JPH06175404A - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 - Google Patents
静電荷像現像用トナー及びその製造方法Info
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Abstract
写時や環境変化時にも適度な帯電性、画像濃度を示し、
カブリやトナー飛散の少ない現像剤を提供する。 【構成】 少なくとも樹脂紫外線吸光度が0.05以下
で、且つ粒子硬さが2g以下の造粒カーボンブラックを
含有してなることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
Description
において使用される静電荷像現像用トナー及び製造方法
に関するものである。
の現像工程において、例えば静電荷像が形成されている
感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程にお
いて感光体から転写紙に転写された後、定着工程におい
てコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形
成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャ
リアとトナーから成る二成分現像剤及びキャリアを必要
としない一成分現像剤(磁性トナー、非磁性トナー) が
知られている。
荷電性トナーと負荷電性トナーがあり、従来より正荷電
性トナーに帯電性を付与するものとしては、ニグロシン
系染料、4級アンモニウム塩等、また負荷電性トナーに
帯電性を付与するものとしては含金染料等の帯電制御剤
やキャリアに所定の帯電性を付与するコーティング剤等
が知られていた。
ナーの製造工程での原材料取扱い作業時にカーボンブラ
ックの飛翔が多く、作業者の身体や作業場周囲の環境汚
染等の問題、トナーの樹脂中にカーボンブラックが安定
した水準で適度に分散しないことでトナー帯電特性が高
水準に維持できない等の問題があり、これらの問題を解
決する一手段を先に出願した特願平4−52784で提
案した。しかしながら、これらトナーでも帯電立上り
性、帯電量分布、帯電保持性等の帯電特性が充分でな
く、更に一層改善されるべき課題をかかえている。
を始動させてキャリアとの混合を始めてから所定の帯電
量を得るまでの時間) や、連続使用時における画像濃度
の安定性、カブリの発生(画像汚れ) や複写機内部のト
ナー飛散による機内汚れ発生などの点が問題になってい
た。他の例として、トナーの適度な帯電性を環境条件
(温度、湿度等) によらず安定的に維持し、その帯電性
の経時変化が好ましい形態を得るのは難しく、現像剤を
環境条件を変更して複写機等で使用した場合に画像濃度
の安定性、カブリ等の画像汚れの発生、或いはトナー飛
散による機内汚れの発生などの点が問題になっていた。
良く、連続使用時における画像濃度の安定性が良く、カ
ブリの発生や複写機内部のトナー飛散による機内汚れ発
生などが少ないトナーを提供することにある。又、温
度、湿度等の環境条件によらず、適度な帯電性、安定な
画像濃度が得られ、カブリやトナー飛散の少ないトナー
を提供することにある。
好な帯電量分布を示す帯電特性の優れたトナーを提供す
ることにある。又、原材料取扱い時にカーボンブラック
の飛翔が少なく環境汚染等の問題が軽減されるトナーを
提供することにある。
題を鋭意検討した結果、特定の紫外線吸光度を有すると
共に、硬さや、密度、つぶれ易さ(分散性) を適度に調
整した造粒されたカーボンブラックを使用することによ
り、トナーに適度の帯電制御効果を付与すると共に逆極
性の少なく、且つ良好な帯電量分布を示す等の帯電特性
の優れたトナーが得られることを見い出し、本発明に到
達した。 (1) 少なくとも樹脂、及び紫外線吸光度が0.05以
下で、且つ粒子硬さが2g以下の造粒カーボンブラック
を含有してなることを特徴とする静電荷像現像用トナ
ー。 (2) 該造粒カーボンブラックの粗充填嵩密度が0.1
0〜0.50g/ccであることを特徴とする第1項記
載の静電荷像現像用トナー。 (3) 該造粒カーボンブラックが圧縮造粒法により製造
された造粒カーボンブラックであることを特徴とする第
1項記載の静電荷像現像用トナー。
し得る樹脂成分としては、トナーに適した公知の種類の
ものが使用できる。例えば、ポリスチレン、クロロポリ
スチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロ
ロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化共重合
体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共
重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共
重合体等) 、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体
(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−
メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸
ブチル共重合体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共
重合体等) 、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共
重合体及びスチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エ
ステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはス
チレン置換体を含む単重合体または共重合体) 、塩化ビ
ニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エ
チルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニル
ブチラール樹脂、並びにポリカーボネート樹脂等がある
が、本発明に用いるのに特に好ましい樹脂としてはスチ
レン系樹脂、飽和もしくは不飽和ポリエステル樹脂及び
エポキシ樹脂等が挙げることかできる。また、上記樹脂
は単独に使用するに限らず、2種以上併用することもで
きる。
昭50−44836号公報に記載されている架橋系バイ
ンダー樹脂、或いは特公昭55−6895、特公昭63
−32180号公報に記載されている非架橋系バインダ
ー樹脂も使用できる。そして、該トナー用バインダー樹
脂のガラス転移温度は、熱分析法(示差熱分析装置、示
差走査熱量分析装置等) で測定した時の転移開始温度
(変曲点) が50℃以上であることが好ましい。ガラス
転移温度が50℃未満の場合には、40℃以上の高温で
長時間にトナーを放置した時、トナーの凝集或いは固着
を招き使用上問題がある。
もカーボンブラックを使用し、その他従来から用いられ
るものを併用しても、特に制限されるものではない。他
の着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が使用
できる。例えば、酸化チタン、亜鉛華、アルミナホワイ
ト、炭酸カルシウム、紺青、カーボンブラック、フタロ
シアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエ
ローG、ローダミン系染料、クロムイエロー、キナクリ
ドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリ
ルメタン系染料、アントラキノン染料、モノアゾ及びジ
スアゾ系染顔料などを相当するトナーの色に着色剤を単
独または混合して併用できる。
成することができるようトナーを着色するに十分な量あ
ればよく、例えば樹脂100重量部に対して1〜20重
量部とするのが好ましい。更に、好ましくは3〜15重
量部が好適である。本発明で使用されるカーボンブラッ
クの紫外線吸光度は0.05以下、好ましくは0.04
以下であり、0.05より高いとトナーの帯電特性が不
良となり好ましくない。つまり、本発明者らは、カーボ
ンブラックの特にトルエン抽出分の紫外線吸光度を特定
値以下に制限することに着目した。
は、次の方法で求める。まず、カーボンブラック3gを
トルエン30mlに充分に分散、混合させて、続いてこ
の混合液をNo.5C濾紙を使用して濾過する。その
後、濾液を吸光部が1cm角の石英セルに入れて市販の
紫外線分光光度計を用いて波長336nmの吸光度を測
定した値(λs) と、同じ方法でリファレンスとしてト
ルエンのみの吸光度を測定した値(λo) から、紫外線
吸光度はλc=λs−λoで求める。
作所製紫外可視分光光度計(UV−3100PC) など
がある。本発明のカーボンブラックはファーネス法で製
造されたものが好ましい。また、カーボンブラックのB
ET法での窒素吸着による比表面積は20〜500m2
/gで、ジブチルフタレート(DBP) 吸油量が30〜
150ml/100g程度の範囲のものが好ましい。特
に、BET法比表面積が20m2 /gより低いと粒子が
大きくなり過ぎカーボンブラックの分散性が悪くなり、
また500m2 /gより高いと粒子が細かく練り時にシ
ェアーがかかりにくくなりカーボンブラックの分散不良
になる。トナー混練時の樹脂へのカーボンブラックの分
散性を更に良くすることを考慮すれば、比表面積が80
〜150m2 /gで、DBP吸油量が50〜120ml
/100gのものが好ましい。
特に酸性カーボンブラックが好ましい。酸性カーボンブ
ラックとは、カーボンブラックと純水とを煮沸した後の
懸濁液のpHを測定した時の値が6以下のものをいい、
更に好ましくはpH5以下が好適である。pH6以下に
するには公知の方法でカーボンブラックに酸化処理を施
せばよく、これによりカーボンブラック表面に酸化化合
物等が存在することで、トナー中の樹脂とカーボンブラ
ックの混和性を増すものと推定する。ファーネス法で製
造された酸性タイプのカーボンブラックとしては、三菱
化成社製のMA7,MA8,MA11,MA100,#
1000,#2200B,#2350,#2400B
等、キャボット社製のMOGUL L,REGAL 4
00R,MONARCH 1000等、コロンビア社製
のREVENシリーズの1035,1040,125
5,3500等が具体例として掲げられ、これらカーボ
ンブラックの紫外線吸光度を低減するには、例えば使用
する原材料の不純物の低減、ファーネス法での製造時条
件(例えば処理流量、処理時間等の条件) を適正に管理
すればよい。
の原料は、前述した紫外線吸光度が0.05以下の粒状
カーボンブラックであれば特に限定されない。粒状のカ
ーボンブラックを造粒する方法は、例えば特開平2−1
42858、特開平3−193129に記載されたロー
ル圧縮成形機等の圧縮造粒装置を利用した圧縮造粒法に
より行うのが好ましい。原料粒状カーボンブラックとし
ては、BET比表面積が50〜500m2 /gのものが
好ましい。
原料の嵩密度、粒径等を考慮に、圧縮後の造粒カーボン
ブラックの硬さが平均で2g以下、好ましくは0.1〜
1gとなるように、また、更に粗充填密度が0.10〜
0.50g/cc、好ましくは0.15〜0.45g/
ccとなるように適宜選択すればよい。粗充填密度が
0.10g/cc以下だとカーボンの飛散が多く、原料
の嵩密度を大きくし、混練時のシェアーがかかりにく
く、分散性が悪化して、トナー性能が劣る。また、粗充
填嵩密度が0.50g/cc以上だと、カーボンの取扱
い性は良好だが、カーボンの凝集力が増大しすぎ、混練
時に充分な分散性が得られず、トナー性能が劣る。更
に、またトナーの連続複写・印字時における画像濃度の
安定性、カブリの安定性、トナーの飛散の状態が本願発
明の粒子硬さ2g以下の造粒カーボンを用いると、良好
に改善される。
ーボンブラックの見かけ比重の測定方法に準拠して行い
単位はg/ccで表した。 ・造粒粒子の硬さは、JIS K6221による造粒カ
ーボンブラックの硬さ測定方法に準拠して行い単位はg
で表した。
で、必要に応じて金属石鹸等で表面処理を施してもよ
く、使用時に未処理のものと表面処理したものを併用し
て用いてもよい。或いは、本発明の造粒カーボンブラッ
クと粒状カーボンブラックとの併用、異なる種類のカー
ボンブラックとの併用カーボンブラックと他の着色剤
(染料、顔料等) の併用など行ってもよい。
電性または負荷電性の帯電制御剤を単独または併用して
使用してもよく、その使用量は所望する帯電量見合いで
選定すればよく、帯電制御剤の添加量は樹脂100重量
部に対し0.05〜10重量部程度が好ましい。正荷電
性帯電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、4級
アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン系化合
物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがあ
る。負荷電性の制御剤としては、Cr,Co,Al,F
e等の金属含有アゾ染料、サリチル酸金属化合物、アル
キルサリチル酸金属化合物などがある。
して定着性や流動性を向上させるために、低分子量オレ
フィン重合体や微粉末のシリカ、アルミナ、チタニア等
の添加剤、さらには抵抗調整や滑剤の目的でマグネタイ
ト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウ
ム、導電性チタニア等の無機微粉末や、スチレン樹脂、
アクリル樹脂等の有機微粉末を内添剤または外添剤とし
て含有せしめてもよい。これら添加剤の使用量は所望す
る性能により適時選定すればよく、例えば樹脂100重
量部に対し0.05〜10重量部程度が好ましい。
は、従来から用いられる各種トナー製造方法が適用でき
るが、例えば一般的な例としては、まず樹脂、着色剤、
ワックス、帯電制御剤等を混合機で均一に分散混合し、
次いで混合物を密閉式ニーダー、或いは1軸または2軸
の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハン
マーミル等で粗砕し、ジェットミル、高速ローター回転
式ミル等で細粉砕し、風力分級機(例えば、慣性分級方
式のエルボジェット、遠心分級方式のミクロプレック
ス、DSセパレーターなど) 等で分級すればよい。トナ
ーの平均粒径は、3〜20μmが好適である。
級トナーと外添剤を高速攪拌機(ヘンシェルミキサー、
スーパーミキサーなど) 等で攪拌混合すればよい。得ら
れた本発明現像剤のトナーは、キャリアを使用しない1
成分系現像剤(マグネタイト等の磁性物を含有した磁性
1成分トナー、或いは磁性物を含有しない非磁性1成分
トナー) としても用いることができる。
場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、磁性
キャリアとしては、平均粒子径20〜200μm程度の
鉄粉、フェライト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公
知のものが使用できる。また、これら表面に公知のシリ
コーン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、スチレ
ン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ
アミド系樹脂など、或いはこれら樹脂の混合物を、単層
または多層に表面コーティングしたものも使用できる。
尚、フェライトの芯材としては、一般式(MO)m (F
e2 O3 ) n で示されるフェライト粉が好ましく、(M
O) 成分としては、CuO、ZnO、NiO、FeO、
MnO、MgO、BaO等の成分を1種または2種以上
選定して使用すればよい。
が、10〜200μmの平均粒子径を有するものが好ま
しい。キャリアとトナーの混合比は、トナー1重量部に
対してキャリア5〜100重量部とするのが好ましい。
するが、本発明はその要旨を超えない限りは以下の実施
例により何等制限されるものではない。尚、下記実施例
中、単に「部」とあるのはいずれも「重量部」を意味す
るものとする。
し、粉砕し、分級して、平均粒径9.5μmの黒色トナ
ーaを得た。この黒色トナーa100部に対して、シリ
カ粉末(日本アエロジル社製R972) 0.2部とマグ
ネタイト粉末(平均粒径0.3μm) 0.3部をヘンシ
ェルミキサーにて外添処理してトナーAを得た。得られ
たトナーA4部とメチルシリコーン含有樹脂で表面コー
トされた平均粒径100μm、飽和磁化55emu/g
のCu−Znフェライトキャリア96部を混合、攪拌し
て現像剤Aを作製した。
トナーAを用いて、有機光導電体を感光体とし、熱ロー
ル定着方式、ブレードクリニング方式、現像槽内現像剤
へのトナー補給コントロールに透磁率センサー方式を採
用したコピー速度50枚(A4) /分の正規現像方式
(感光体表面電位;通常モードDC−700V,写真モ
ードDC−500V,バイアイ電圧DC−200V) の
複写機で、通常環境の温度23〜25℃、湿度50〜5
5%RHの環境下で5,000枚の実写テストを実施し
た。
中でもコピー画像濃度が安定して高くコピー白地部の汚
れであるカブリの増加がなく、またトナー飛散量も少な
く複写機内の汚染もなく良好であり、連続複写しても耐
久性能、コピー画質安定性の優れた現像剤及びトナーで
あった。通常環境下での実写データーを図1に示す。ま
た、トナーaの帯電立上り特性は、図3の通り良好であ
った。
しトナーbを得、更に外添しトナーB、及びキャリアと
の混合、攪拌して現像剤Bを得、次いで実施例1と同様
の50,000枚実写テストを通常環境下で実施した。
悪く、初期カブリが高く、現像槽底部に堆積したトナー
飛散量も多く(実施例1の約4倍以上のトナー飛散量で
あった) 、また転写効率も若干悪くて、複写時の耐久性
能及びコピー画質安定性に問題があった。通常環境下で
の実写データーを図2に示す。また、トナーbの帯電立
上り特性は、トナーaに比しやや悪かった。(図3参
照)
却し、粉砕し、分級して、平均粒径9.0μmの黒色ト
ナーcを得た。この黒色トナーc100部に対して、シ
リカ粉末(日本アエロジル社製R972) 0.3部とマ
グネタイト粉末(平均粒径0.3μm) 0.2部をヘン
シェルミキサーにて外添処理してトナーCを得た。得ら
れたトナーC4部とメチルシリコーン含有樹脂で表面コ
ートされた平均粒径100μm、飽和磁化55emu/
gのCu−Znフェライトキャリア96部を混合、攪拌
し現像剤Cを作製した。次いで、実施例1と同様の5
0,000枚実写テストを通常環境下で実施した。この
実写テストの結果、実施例1と同様に耐久性能、コピー
画像安定性に優れたトナー及び現像剤であった。なお、
実写データを図5に示す。また、トナーcの帯電量立上
り特性は、図4の通り良好であった。
しトナーdを得、更に外添しトナーD、及びキャリアと
の混合、攪拌して現像剤Dを得、次いで実施例2と同様
の50,000枚実写テストを通常環境下で実施した。
濃度の変化が大きく、現像槽底部に堆積したトナー飛散
量もやや多く、また転写効率もやや悪く、複写時の耐久
性能、コピー画質安定性に問題があった。なお、実写デ
ータを図6に示す。また、トナーdの帯電立上り特性
は、途中から低下傾向であり、トナーcに比し悪かっ
た。(図4を参照)
計で測定した値。 カブリ :画像形成されない白地部の汚れは、日本
電色色差計を用いて使用紙の実写前後のハンター白度
(Wb) を測定し、その前後の値差より求めた値をカブ
リとした。 トナー帯電量:現像剤をサンプリングし、東芝ケミカル
ブローオフ帯電量測定装置で測定した。 トナー濃度 :現像剤をサンプリングし、トナーを除去
して重量分析より求めた。 トナー消費量:補給トナーを入れたトナー補給装置の重
量を測定し、その重量変化量から求めた。 転写効率 :感光体上のトナーをブレードクリーニン
グでトナー回収装置に補集し、回収装置の重量を測定
し、その重量変化よりトナー回収量を求める。次いで、
トナー転写効率は、次式で求めた。
ウダーテック社製F−100) 96部とを通常環境下で
混合・攪拌して、トナー帯電量は東芝ケミカル社製ブロ
ーオフ帯電量測定装置を用いて測定した。 通常環境(以下、NNと略して呼ぶ) :温度23〜25
℃、湿度50〜55%RHの環境。
量分布がよく、常に適度で且つ安定した帯電性を示す等
の帯電性能が良好で、連続使用した場合にも安定した画
像濃度が得られ、カブリ等の画像汚れもなく、或いはプ
リンタや複写機内のトナー飛散による汚染も少なく、更
に環境変化に対しても安定した画像特性を安定して維持
するなどの多大な工業的利益を提供するものである。
ー実写テストを実施した場合のデーター。
ー実写テストを実施した場合のデーター。
電立上り特性。
電立上り特性。
ー実写テストを実施した場合のデーター。
ー実写テストを実施した場合のデーター。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも樹脂、及び紫外線吸光度が
0.05以下で、且つ粒子硬さが2g以下の造粒カーボ
ンブラックを含有してなることを特徴とする静電荷像現
像用トナー。 - 【請求項2】 該造粒カーボンブラックの粗充填嵩密度
が0.10〜0.50g/ccであることを特徴とする
第1項記載の静電荷像現像用トナー。 - 【請求項3】 該造粒カーボンブラックが圧縮造粒法に
より製造された造粒カーボンブラックであることを特徴
とする第1項記載の静電荷像現像用トナー。 - 【請求項4】 少なくとも樹脂及び紫外線吸光度が0.
05以下で、且つ粒子硬さが2g以下の造粒カーボンブ
ラックを混合し、混練する工程を有することを特徴とす
る静電荷像現像用トナーの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32336592A JP3650136B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 |
| EP93103879A EP0560341B1 (en) | 1992-03-11 | 1993-03-10 | Toner for developing electrostatic image and process for production thereof |
| DE69316411T DE69316411T2 (de) | 1992-03-11 | 1993-03-10 | Toner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder und dessen Herstellungsverfahren |
| US08/029,612 US5356747A (en) | 1992-03-11 | 1993-03-11 | Toner for developing electrostatic image and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32336592A JP3650136B2 (ja) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06175404A true JPH06175404A (ja) | 1994-06-24 |
| JP3650136B2 JP3650136B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=18153961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32336592A Expired - Lifetime JP3650136B2 (ja) | 1992-03-11 | 1992-12-02 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3650136B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001075312A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非磁性一成分系トナー |
-
1992
- 1992-12-02 JP JP32336592A patent/JP3650136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001075312A (ja) * | 1999-07-07 | 2001-03-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非磁性一成分系トナー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3650136B2 (ja) | 2005-05-18 |
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