JPH0527483A

JPH0527483A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH0527483A
Application number: JP3181069A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Kono; 信明河野; Nobuyuki Tsuji; 伸行辻; Takatomo Fukumoto; 貴智福元; Kaoru Tanaka; 薫田中
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間、繰り返して使用しても、現像剤の帯
電特性を低下させるおそれのない電子写真用トナーを提
供する。【構成】電荷制御用染料を含有する電子写真用トナー
であって、電荷制御用染料の表面染料濃度を、１．０×
１０^-3〜１．７×１０^-3ｇ／ｇの範囲内とする。

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
ンタ等の画像形成装置に使用される電子写真用トナーに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記画像形成装置においては、まず、感
光体の表面を露光して、当該感光体の表面に静電潜像を
形成する。つぎに、この感光体の表面に、電子写真用ト
ナーとキャリヤとを含む現像剤を接触させる。そうする
と、電子写真用トナーが静電潜像に静電付着して、静電
潜像がトナー像として顕像化される。このトナー像を、
感光体表面から紙上に転写して定着させると、静電潜像
に対応した画像が紙の表面に形成される。

【０００３】上記電子写真用トナーとしては、定着用樹
脂中に、カーボンブラック等の着色剤や電荷制御用染料
等を配合し、これを所定の粒度に造粒したものが用いら
れる。かかる電子写真用トナーにおいては、トナー粒子
の表面に露出して電荷の発生に寄与する電荷制御用染料
の、トナー粒子１ｇ当りの量、すなわち、表面染料濃度
が、トナーの帯電特性を大きく左右することが知られて
いる。

【０００４】そして、帯電特性を向上するため、従来は
２．０×１０^-3〜４．０×１０^-3ｇ／ｇ程度であった表
面染料濃度を、４．０×１０^-3〜９．０×１０^-3ｇ／ｇ
まで高めた電子写真用トナーが提案されている（特開昭
６１−３６７５７号公報参照）。なお、上記表面染料濃
度は、電荷制御用染料のみを溶かすメタノール等の溶媒
によって、トナー粒子表面の染料を選択的に抽出し、抽
出液を吸光度測定等によって測定して得られた抽出染料
の量を、トナー粒子１ｇ当りの染料の量に換算すること
で求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電子
写真用トナーは、表面染料濃度を高めたものも含めて、
特に、画像形成速度の高い高速型の画像形成装置にて長
期間、繰り返して使用すると、現像剤の帯電特性の低下
に伴う前引き、トナー飛散、画像濃度の不安定化等の不
具合を生じることが判った。なお、ここで言う前引きと
は、帯電特性が低いため静電潜像に多めに静電付着した
トナーが、現像装置の磁気ブラシによってこすられた際
に、画像形成方向の前方へ流れる現象を指す。

【０００６】上記不具合の原因について検討したとこ
ろ、以下のことが明らかとなった。すなわち、高速型の
画像形成装置では、通常の画像形成装置に比べて、現像
剤がより過酷な条件で攪拌される。このため、現像剤を
長期間、繰り返して使用するうちに、トナー粒子の表面
に露出した染料が当該トナー粒子から脱落し、キャリヤ
を汚染して現像剤全体の帯電特性を低下させ、それが原
因となって、前記のような不具合が発生するのである。

【０００７】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、長期間、繰り返して使用しても、現像剤の
帯電特性を低下させるおそれのない電子写真用トナーを
提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための、本発明の電子写真用トナーは、定着用樹
脂中に、着色剤および電荷制御用染料を含有し、電荷制
御用染料の表面染料濃度が、１．０×１０^-3〜１．７×
１０^-3ｇ／ｇの範囲内であることを特徴とする。上記構
成からなる、本発明の電子写真用トナーにおいては、表
面染料濃度が低いので、トナー粒子の表面から脱落する
染料の量が少なく、結果として、脱落染料によるキャリ
ヤの汚染を低減することができる。

【０００９】電子写真用トナーの表面染料濃度が上記範
囲内に限定されるのは、以下の理由による。すなわち、
表面染料濃度が１．７×１０^-3ｇ／ｇを超えると、前述
したように、長期間、繰り返して使用した際に、トナー
粒子から脱落してキャリヤを汚染する電荷制御用染料の
量が増加し、現像剤の帯電特性の低下に伴う、前引き、
トナー飛散、画像濃度の不安定化等の問題が発生する。

【００１０】一方、表面染料濃度が１．０×１０^-3ｇ／
ｇ未満では、トナー自体の帯電特性が低下するため、画
像形成初期に、現像剤の帯電特性の低下に伴う、上記の
問題が発生する。本発明の電子写真用トナーは、定着用
樹脂中に、着色剤、電荷制御用染料、および離型剤（オ
フセット防止剤）等の各種添加剤を配合し、これを、粉
砕、分級等の工程により所定の粒度に造粒することで製
造される。

【００１１】定着用樹脂としては、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
ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチ
レン−マレイン酸共重合体、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、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、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、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
置換体を含む単独重合体または共重合体）、ポリ塩化ビ
ニル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリビニル
ブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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、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、キシレン樹脂、ポリ
アミド樹脂等があげられ、これらが単独で、または２種
以上混合して用いられる。

【００１２】中でも、スチレン系樹脂、特にスチレン−
アクリル酸エステル共重合体およびスチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル系共重合
体が好ましく使用される。上記スチレン−アクリル系共
重合体を構成するスチレン系単量体としては、スチレン
の他に、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等も使用
できる。アクリル系単量体としては、下記一般式(I) で
表されるものを使用することができる。

【００１３】

【化１】

【００１４】式中、Ｒ¹は水素原子または低級アルキル
基、Ｒ²は水素原子、炭素数１２までの炭化水素基、ヒ
ドロキシアルキル基、ビニルエステル基またはアミノア
ルキル基である。上記一般式(I) で表されるアクリル系
単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アク
リル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシ
ル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸ヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、
β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−ヒドロキシアク
リル酸プロピル、δ−ヒドロキシアクリル酸ブチル、β
−ヒドロキシメタクリル酸エチル、γ−アミノアクリル
酸プロピル、γ−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノアクリル酸プ
ロピル、エチレングリコールジメタクリル酸エステル、
テトラエチレングリコールジメタクリル酸エステル等が
挙げられる。

【００１５】上記共重合体は、各単量体から、例えば溶
液重合法等の従来公知の重合法にしたがって製造するこ
とができる。着色剤としては、種々の着色顔料、体質顔
料、導電性顔料、磁性顔料、光導電性顔料等があげられ
る。これらは用途に応じて、１種または２種以上の組み
合わせで使用される。

【００１６】着色顔料としては、以下にあげるものが好
適に使用される。黒色ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマル、
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。

【００１７】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、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、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。

【００１８】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、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネ
ラルファストイエロー、ニッケツチタンイエロー、ネー
プルスイエロー、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。

【００１９】緑色クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ。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、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢ
Ｃ。

【００２０】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、バライト粉、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。導電性顔料として
は、導電性カーボンブラックやアルミニウム粉等があげ
られる。

【００２１】磁性顔料としては、各種フェライト、例え
ば、四三酸化鉄（Fe₃Ｏ₄）、三二酸化鉄（γ−Fe₂Ｏ
₃）、酸化鉄亜鉛（ZnFe₂Ｏ₄）、酸化鉄イットリウム
（Ｙ ₃Fe₅Ｏ₁₂）、酸化鉄カドミウム（CdFe₂Ｏ₄）、酸
化鉄ガトリニウム（Gd₃Fe₅Ｏ ₄）、酸化鉄銅（CuFe₂Ｏ
₄）、酸化鉄鉛（PbFe₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄ネオジム（NdFe
Ｏ₃）、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（MnFe
₂Ｏ₄）、酸化鉄ランタン（LaFeＯ₃）、鉄粉、コバル
ト粉、ニッケル粉等があげられる。

【００２２】光導電性顔料としては、酸化亜鉛、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。着色剤は、定着用樹脂１００重量部に対して１〜３
０重量部、好ましくは２〜２０重量部の割合で使用され
る。電荷制御用染料としては、トナーの極性に応じて、
正電荷制御用と負電荷制御用の２種の電荷制御用染料の
何れか一方が用いられる。

【００２３】正電荷制御用の電荷制御用染料としては、
例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、
多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等や、上記各化
合物で表面処理された充填剤等があげられる。より具体
的には、カラーインデックスの分類Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅ
ｔ（油溶性染料）のＢｌａｃｋ１，２，３，５，７等が
好ましい。

【００２４】負電荷制御用の電荷制御用染料としては、
カルボキシ基を含有する化合物（例えばアルキルサリチ
ル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸石鹸、ナ
フテン酸金属塩等があげられ、特にクロム、鉄またはコ
バルトを含有する錯塩アゾ染料のうち、アルコール可溶
性のものが好適に使用される。より好ましくは、銅フタ
ロシアニンのスルホニルアミン誘導体、または、下記式
(II)で表される２：１型の含金属モノアゾ系染料があげ
られる。

【００２５】

【化２】

【００２６】（上記式中、Ａはオルソ位にフェノール性
水酸基を有するジアゾ成分の残基を表し、Ｂはカップリ
ング成分の残基を表し、Ｍはクロム、鉄、アルミニウ
ム、亜鉛またはコバルト原子を表し、［Ｙ］⁺は無機ま
たは有機のカチオンを表す。）電荷制御用染料は、定着
用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ま
しくは０．５〜８重量部の割合で配合される。

【００２７】離型剤（オフセット防止剤）としては、脂
肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、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、シリコーンオ
イル、各種ワックス等があげられる。中でも、重量平均
分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系炭化水素
が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低
分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素原子数
４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオレフィン
重合体等の１種または２種以上の組み合わせが適当であ
る。

【００２８】離型剤は、定着用樹脂１００重量部に対し
て０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部の
割合で使用される。本発明の電子写真用トナーは、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合して得られた混合物
を、バンバリミキサー、ロール、一軸または二軸の押出
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。

【００２９】トナーの表面染料濃度を前記範囲内に調整
する方法としては、電荷制御用染料の配合量を調整する
方法が一般的であるが、この他に、上記混合、混練、粉
砕によるトナーの製造方法によって電子写真用トナーを
製造するにあたり、予備混合工程の時間（前混合時間）
を調整することでも、表面染料濃度を調整することがで
きる。

【００３０】すなわち、前混合時間が短いと、電荷制御
用染料は、混合による剪断力をあまり受けないので、比
較的大きな塊のままで、定着用樹脂中に混合、混練され
る。このため、その後、粉砕、分級して製造されたトナ
ーの表面には、電荷制御用染料が、比較的大きな塊の状
態で存在することになり、表面染料濃度が高くなる傾向
がある。

【００３１】一方、前混合時間を長く取ると、電荷制御
用染料が、混合による剪断力を受けて細かく粉砕された
状態で、定着用樹脂中に均一に分散される。このため、
製造されたトナー粒子の表面に露出する電荷制御用染料
の量、すなわち表面染料濃度が低くなる傾向がある。そ
して、上述した前混合時間の長さとトナーの表面染料濃
度とは、ほぼ比例関係にあるため、前混合時間を調整す
れば、表面染料濃度を調整することができるのである。

【００３２】なお、表面染料濃度のより細かな調整を行
うには、電荷制御用染料の配合量の調整と、前混合時間
の調整とを組み合わせれば良い。本発明の電子写真用ト
ナーの粒径は、３〜３５μｍであることが好ましく、５
〜２５μｍであることがより好ましい。本発明の電子写
真用トナーの表面には、表面処理剤（流動化剤）をまぶ
して、流動性や帯電性を向上させることもできる。表面
処理剤としては、無機微粒子やフッソ樹脂粒子等の、従
来公知の種々の材料を使用でき、特に、疎水性または親
水性のシリカ微粒子を含むシリカ系表面処理剤、例えば
超微粒子状無水シリカやコロイダルシリカ等が好適に使
用される。

【００３３】本発明の電子写真用トナーは、フェライト
や鉄粉等の磁性キャリヤと混合して、二成分系現像剤と
して、画像形成装置に使用することができる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例並びに比較例に基づいて、本発
明を説明する。実施例１〜４、比較例１，２定着用樹脂としてのスチレン−アクリル系共重合体１０
０重量部、着色剤としてのカーボンブラック１０重量
部、オフセット防止剤としての低分子量ポリプロピレン
２．５重量部に、さらに、表１に示す量の含クロムモノ
アゾ染料を電荷制御用染料として配合し、ヘンシェルミ
キサーを用いて、同表に示す時間の前混合処理を行っ
た。

【００３５】つぎに、上記混合物を二軸混練機で溶融混
練し、常法により冷却、粉砕、分級を行った後、流動化
剤としてのシリカ微粒子で処理して、表１に示す表面染
料濃度を有する、中心粒径１２μｍの電子写真用トナー
を作製した。なお、電子写真用トナーの表面染料濃度
は、以下のようにして求めた。電子写真用トナー１００
ｍｇを５０ｍｌのメタノールに投入し、十分に攪拌混合
してトナー粒子表面の電荷制御用染料を抽出した後、ト
ナー粒子を沈澱させた上澄みを分光光度計によって測定
して、測定結果から、所定の検量式を用いて表面染料濃
度を算出した。

【００３６】上記各実施例並びに比較例で得られた電子
写真用トナー１００重量部に、表面をアクリル・メラミ
ン系の樹脂でコートした、平均粒径１００μｍのフェラ
イトキャリアを配合し、均一に攪拌混合して、トナー濃
度４．５％の２成分系現像剤を作製した。得られた現像
剤を用いて、以下の試験を行った。なお、表面染料濃度
が１．７×１０^-3ｇ／ｇを超える比較例２の電子写真用
トナーは、上記キャリヤを用いた系では帯電性が強過ぎ
て、初期画像濃度が１．２１２と著しく低下してしまっ
た。そこで、摩擦帯電系列の帯電性が低い、表面をアク
リル系の樹脂でコートしたフェライトキャリア（平均粒
径１００μｍ）を用いて、トナー濃度４．５％の２成分
系現像剤を作製し、以下の試験を行った。

【００３７】初期画像濃度測定上記現像剤を電子写真複写機（三田工業株式会社製の型
番ＤＣ−２０５５）に使用して黒べた原稿の複写を行っ
た。そして、反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６
Ｄ）を用いて、初期画像濃度（Ｉ．Ｄ．）を測定した。現像剤の寿命測定上記現像剤を電子写真複写機（三田工業株式会社製の型
番ＤＣ−２０５５）に使用して、黒べた原稿の２万枚の
連続複写を行った。そして、複写画像の前引きの有無を
観察するとともに、連続複写中における、電子写真複写
機の現像器の周囲での、トナー飛散の有無を観察し、２
万枚の複写を繰り返しても、複写画像の前引きが発生せ
ず、かつ、現像器の周囲でのトナー飛散が少なかったも
のを○として評価し、何れかが発生したものについて
は、複写何枚目に発生したかを記録した。

【００３８】以上の結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】上記表１より、表面染料濃度が１．７×１
０^-3ｇ／ｇを超える比較例２の電子写真用トナーを含む
現像剤においては、キャリヤの汚染による現像剤の帯電
特性の低下が原因と見られる、前引きやトナー飛散が１
千枚の複写工程で発生し、現像剤の寿命が短いことが判
った。一方、表面染料濃度が１．０×１０^-3ｇ／ｇ未満
である比較例１の電子写真用トナーを含む現像剤におい
ては、表面染料濃度不足による現像剤の帯電特性の低下
が原因と見られる、前引きやトナー飛散が４千枚の複写
工程で発生し、比較例２よりは多少長いものの、依然と
して、現像剤の寿命が短いことが判った。

【００４１】これに対し、実施例１〜４の電子写真用ト
ナーを含む現像剤は、何れも、初期の画像濃度に優れ、
現像剤の寿命が２万枚以上と高い上、前引きやトナー飛
散が発生せず、このことから、上記実施例１〜４の電子
写真用トナーは、初期の帯電特性に優れるとともに、長
期間、繰り返して使用しても、現像剤の帯電特性を低下
させるおそれのないものであることが判明した。

【００４２】

【発明の効果】本発明の電子写真用トナーは、以上のよ
うであるため、長期間、繰り返して使用しても、現像剤
の帯電特性を低下させるおそれがない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中薫大阪府大阪市中央区玉造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】定着用樹脂中に、着色剤および電荷制御用
染料を含有し、電荷制御用染料の表面染料濃度が、１．
０×１０^-3〜１．７×１０^-3ｇ／ｇの範囲内であること
を特徴とする電子写真用トナー。