(57)【要約】      （修正有）【課題】低湿時の過剰帯電量及び外添剤離脱による帯電不良や、かぶりや、トナー飛散を起こすことの無いトナーリサイクルシステム用トナー及びトナー製造方法を提供する。【解決手段】抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の範囲内低抵抗外添剤と抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の高抵抗外添剤を外添剤に使用し、更に外添したトナーをサイクロン分級して強制的に外添剤を脱離させ、現像器内で機械的ストレスを受けたトナーと同様の状態のトナーを製造し、抵抗値が４．０〜２０＊１０１０［Ω・ｃｍ］の範囲内のトナーリサイクルシステム用トナーを用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バインダー樹脂および着色剤を含有する現像剤用トナー母粒子と、
前記トナー母粒子に添加され、抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の範囲にある高抵抗外部添加剤と、
前記トナー母粒子に外部添加され、抵抗値が１０５〜９．９＊１０１０［Ω・ｃｍ］の範囲にある低抵抗外部添加剤と、
を有し、抵抗値が４．０〜２０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲にあることを特徴とする現像剤用トナー。
【請求項２】
前記トナーをサイクロン分級した後の抵抗値が４．２〜３０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲にある事を特徴とする請求項１に記載の現像剤用トナー。
【請求項３】
前記トナーをサイクロン分級した、サイクロン分級後トナーの抵抗値と、前記トナーの抵抗値との比が１．０５〜１．５０の範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像剤用トナー。
【請求項４】
前記高抵抗外部添加剤は、添加量が０．３〜１．３［ｗｔ％］の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の現像剤用トナー。
【請求項５】
前記低抵抗外部添加剤は、添加量が０．２〜０．５［ｗｔ％］の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の現像剤用トナー。
【請求項６】
前記高抵抗外添剤はシリカであり、前記低抵抗外添剤は酸化チタンであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の現像剤用トナー。
【請求項７】
バインダー樹脂および着色剤を含有するトナー母粒子と、外添剤とからなるトナーの製造方法であって、
抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の範囲にある高抵抗外部添加剤を外添し、
抵抗値が１０５〜９．９＊１０１０［Ω・ｃｍ］の範囲にある低抵抗外部添加剤を外添し、
前記トナーの抵抗値を４．０〜２０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲に調整する事を特徴とする現像剤用トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤用トナー、及び現像剤用トナーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーリサイクルシステムをもつ複写機において、トナーの帯電量は湿度によって変化し、特に低温低湿時には帯電量が過剰に増加されるという現象が起こる。この現象を抑制する為に、トナー母粒子に対し比較的抵抗の低い低抵抗外添剤の添加を行うことや、抵抗の低いトナー母粒子に対して高抵抗の外添剤の添加を行い、トナーの抵抗値を調整することが知られている。
【０００３】
しかしながら、前者の場合には低抵抗外添剤が脱離し、転写残りとなってリサイクルトナーに混入されるプロセスが繰り返される事により、リサイクルトナーにおける低抵抗外添剤の濃度は使用前のトナーと比べて高くなり、やがて帯電不良や、かぶり、トナー飛散の原因となる。
また、後者の場合には転写残りトナーには高抵抗外添剤が離脱しているため、低抵抗のトナー母粒子のみが再び現像装置に補給されるプロセスが繰り返され、やがて帯電不良を起こし画像不良やトナー飛散の原因となる。
【０００４】
更に、トナー母粒子に少なくとも比抵抗（Ω・ｃｍ）の異なる２つの外添剤を外添させる技術によって、トナーの流動性を確保しつつ帯電性がより効果的に改良される技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
上記文献に記載された技術では、比抵抗の小さい方の外添剤の母粒子から遊離している遊離外添剤の外添剤遊離率が、比抵抗の大きい方の外添剤の母粒子から遊離している遊離外添剤の外添剤遊離率より大きく設定されている。また、比抵抗の小さい方の外添剤の外添剤遊離率が１０％以下に設定されている。これらにより、トナーの流動性が確保されつつ帯電性がより効果的に改良される。
【特許文献１】特開２００３−２８０２５４号公報
【０００５】
しかしながら、上記文献に記載された技術においては、長期に渡り安定したトナーの流動性や帯電性が確保されるものでは無く、トナーが使用されるにつれ外添剤が母粒子から剥離した場合に、トナーの流動性や帯電性が悪くなり、画質が劣化するという問題を含んでいた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の不具合を解決すべく為されたものであり、環境の変化や長期使用後においても画質が劣化せず、飛散も少ないトナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために為されたものであり、バインダー樹脂および着色剤を含有するトナー母粒子と、前期トナー母粒子に添加され、抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の範囲にある高抵抗外部添加剤と、前記トナー母粒子に外部添加され、抵抗値が１０５〜９．９＊１０１０［Ω・ｃｍ］の範囲にある低抵抗外部添加剤とを有し、抵抗値が４．０〜２０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲にある事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環境の変化や長期使用後においても画質が劣化せず、飛散も少ないトナーを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施例に係る現像剤用トナーを画像形成装置に適用した例について説明する。
【００１０】
図１は、画像形成装置の概略図である。図１を用いて画像形成装置の基本的構成について説明する。この画像形成装置は感光体ドラム１０、帯電器２０、露光装置３０、現像器４０、転写装置５０、定着装置６０、クリーニング装置７０、および除電装置８０などから構成されている。
【００１１】
このような構成の画像形成装置において、感光体ドラム１０は図示しない駆動部によって回転駆動され、その表面は帯電器２０によって一様に帯電される。そして読み込まれた画像情報に基づいた露光が露光装置３０によって行われ、この感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器４０から供給されるトナーによって顕像となる。
【００１２】
一方、この感光体ドラム１０上へのトナー像の形成が行われている間に、給紙部から転写紙が感光体ドラム１０に向けて給送される。この転写紙は、感光体ドラム１０上のトナー像に重ね合わされるタイミングで感光体ドラム１０と対向配置されている転写装置５０に送り出され、転写部Ｔ１にて、感光体ドラム１０上のトナー像が転写紙に転写される。
その後、転写紙は、感光体ドラム１０から機械的に分離された後、定着装置６０に搬送され、トナー像が定着される。
【００１３】
上記転写部Ｔ１を通過した後の感光体ドラム１０表面に残留した残留トナーは、上記クリーニング装置７０によって感光体ドラム１０上から除去される。そしてトナーリサイクル装置１Ａによって現像器４０に搬送され、トナーは再び使用される。ここで、トナーリサイクル装置について説明する。
【００１４】
図２は、画像形成装置のトナーリサイクル装置である。リサイクルトナーは、クリーニング装置７０によって除去された後、リサイクルトナー搬送モータ１０３によって駆動されるパイプ１０２内オーガ１０１によってリサイクルホッパ１０４内に搬送される。リサイクルホッパ１０４内では、ホッパモータ１０５に駆動されるオーガ１０６によって現像器４０に移動され、リサイクルトナーは再び使用される。転写残トナーが除去された後の感光体ドラム１０表面の残留電荷は、除電装置８０により除去される。
【００１５】
続いて、本発明の実施例に係る現像剤用トナーについて発明の原理の説明を行なう。
本発明の実施例に係るトナーにおいて、トナー母粒子に対して決められた添加量の低抵抗外添剤と高抵抗外添剤を外添する。更にこれらが外添されたトナーをサイクロン分級し、強制的に外添剤を脱離させ、現像器内で機械的ストレスを受けたトナーと同様な状態のトナーを製造する。外添剤を外添後のトナーの抵抗値とサイクロン分級後のトナーの抵抗値、及び双方の関係を後述のように規定すると、その規定の範囲内であれば、環境の変化や長期使用後においても画質が劣化せず、トナー飛散も少ない現像剤を提供することが可能となる。
【００１６】
次にトナー母粒子の製造方法について述べる。
現像剤のトナー母粒子は、例えば粉砕法、重合法等、種々の製造方法を使用して製造することができる。例えば粉砕法を用いてトナー母粒子を製造する場合、着色材、バインダー樹脂、ワックス、及び必要に応じて電荷調整剤を溶融混練し、得られた混練物を乾燥、粗粉砕、微粉砕、及び分級することによりトナー母粒子が得られる。
【００１７】
トナー母粒子に使用されるバインダー樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン／アクリレート共重合体樹脂、ポリエステル−スチレンアクリレート共重合体樹脂、及びエポキシ樹脂等があげられる。
トナー母粒子に使用されるワックスとしては、例えばライスワックス、カルナバワックス等の天然ワックス、パラフィンワックス等の石油ワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、低分子量ポリエチレン、及び低分子量ポリプロピレン等の合成ワックスが使用できる。
【００１８】
トナー母粒子に使用される着色剤としては、カーボンブラック、有機もしくは無機の顔料及び染料などが用いられる。
【００１９】
電荷調整剤としては、アゾ系含金染料やサリチル酸系錯体、あるいはニグロシン系染料や４級アンモニウム塩などを添加することが可能である。
【００２０】
このようにして得られたトナー母粒子の表面に、酸化チタンなどの低抵抗外添剤やシリカなどの高抵抗外添剤をヘンシェルミキサーで外添し、トナーを製造した。ここで従来の問題である外添剤の離脱による帯電不良を抑制するため、製品抵抗とサイクロン分級後の抵抗の比率をコントロールする必要があるが、そのコントロールはトナーと外添剤の付着強度を調整することで可能である。今回の外添剤においては以下の方法で調整を行った。
【００２１】
１．トナーと外添剤の付着強度の調整は、基本的にヘンシェルミキサーの回転数、攪拌時間によって行なわれる。
２．さらに高い付着強度が必要な場合はヘンシェルミキサージャケットに必要な温度のオイルを循環させ、外添時の温度を高くすることにより、高い付着強度を得た。
なお、トナー製造方法、製造装置等は、特に本実施例の記載に限定されるものではない。
【００２２】
このようにして得られたトナーを、図１に示される画像形成装置に適用して画像を取得し、その画像に基づいてトナーの評価を行った。
【００２３】
以下に、具体的なトナーの特性や評価の内容について、実施例および比較例を記す。
〔実施例１〕
上記のようにして得られたトナー母粒子表面に、高抵抗外添剤として５．３×１０１２［Ω・ｃｍ］の抵抗を有する日本アエロジル社のＲ９７４を０．３［ｗｔ％］、低抵抗外添剤として１．３×１０１０［Ω・ｃｍ］の抵抗を有する日本アエロジル会社のＮＫＴ９０を０．２［ｗｔ％］、ヘンシェルミキサーを用いて外添した。
【００２４】
この際の外添条件として、ヘンシェルミキサーの回転数は１８００ｒｐｍ、ヘンシェルミキサーの回転時間は５分、ヘンシェルジャケットに流れるオイルの温度は３５℃であった。
【００２５】
ここで得られた外添剤添加後のトナーの抵抗を測定し、４×１０１０［Ω・ｃｍ］の抵抗値を得た。次にこのトナーにサイクロン分級を行い、サイクロン分級後の抵抗を測定し、４．２×１０１０［Ω・ｃｍ］の抵抗値を得た。トナーの抵抗値とサイクロン分級後トナーの抵抗値の比率を求めると１．０５倍となった。〔表１〕に、トナー処方及び抵抗物性値を示す。
【００２６】
【表１】
2008250248.tif 000003
【００２７】
ここで、トナー抵抗測定は安藤電気株式会社のＬＣＲメーターを使用した。また、外添剤の抵抗については、絶縁体に覆われたセルの中に外添剤を充填し、充填した外添剤に接するように電極を配し、該電極間に定電低圧装置を用いて、電圧を印加させ、この際セルにかかる電圧と流れた電流を測定し、抵抗を測定した。
【００２８】
次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に対し、上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。
この現像剤を先ほどの画像形成装置を用いて、２０万枚（以下２００ｋ枚と記す）通紙したところ、環境依存性、ライフエンド白字かぶり、現像器搬送不良、トナー飛散、ＩＤなどの評価項目に問題はなかった。
下記の〔表２〕に、トナーの評価結果を示す。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
以下、各評価項目の結果について、試験方法等を記述する。
●環境依存性評価：
低温低湿、高温多湿条件下での帯電量差が１５［μＣ／ｇ］以内のものを「○」、１５［μＣ／ｇ］を超えるものを「×」とした。
【００３１】
●ライフエンド白字カブリ評価：
先程の画像形成装置を用いて２００ｋ枚通紙後、ミノルタ社の分光測色計を用いて通紙前後の紙の反射率を測定した。通紙前後の反射率の差が２．５％以下を「○」、２．５％を超えるものを「×」とした。
【００３２】
●現像器搬送不良：
前述の画像形成装置を用いて２００ｋ枚通紙後の現像剤を用いて、高温多湿条件下でベタ紙を印刷し、画像濃度を Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ社のＲＤ９１８を使用し、９点測定する。９点の画像濃度のＭｉｎ−Ｍａｘ値が０．１未満のものを「○」、０．１以上のものを「×」とした。
【００３３】
●トナー飛散：
前述の画像形成装置を用いて２００ｋ枚通紙中に紙上にトナーが落ちていないものを「○」、落ちたものを「×」とした。
【００３４】
●ＩＤ：
Ｇｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ社のＲＤ９１８を用いて画像濃度を測定し、画像濃度が１．３以上のものを「○」、１．３未満のものを「×」とした。
【００３５】
〔実施例２〜４〕
続いて、実施例１と同様の方法で〔表１〕に示したトナーを製造した。この際、高抵抗外添剤の添加量や抵抗値、また低抵抗外添剤の添加量や抵抗値を変化させて、これらの及ぼす影響を調べた。また、トナー抵抗値と、サイクロン分級後トナー抵抗値も測定している。
【００３６】
実施例２〜４で製造されたトナーは、いずれも〔表２〕に示されるとおり、環境依存性、ライフエンドかぶり、現像器搬送不良、トナー飛散、ＩＤの点で良好であり、本発明の目的を満足するものとなっている。そして、これらのトナーは、下記のような特徴を有していることが分かった。
【００３７】
・トナー抵抗値が４．０〜２０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲内にある。
・高抵抗外部添加剤の抵抗値が１０１２〜９．９＊１０１８［Ω・ｃｍ］の範囲内にある。
・低抵抗外部添加剤の抵抗値が１０５〜９．９＊１０１０［Ω・ｃｍ］の範囲内にある。
・サイクロン分級後のトナーの抵抗値が４．２〜３０［×１０１０Ω・ｃｍ］の範囲内にある。
・サイクロン分級後のトナー抵抗値と、トナーの抵抗値との比が１．０５〜１．５０の範囲内にある。
・高抵抗外部添加剤の添加量が０．３〜１．３［ｗｔ％］の範囲内にある。
・低抵抗外部添加剤の添加量が０．２〜０．５［ｗｔ％］の範囲内にある。
【００３８】
〔比較例１〕
実施例１と同様に製造されたトナー母粒子に、抵抗が５．３×１０１２［Ω・ｃｍ］の高抵抗外添剤０．３［ｗｔ％］、抵抗が６．４×１０１２［Ω・ｃｍ］の低抵抗外添剤０．１［ｗｔ％］をヘンシェルミキサーで外添した。これにより得られたトナーの抵抗を測定し、４．１×１０１０［Ω・ｃｍ］の値を得た。次にこのトナーにサイクロン分級を行った。この際の外添条件として、ヘンシェルミキサーの回転数は１８００ｒｐｍ、ヘンシェルミキサーの回転時間は６分であった。サイクロン分級後の抵抗を測定したところ、４．２×１０１０［Ω・ｃｍ］の値を得た。このときトナーの抵抗値に対するサイクロン分級後のトナーの抵抗値の比率を求めると１．０２であった。
【００３９】
次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。〔表２〕に示す通り、この現像剤を画像形成装置に用いて、２００ｋ枚通紙したところ、ライフエンドかぶり、トナー飛散、ＩＤ関しては問題が無かったが、現像器搬送不良、環境依存性が悪化を起こした。
本比較例においては、低抵抗外添剤の添加量が少ないため、トナーの流動性が悪く、現像器搬送不良を起こしている。また、環境依存性に関しては低抵抗外添剤の添加量が少なく、高抵抗外添剤が多く添加されていることから、低温低湿で帯電量が高くなってしまい、環境依存性が悪化したと考えられる。
【００４０】
〔比較例２〕
比較例１と同様の方法で、〔表１〕の比較例２に示される物性を持つトナーを製造した。次に、樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を、比較例１と同様画像形成装置を用いて、２００ｋ枚通紙したところＩＤ不足、ライフエンドかぶり、トナー飛散が悪化した。
本比較例においては、サイクロン分級後トナーの抵抗が高いため帯電不良を起こし、上記の不具合が起きたと考えられる。
【００４１】
〔比較例３〕
比較例１と同様な方法で、〔表１〕の比較例３に示される物性を持つトナーを製造した。次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を、比較例１と同様画像形成装置を用いて、２００ｋ枚通紙したところＩＤが低下した。
本比較例においては、トナー及びサイクロン分級後トナー抵抗値が規定値よりも高いため、帯電量が高くなり、帯電不良を起こし、ＩＤが低下したと考えられる。
【００４２】
〔比較例４〕
比較例１と同様な方法で、〔表１〕の比較例４に示される物性を持つトナーを製造した。次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を、比較例１と同様画像形成装置を用いて、２００ｋ枚通紙したところライフエンドかぶり、トナー飛散が悪化した。
本比較例においては、トナー及びサイクロン分級後トナーの抵抗が低いことから、その結果、帯電量が低くなり帯電不良を起こし、上記のような不具合を起こしたと考えられる。
【００４３】
〔比較例５〕
比較例１と同様な方法で、〔表１〕の比較例５に示される物性を持つトナーを製造した。次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を、比較例１と同様画像形成装置を用いて、２００ｋ枚通紙したところライフエンドかぶりが悪化し、ＩＤが不足した。
本比較例においては、トナーの抵抗が高く、サイクロン前後の比率も高いことから帯電量が高くなり、ＩＤが不足したと考えられる。また、帯電量が高いため、帯電不良を起こしライフエンドかぶりが悪化した。
【００４４】
〔比較例６〕
比較例１と同様な方法で、〔表１〕の比較例４に示される物性を持つトナーを製造した。次に樹脂で被覆されたフェライト粒子９５［ｗｔ％］部に上記トナー５［ｗｔ％］をターブラミキサーで混合し、２成分現像剤を製造した。この２成分現像剤を、比較例１と同様画像形成装置を用いて、２００ｋ枚通紙したところ現像器搬送不良、ライフエンドかぶり、トナー飛散が悪化した。
本比較例においては、高抵抗外添剤の添加量が条件を満たしていない。この為、トナー流動性が悪く現像器搬送不良を起こしたと考えられる。更に、トナーの抵抗が低く、帯電量が低いため、帯電不良を起こし、ライフエンドかぶり、トナー飛散が悪化したと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】画像形成装置の概略図である。
【図２】画像形成装置のトナーリサイクル装置である。
【符号の説明】
【００４６】
１０：    感光体ドラム  
２０：    帯電器  
３０：    露光装置  
４０：    現像器  
５０：    転写装置  
６０：    定着装置  
７０：    クリーニング装置  
８０：    除電装置  
１０１：    オーガ  
１０２：    パイプ  
１０３：    リサイクルトナー搬送モータ  
１０４：    リサイクルホッパ  
１０５：    ホッパモータ  
１０６：    オーガ  
【図１】
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【図２】
2008250248.tif 000006