粒子径はトナー化した際のトナーの色味に関
係があり、粒子径が小さいほどより黒く、粒子径が大き
いと灰色に近くなる。一方、粒子径はカーボンブラック
の分散性にも影響を及ぼすものであり、大きいほど分散
性は良いと言われている。そこで本発明において分散性
と色味を考慮した場合、好ましくは３０ｎｍ以下のカー
ボンブラックを使用することが望ましい。

【０００９】この様な特性を持つカーボンブラックを使
用する際、結着樹脂の導電率も重要である。一般にカー
ボンブラックは導電性のものであり、比較的多量のカー
ボンブラックを使用する場合（通常は結着樹脂１００重
量部に対し、１０重量部以下である）は、トナー化した
際の導電率が上昇する。その結果、トナーが飽和帯電量
に達するまでの時間が長くなり、トナー飛散、かぶり等
の原因となる。そこで本発明においては、結着樹脂の導
電率を低く設定することにより、カーボンブラックを比
較的多量に含有させてもトナーとしての導電率が上昇せ
ず、トナー飛散、かぶり等は発生しないのである。カー
ボンブラックの重量部数としては、１０〜２０重量部、
好ましくは１２〜１８重量部添加することが望ましい。
すなわちカーボンブラックの重量部数が１０以下である
と、現像量低下に伴う十分な画像濃度を得る事が不可能
であり、２０重量部以上であると、トナー化した際の導
電率が上昇しトナー飛散、かぶり、転写効率の低下とい
った不具合が発生する。

【００１０】本発明におけるトナー粒子は、結着樹脂中
に、カーボンブラック、電荷制御剤、離型剤等の添加剤
を配合し、所定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。

【００１１】カーボンブラックとしては、従来より使用
されている公知のものが使用できる。以下にあげるカー
ボンブラックで３０ｎｍ以下のものが好適に使用でき
る。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１０００〜１００００）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。

【００１２】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。トナー粒子は、以上の
各成分を乾式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボール
ミル等によって均質に予備混練して得られた混合物を、
例えばバンバリミキサー、ロール、一軸又は二軸の押し
出し混練機等の混練装置を用いて均一に溶融混練した
後、得られた混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて分
級することで製造される他、懸濁重合法等により製造す
ることもできる。得られたトナー粒子に、流動性、帯電
性向上を目的に疎水化シリカを適当重量部数混合分散さ
せ、８μｍのトナー粒子を得た。このトナーを、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の粒径を有しており、トナ
ー濃度（Ｔ／Ｄ）は、１〜１５％であるのが望ましい。

【００１３】以下、実施例、比較例をあげて本発明の電
子写真用トナーをより詳細に説明するが、実施例により
本発明が限定されるものではない。

【００１４】

【実施例１】 スチレン−アクリル系樹脂（導電率5.2x10-11） １００重量部 カーボンブラック（DBP吸油量100ml/100g、粒子径22μm） １５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） ３重量部 以上の各成分を２軸押し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
のトナーを得た。次にそれぞれのトナー粒子に疎水性シ
リカ微粒子（日本アエロジル社製の商品名Ｒ−９７４）
を、トナー総重量に対して０．３重量部を混合分散し、
本発明に使用するトナーを作成した。

【００１５】

【実施例２】結着樹脂として、スチレン−アクリル系樹
脂（導電率3.8x10-11）を使用し、カーボンブラックと
して、ＤＢＰ吸油量が１１６ｍｌ／１００ｇ、粒子径２
３μｍのものを用いた以外は実施例１と同様にしてトナ
ーを得た。

【００１６】

【実施例３】カーボンブラックの配合比を１０重量部と
する以外は、実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００１７】

【実施例４】カーボンブラックの配合比を２０重量部と
する以外は、実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００１８】

【比較例１】カーボンブラックの配合比を５重量部とす
る以外は、実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００１９】

【比較例２】カーボンブラックの配合比を８重量部とす
る以外は、実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００２０】

【比較例３】カーボンブラックの配合比を２２重量部と
する以外は、実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００２１】

【比較例４】カーボンブラックとして、ＤＢＰ吸油量が
６５ｍｌ／１００ｇ、粒子径２５μｍのものを用いた以
外は実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００２２】

【比較例５】カーボンブラックとして、ＤＢＰ吸油量が
７０ｍｌ／１００ｇ、粒子径４０μｍのものを用いた以
外は実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００２３】

【比較例６】カーボンブラックとして、ＤＢＰ吸油量が
４５ｍｌ／１００ｇ、粒子径２４μｍのものを用いた以
外は実施例２と同様にしてトナーを得た。

【００２４】

【比較例７】結着樹脂として、スチレン−アクリル系樹
脂（導電率2.6x10-10）を使用した以外は実施例２と同
様にしてトナーを得た。

【００２５】

【比較例８】結着樹脂として、スチレン−アクリル系樹
脂（導電率4.3x10-10）を使用し、カーボンブラックと
して、ＤＢＰ吸油量が９５ｍｌ／１００ｇ、粒子径１４
μｍのものを用いた以外は実施例１と同様にしてトナー
を得た。表１に本発明に使用した樹脂の導電率、カーボ
ンブラックの吸油量、粒子径を、表２．に配合割合をそ
れぞれ示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】〔評価試験〕各実施例、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
ャリアを混合し、均一に混合攪拌してトナー濃度４．５
％の二成分現像剤を作製した。そして、三田工業社製複
写機（商品名DC-1205）を用いて、総計５万枚の複写を
行い、所定枚数ごとの画像濃度、かぶり濃度、帯電量、
転写効率、トナー飛散の有無を調べた。

【００２９】

【表３】

【００３０】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、カブリ濃度とした。 （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）トナー飛散 ５万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。

【００３１】 ○：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）転写効率 以下の式を用いて、転写効率を求めた。

【００３２】

【数１】

【００３３】表３の結果から、実施例１〜４ではトナー
飛散、カブリの増加が見られず、小粒径トナーに見られ
る画像濃度の低下は発生しなかった。また、転写効率も
良好な値を示した。これに対し、比較例５，６では、添
加カーボンブラック重量部が少なく、そのため見た目の
黒さ不足及び帯電量の上昇による現像量の低下に伴う、
画像濃度の低下が発生した。また、比較例７では、添加
カーボンブラックの重量部が多く、導電率の低下に伴う
転写効率の低下、帯電量低下による画像濃度の低下、ト
ナー飛散の発生が見られた。比較例８，１０では、カー
ボンブラックの分散性が原因と思われる転写効率の低
下、トナー飛散の発生が見られ、９では上記に加え、色
味（黒み）の低下が原因と思われる画像濃度低下が見ら
れた。

【００３４】比較例１１，１２では、結着樹脂の導電率
が高いものを使用しているため、トナー化した際の導電
率の上昇による転写効率の低下、電荷漏洩増大による帯
電量低下に伴うトナー飛散の発生が見られた。

【００３５】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、導電率が
１．０×１０−１０（Ｓ／Ｃｍ）以下の結着樹脂と、Ｄ
ＢＰ吸油量が９５（ｍｌ／１００ｇ）以上で、かつ粒子
径が３０ｎｍ以下のカーボンブラックとを１００：１０
乃至１００：２０で混合したものであるので、高画質で
あってしかもトナー飛散、かぶり、転写効率の低下等が
防止できるという効果がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 義威 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 石丸 聖次郎 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも結着樹脂とカーボンブラックを
   含有する８μｍ以下の電子写真用トナーにおいて、 結着樹脂の導電率が１．０×１０-10（Ｓ／Ｃｍ）以
   下であり、 カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が９５（ｍｌ／１０
   ０ｇ）以上で、かつ粒子径が３０ｎｍ以下であり、 結着樹脂とカーボンブラックとの重量比が１００：１
   ０乃至１００：２０であることを特徴とする電子写真用
   トナー。