JPH0683112A

JPH0683112A - 粉体トナー

Info

Publication number: JPH0683112A
Application number: JP4236592A
Authority: JP
Inventors: Seijirou Ishimaru; 聖次郎石丸; Tetsuya Nakano; 哲也中野; Yoshitake Shimizu; 義威清水; Takashi Higuchi; 剛史樋口; Katsumi Okamoto; 克巳岡本
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】小粒径であっても帯電を低く制御し、かつトナ
ーの帯電量分布をシャープにすることによって未帯電及
び逆極性トナーの発生を防止する粉体トナーの提供。【構成】電荷制御剤と流動化剤とを含有する粉体トナー
において、トナー粒子の粒径が８μｍ以下であり、電荷
制御剤が下記式（１）の構造を有する金属錯塩化合物で
あり、流動化剤が、１次粒子の平均粒子径１４ｎｍ以下
の疎水性シリカ微粒子であること。式中Ａ１、Ａ２は水素原子、低級アルキル基などを、Ｂ
１，Ｂ２は水素原子、アルケニルなどを、Ｂ３，Ｂ４は
水素原子またはニトロ基を表す。Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ
２は１〜３の整数を表し、［Ｒ］は水素イオン、ナトリ
ウムイオン、カリウムイオンなどを表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉体トナーに関し、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
に使用される粉体トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】静電写真法においては、粉体トナーと磁
性キャリアとからなる二成分系現像剤を使用し、該現像
剤をマグネットスリーブ上に供給して磁気ブラシを形成
し、これを静電潜像が形成された感光体ドラム表面に摺
擦して該静電潜像を顕像化してトナー像を得る磁気ブラ
シ現像法が、従来から広く実施されている。黒色用の粉
体トナーとしては、定着用樹脂中に着色および電気抵抗
の調整を目的として、カーボンブラック等の着色剤を、
また帯電性の付与を目的として金属アゾ化合物や４級ア
ンモニウム塩等の電荷制御剤を分散させ、これを適度な
粒度の粉末としたものが一般に使用されている。

【０００３】近年、高画質の画像を求める要請が強く、
トナーの小粒径化が進みつつある。画像の解像力や細線
の再現性には、トナーが小粒径の方がよいことは多言を
要しないところであるが、トナーが小粒径になってくる
とこれに伴って新しい問題が発生する。すなわち、トナ
ーが小粒径になると比表面積が大きくなり、キャリアあ
るいはブレードとの接触確率が増大して単位重量当りの
帯電量が高くなり、この結果、画像としては画像濃度不
足という問題が生じる。

【０００４】これを防止するためには、トナーの単位重
量当りの帯電量を低くさせる必要があり、電荷制御剤の配合量を減少させる。表面処理剤の添加量を減らす。等の方法が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、単に電荷制
御剤を減らすことは単位重量当りのトナー帯電量は減少
させるが、トナー粒子個々を見た場合電荷制御剤を含有
しない粒子の発生確率が高くなり、未帯電、逆極性トナ
ーの発生でトナー帯電量の分布が広くなる。この結果カ
ブリ、トナー飛散等の新たな問題が発生する。

【０００６】また、表面処理剤を減らすことによっても
トナーの単位重量当りの帯電量を減らすこともできる
が、表面処理剤のもう一つの役割であるトナーの流動性
改善を果たすことができなくなりトナー供給不良といっ
た問題も発生する。従って、本発明の目的は小粒径トナ
ーの上記欠点を解消し、小粒径であっても帯電を低く制
御し、かつトナーの帯電量分布をシャープにすることに
よって未帯電及び逆極性トナーの発生を防止することに
ある。

【０００７】本発明の他の目的は画像濃度が良好であ
り、カブリ、トナー飛散の発生がなく、解像力や細線の
再現性などの画質が顕著に向上した粉体トナーを提供す
るにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも電荷制御剤と流動化剤とを含有する粉体トナーにお
いて、トナー粒子の粒径が８μｍ以下であり、電荷制御
剤が下記式（１）の構造を有する金属錯塩化合物であ
り、流動化剤が、１次粒子の平均粒子径１４ｎｍ以下の
疎水性シリカ微粒子であることを特徴とする粉体トナー
が提供される。

【０００９】

【化２】

【００１０】式中Ａ１、Ａ２は水素原子、低級アルキ
ル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子のい
ずれかを表しＡ１，Ａ２は同じでも異なっても良い、Ｂ
１，Ｂ２は水素原子、アルケニル、スルホンアミド、メ
シル、スルホン酸、カルボキシエステル、ヒドロキシ、
Ｃ1〜18のアルキル、Ｃ1〜18のアコキシ、アセチルアミ
ノ、ベンゾイルアミノ基、またはハロゲン原子を表し、
Ｂ１，Ｂ２は同じでも異なっても良い。Ｂ３，Ｂ４は水
素原子またはニトロ基を表す。Ｘ１，Ｘ２は１〜３の整
数を表し、Ｙ１，Ｙ２も１〜３の整数を表す。［Ｒ］は
水素イオンナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモ
ニウムイオンを表す。

【００１１】

【作用】本発明において、電荷制御剤が上記式（１）で
示される金属錯塩化合物を使用すると共に、流動化剤と
して、１次粒子の平均粒子径が１４ｎｍ以下の疎水性シ
リカ微粒子を使用することが大きな特徴である。この発
明は、上記式（１）で示される金属錯塩化合物を帯電制
御剤として用いると従来のクロム錯体化合物に比べトナ
ーの飽和帯電量が低くなるという新たな知見に基づくも
のである。具体的に比較実験例に基づき説明する。図１
に従来一般的に使用されている下記式（２）で示される
クロム錯体化合物と本発明に使用している上記式（１）
をトナーに用いた場合の帯電性を比較したものを示す。
縦軸は帯電量（μＣ／ｇ）、横軸はボールミルを１００
ｒｐｍで回転させたときの総回転数を表している。

【００１２】これにより、従来用いられているクロム錯
体化合物よりも本発明に使用している金属錯塩化合物の
方が飽和帯電量が低いことが了解される。

【００１３】

【化３】

【００１４】式中Ａ１、Ａ２は水素原子、低級アルキ
ル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子のい
ずれかを表しＡ１，Ａ２は同じでも異なっても良い、Ｂ
１，Ｂ２は水素原子、アルケニル、スルホンアミド、メ
シル、スルホン酸、カルボキシエステル、ヒドロキシ、
Ｃ1〜18のアルキル、Ｃ1〜18のアコキシ、アセチルアミ
ノ、ベンゾイルアミノ基、またはハロゲン原子を表し、
Ｂ１，Ｂ２は同じでも異なっても良い。Ｂ３，Ｂ４は水
素原子またはニトロ基を表す。Ｘ１，Ｘ２は１〜３の整
数を表し、Ｙ１，Ｙ２も１〜３の整数を表す。［Ｒ］は
水素イオンナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモ
ニウムイオンを表す。したがって、この上記式（１）で
表される金属錯塩化合物を使用することによりトナーの
飽和帯電量は上昇することなく低く抑えることができ、
また従来と同量を添加できるため、トナー粒子それぞれ
に含有されやすくなる。

【００１５】しかし、トナー粒子個々の帯電量を見た場
合、飽和帯電量が低いため従来のトナーと相似の帯電量
分布形を有していても、未帯電あるいは逆極性トナーが
発生することになる。そこで重要となるのがこの発明の
第二のポイントである流動化剤として、１次粒子の平均
粒子径が１４ｎｍ以下の疎水性シリカ微粒子を上記金属
錯塩化合物と同時に使用することである。

【００１６】本発明における疎水性シリカ微粒子の平均
粒子径とは、走査型電子顕微鏡により求めた個数平均径
を示す。疎水性シリカ微粒子の平均粒子径を一般に用い
られるこれらより小さい１４ｎｍ以下にすると、同一量
添加した場合トナー個々の表面に付着する量が多くな
る。結果として全てのトナーに均一的に被覆することが
可能となる。また、トナー表面に１４ｎｍ以下の小粒径
のシリカ微粒子が付着した場合、ファンデルワールス力
の作用でより強固に付着する。そのため、トナー表面か
らの遊離が防止でき安定した被覆を形成する。以上の理
由から、トナー個々の流動性が非常に安定化し、それに
ともなって帯電が従来になく均一化し、帯電量分布が非
常にシャープになる。これによりトナー飽和帯電量を低
くした場合であっても、トナー粒子の帯電量分布をシャ
ープにでき未帯電あるいは逆帯電トナーの発生を防ぐの
である。

【００１７】

【発明の好的態様】トナー粒子としては、平均粒径が８
μｍ以下、特に５〜７μｍの微小粒子を使用する。この
ものは、顕電性と定着性とを有する着色トナー粒子であ
り、組成としては、一般的に言って、バインダー樹脂中
に、着色剤、電荷制御剤、離型剤等を分散させた微細粒
状組成物から成り、これに疎水性シリカ微粒子などの流
動化剤をまぶし処理して得られる。

【００１８】このトナー成分であるバインダー樹脂に
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。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。

【００１９】着色剤としては、従来より使用されている
公知のものが使用できる。例えば三菱化成製カーボンブ
ラック＃２５（登録商標）のように、一次粒子の平均粒
径が４０乃至６０ｎｍの粒子が好適である。その他以下
にあげる着色剤が好適に使用できる。黒色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、アニリンブラック白色亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛赤色ベンガラ、カドミュウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カド
ミュウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、
ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、
レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシン
レーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリ
リアントカーミン３Ｂ橙色赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
ＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、イン
ダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレ
ンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ黄色黄鉛、亜鉛華、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、ミ
ネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネ
ーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザーイ
エローＧ、ハンザーイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエロ
ーＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレー
キ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ緑色クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーン青色紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクト
リアブルーレーキ、フタロシアニンブルー部分塩素化
物、ファーネストスカイブルー、インダンスレンブルー
ＢＣ、無金属フタロシアニンブルー紫色マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオ
レットレーキ体質顔料としては、例えばパライト粉、炭酸バリウム、
クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナ
ホワイト等があげられる。

【００２０】導電性顔料としては、例えば導電性カーボ
ンブラック、アルミニウム粉等の各種金属粉があげられ
る。磁性顔料としては、例えば四三酸化鉄（マグネタイ
ト鉄黒）；三二酸化鉄（γ−Ｆｅ2Ｏ3）、酸化鉄亜鉛
（ＺｎＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄イットリウム（Ｙ3Ｆｅ5Ｏ1
2）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ガト
リウム（Ｇｄ3Ｆｅ5Ｏ4）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄ニッケル
（ＮｉＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄ネオジム（ＮｄＦｅＯ3）、
酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ12Ｏ19）、酸化鉄マグネシウ
ム（ＭｇＦｅ2Ｏ4）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ2Ｏ
4）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ3）等の各種フェライ
ト；鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００２１】光導電性顔料としては、例えば酸化亜鉛、
セレン、硫化カドミウム、セレン、硫化カドミウム、セ
レン化カドミウム等があげられる。本発明で用いる疎水
性シリカ系添加剤は、気相法シリカ、即ち塩化ケイ素の
高温（火）加水分解法から得られる微細シリカを、ジメ
チルジクロルシランのようなシラン類で処理し、表面の
シラノールをオルガノシランで封鎖することにより得ら
れる。

【００２２】本発明に用いる金属錯塩化合物は、例えば
特開昭６１−１５５４６３号公報に示されている方法で
製造される。

【００２３】

【トナーの製造】バインダー樹脂、着色剤、電荷制御
剤、離型剤等を混合攪拌する。混合攪拌は低負荷・低せ
ん断力が作用する条件下で行うべきであり、一般にコニ
カルブレンダー、リボンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、
ナウタミキサー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の
各種混合攪拌装置で行うことができる。混合攪拌温度
は、バインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）よりも低い
温度とするのがよい。必要な混合攪拌時間は装置の種
類、投入量によっても相違するが、一般に１０及至３０
０分の範囲が適当である。

【００２４】このようにして得られた前混合物を常法に
より溶融混練し、この混練物を粉砕、分級してトナーと
する。上記製造方法により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、平均粒子径が８μｍの粉体トナーとする。
疎水性シリカとしては、アルキル基、アルキルシリル
基、アルキルシランで処理された疎水化シリカ、例えば
日本アエロジル社製の商品名Ｒ−９７４等が挙げられ
る。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３０〜５００μ
ｍ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。

【００２５】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて本発明の粉体
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。《実施例１》（成分）スチレン−アクリル系樹脂１００重量％カーボンブラック１０重量％上記式（１）の金属錯塩化合物（電荷制御剤）１．０重量％（商品名「Ｔ−７７」保土谷化学社製）低分子量ポリプロピレン（離型剤）２．０重量％（商品名「ビスコール５５０Ｐ」三洋化成社製）以上の成分を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７．８
μｍのトナーを得た。

【００２６】次にこのトナー粒子に疎水性シリカ微粒子
（１次粒子の平均粒径１４ｎｍ日本アエロジル社製の
商品名「Ｒ９７４」）を、トナー総重量に対して０．３
重量部を混合分散し、本発明に使用する粉体トナーを作
成した。この粉体トナーについて、平均粒径６０μｍの
フェライトキャリアと均一に混合攪拌してトナー濃度
３．５％の二成分現像剤とした。《比較例１》実施例１において、電荷制御剤を式（２）
の金属錯塩化合物に代えた以外は、実施例１と同様にし
た。《比較例２》実施例１において、疎水性シリカ微粒子の
平均粒径を１６ｎｍに代えた以外は、実施例１と同様に
した。＜評価試験＞各実施例及び比較例で得たトナー及び現像
剤を、三田工業社製（商品名「ＤＣ−１６７０Ｍ改造
機」）を用いて、２万枚の複写テストを行った。但し、
複写テストに用いる原稿は文字、黒べた部を含む黒色部
の面積率が１５％の原稿を用いた。そして、評価試験は
画像濃度、かぶり濃度、帯電量の平均値逆及び極性トナ
ーの割合、トナー飛散の有無を初期及び２万枚後に測定
した。尚、各試験は以下の具体的方法に従い評価した。
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
初期及び２万枚複写後の複写画像黒べた部の濃度を測定
した。また以下の基準で評価した。

【００２７】○：１．３５以上 △：１．３以上１．３５未満 ×：１．３未満（２）カブリ濃度（Ｆ．Ｄ．）測定前記反射濃度計を用いて初期及び２万枚複写後の白色部
の濃度を測定して、カブリ濃度とした。また以下の基準
で評価した。

【００２８】○：０．００５以下 △：０．００６，０．００７ ×：０．００８以上（３）トナー飛散２万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。

【００２９】○：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（４）帯電量東芝ケミカル社製のブローオフ帯電量測定器で、初期及
び２万枚複写後の帯電量を測定した。（５）２万枚複写後の逆極性トナーの割合当社保有の帯電量分布測定装置により、全トナー粒子数
における逆極性トナー（正帯電トナー）の割合を測定し
た。

【００３０】尚、上記帯電量分布測定装置は、特開昭６
３−２６３４７号公報に記載の装置である。以上の試験
結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の結果から実施例１は、低い帯電量に
もかかわらず逆極性トナーが発生しておらず、その結果
カブリ／トナー飛散を防止できかつＩＤ性能が十分であ
り、２万枚の複写を行っても、高画質で良好な画像を得
ることができ、長寿命な現像剤であることがわかった。
一方、比較例１．２のように、電荷制御剤としての金属
錯塩化合物及び疎水性シリカ微粒子の１次粒子の平均径
のそれぞれいずれか１つが変わるか或いは欠けても、高
帯電量によるＩＤ不足、或いは逆極性トナー発生による
カブリ、トナー飛散が発生する。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、トナーを小粒径化する
場合、上記式（１）に示す電荷制御剤を使用することに
より低帯電量にすることが可能となり、流動化剤として
１次粒子の平均粒径が１４ｎｍ以下の疎水性シリカ微粒
子を使用することで、帯電量分布がシャープになり未帯
電或いは逆帯電のトナーの発生を防止でき、ＩＤ性能が
十分で、カブリ、トナー飛散が良好な画像が得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】攪拌による帯電量変化を表した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樋口剛史大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内 (72)発明者岡本克巳大阪市中央区玉造１丁目２番28号三田工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも電荷制御剤と流動化剤とを含有
する粉体トナーにおいて、トナー粒子の粒径が８μｍ以下であり、電荷制御剤が下記式（１）の構造を有する金属錯塩化
合物であり、流動化剤が、１次粒子の平均粒径が１４ｎｍ以下の疎
水性シリカ微粒子であることを特徴とする粉体トナー。【化１】式中Ａ１、Ａ２は水素原子、低級アルキル基、低級ア
ルコキシ基、ニトロ基、ハロゲン原子のいずれかを表し
Ａ１，Ａ２は同じでも異なっても良い、Ｂ１，Ｂ２は水
素原子、アルケニル、スルホンアミド、メシル、スルホ
ン酸、カルボキシエステル、ヒドロキシ、Ｃ1〜18のア
ルキル、Ｃ1〜18のアコキシ、アセチルアミノ、ベンゾ
イルアミノ基、またはハロゲン原子を表し、Ｂ１，Ｂ２
は同じでも異なっても良い。Ｂ３，Ｂ４は水素原子また
はニトロ基を表す。Ｘ１，Ｘ２は１〜３の整数を表し、
Ｙ１，Ｙ２も１〜３の整数を表す。［Ｒ］は水素イオン
ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオ
ンを表す。