JP2673696B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真方式における静電荷像現像用トナー
に関する。

［従来の技術］ 従来、電子写真法としては米国特許第2,297,691号、
特公昭42−23910号公報および特公昭43−24748号公報等
に、種々の方法が記載されているが、それらは要する
に、光導電性絶縁体層上に一様な静電荷を与え、が絶縁
体層に光像を照射することによって静電潜像を形成し、
次いで該潜像を当該技術でトナーと呼ばれる微粉末によ
って現像可視化し、必要に応じて紙などに粉像を転写し
た後、加熱、加圧、あるいは溶剤蒸気などによって定着
を行なうものである。

これらの電子写真法等に適用される現像方法として
は、大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。前者
は、更に二成分系現像剤を用いる方法と、一成分現像剤
を用いる方法として二分される。二成分現像方法に属す
るものには、トナーを搬送するキャリアの種類により、
鉄粉キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズ・キ
ャリアを用いるカスケード法、フアーを用いるファーブ
ラシ法等がある。

また、一成分系現像方法に属するものには、トナー粒
子を噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、トナー
粒子を直接的に静電潜像面に接触させて現像する接触現
像法（コンタクト現像、またはトナー現像ともいう）、
トナー粒子を静電潜像面に接触させず、トナー粒子を荷
電して静電潜像の有する電界により該潜像面に向けて飛
行させるジャンピング現像法、磁性の導電性トナーを静
電潜像面に接触させて現像するマグネドライ法等があ
る。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天
然あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末
が使用されており、通常、熱可塑性樹脂、染料、顔料等
を熱溶融分散し、これを微粉砕して、必要に応じて適当
な粒系に調整して使用される。しかしながら、これらの
染料、顔料等は熱可塑性樹脂に均一に分散することが極
めて困難であるため、粉砕して得られたトナーは帯電が
不均一で、また、画像出しを長期行なうと画像濃度が低
くなり、着色度が低いという問題点を有していた。

従来、カラートナーの着色度をよくするために、あら
かじめ少量の熱可塑性樹脂と着色剤とをそれぞれ2:1の
割合で溶融混練されて着色剤の表面を熱可塑性樹脂で充
分に被覆せしめた後に、多量の熱可塑性樹脂を溶融混練
させるといういわゆるコンク練り方法が試みられていた
が、この場合は単に着色剤を熱可塑性樹脂になじみやす
くしただけで十分に分散されず、かえって分散工程が増
え、製造性が良くなった。

また、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒
子を分散助剤として混練時に添加する方法もあるが。こ
れらは白みが強く、色の重ね合わせが不良となったり、
負帯電性が強かったりして着色剤を均一にかつ色再現性
良く分散させ、帯電性の安定なトナーを得る分散方法は
なかった。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、熱可塑性樹脂材料と着色剤を主成分
とする静電荷像現像用トナーにおいて、トナー中に粒径
が0.5μｍ以下の高軟化点の有機高分子微粒子を分散し
て含有することを特徴とする静電荷像現像用トナーが提
供されるものである。

すなわち、着色剤を熱可塑性樹脂に添加し、熱溶融粉
砕する際に高軟化点の有機高分子よりなり粒径が0.5μ
ｍ以下の微粒子を分散して含有せしめることにより、微
粒子が着色剤を擦り込んで細かく粉砕する作用を持つこ
とになり、分散を均一に行なうことができ、その結果、
本発明のトナーを用いて形成された複写画像の着色度が
向上し、色再現性も向上し、前記目的を達成したもので
ある。

ここで微粒子の粒径は、0.5μｍ以下である。0.5μｍ
を超えると混練する際に顔料を細かく分散できない。

また、微粒子の軟化点は145℃以上が好ましい。145℃
未満であると、混練時に粒子が柔らかくなり、顔料を十
分に粉砕することが困難になる傾向がある。

本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、例え
ばビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレ
ン、アミノスチレン等のスチレン及びその誘導体、置換
体の単独重合体や共重合体；メチルメタクリレート、エ
チルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のメタク
リル酸エステル類及びメタクリル酸、メチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エ
チルヘキシルアクリレート等のアクリル酸エステル類及
びアクリル酸、ブタジエン、イソプレン等のジエン類、
アクリロニトリル、ビニルエーテル類、マイレン酸及び
マイレン酸エステル類、無水マレイン酸、塩化ビニル、
酢酸ビニル等のビニル系単量体の単独あるいは他の単量
体との共重合体、エチレン、プロピレン等のオレフィン
系単量体の単独もしくは共重合体：ポリエステル、ポリ
アミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリカーボネー
ト、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹
脂、石油樹脂、ロジン及び誘導体；合成及び天然のワッ
クス状物質；等を単独あるいは混合した形で用いること
ができる。

良好なカラー再現を得るためには、結着樹脂として数
平均分子料（Mn）が約10000以下の結着樹脂成分を含有
することが望ましい。重量平均分子量（Mw）は、画像形
成システムとして採用される定着方式や現像剤を繰り返
し使用する際の安定性等の観点から決められる。

共重合体を結着樹脂として用いる場合、その共重合体
はランダム共重合体の他、用途に合わせて、交互共重合
体、グラフト共重合体、ブロック共重合体、相互貫入型
共重合体等の共重合体様式を適宜選択して用いる。ま
た、二種以上の結着樹脂成分を混合して用いる場合は、
溶融混合、溶液混合、エマルジョン混合等の機械的混合
の他、結着樹脂成分の製造時に共存重合、多段重合法で
混合してもよい。

本発明のトナー組成物に用いられる着色剤は、例えば
カーボンブラック、オイルブラック、ニグロシン等の黒
色系染顔料、C.I.Pigment Yellow 1、同３、同74、同9
7、同98等のアセト酢酸アリールアミド系モノアゾ黄顔
料（ファストイエロー系）、C.I.Pigment Yellow 12、
同13、同14等のアセト酢酸アリールアミド系ジスアゾ黄
顔料、C.I.Solvent Yellow 19、同77、同79、C.I.Dispe
rse Yellow 164等の黄顔料、C.I.Pigment Red 48、同、
49:1、同53:1、同57:1、同81、同122、同５等の赤もし
くは紅顔料、C.I.Pigment Blue 15:3等銅フタロシアニ
ン及びその誘導体、変性体等の青系染顔料、C.I.Pigmen
t Green 7、同36（フタロシアニン・グリーン）等の緑
色顔料等の有機染顔料である。

一方、本発明のトナー組成物に用いられる微小粒子用
の高軟化点の有機高分子としては、従来知られている各
種重合法によって得られ、具体例として次の付加重合性
のモノマーを挙げることができる すなわち、スチレン及びその誘導体、例えばメチルス
チレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチ
ルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、
プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレ
ン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン、の如きアル
キルスチレン、フロロスチレン、クロロスチレン、ブロ
モスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレンの如き
ハロゲン化スチレン、更にニトロスチレン、アセチルス
チレン、メトキシスチレン等が挙げられる。

また、付加重合性不飽和カルボン酸類、すなわちアク
リル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロト
ン酸、α−メチルクロトン酸、α−エチルクロトン酸、
イソクロトン酸、チグリン酸、ウンゲリカ酸の如き付加
重合性不飽和脂肪族モノカルボン酸、またはマレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン
酸、グルタコン酸、ジヒドルムコン酸の如き付加重合性
不飽和脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。また、これら
カルボン酸の金属塩化したものも用いることができ、こ
の金属塩化は重合終了後に行なうことができる。

また、前記付加重合性不飽和カルボン酸とアルキルア
ルコール、ハロゲン化アルキルアルコール、アルコキシ
アルキルアルコール、アラルキルアルコール、アルケニ
ルアルコールの如きアルコールとのエステル化合物等が
挙げられる。そして、上記アルコールの具体例としてメ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルア
ルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、
ノニルアルコール、ドデシルアルコール、テトラデシル
アルコール、ヘキサデシルアルコールの如きアルキルア
ルコール；これらアルキルアルコールを一部ハロゲン化
したハロゲン化アルキルアルコール；メトキシエチルア
ルコール、エトキシエチルアルコール、メトキシプロピ
ルアルコール、エトキシプロピルアルコールの如きアル
コキシアルキルアルコール；ベンジルアルコール、フェ
ニルエチルアルコール、フェニルプロピルアルコールの
如きアラルキルアルコール；アリルアルコール、クロト
ニルアルコールの如きアルケニルアルコールが挙げられ
る。

また、前記付加重合性不飽和カルボン酸より誘導され
るアミド及びニトリル；エチレン、プロピレン、ブテ
ン、イソブチレンの如き脂肪族モノオレフィン；塩化ビ
ニル、臭化ビニル、ヨウ化ビニル、1,2−ジクロルエチ
レン、1,2−ジブロムエチレン、1,2−ジヨードエチレ
ン、塩化イソプロペニル、臭化イソプロペニル、塩化ア
リル、臭化アリル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、弗化
ビニリデンの如きハロゲン化脂肪族オレフィン;1,3−ブ
タジエン、1,3−ペンタジエン、２−メチル−1,3−ブタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2,4−ヘキ
サジエン、３−メチル−2,4−ヘキサジエンの如き共役
ジエン系脂肪族ジオレフィンが挙げられる。

更に酢酸ビニル類、ビニルエーテル類、；ビニルカル
バゾール、ビニルピリジン、ビニルピロリドン等の含窒
素ビニル化合物が挙げられる。

本発明にかかる微粉末にはこれらのモノマーの一種ま
たはに種以上を重合したものを用いることができる。

また、ジビニルベンゼンのような架橋性化合物を使用
して有機高分子を架橋樹脂の形態で使用することができ
る。また、架橋樹脂の架橋結合は、共有結合以外にイオ
ン結合やその他の二次結合であってもよい。架橋樹脂は
混練時に粒子の形態を失い難いために着色剤の擦り込み
の効果はより大きくなる。

なお、高軟化点の有機高分子の粒径は５〜15μｍであ
るのが好ましい。

本発明に係る高軟化点の有機高分子の微小粒子は結着
樹脂としての熱可塑性樹脂100重量部に対して１重量部
〜30重量部内添することができるが、望ましくは５重量
部〜20重量部の範囲にあるものが好結果を与える。

以上のように本発明のトナーは結着樹脂中に着色剤、
粒系が0.5μｍ以下で高軟化点の有機高分子微粒子を内
添させて一成分系乾式現像剤として、あるいは、磁性体
と混合して二成分系乾式現像剤として使用される。

［実施例］ 次に本発明を実施例によって説明する。

なお、部はすべて重量部である。また、実施例中の着
色度は定着されたトナーの単位平方センチメートルあた
りの付着量が1.0mg/cm²である時のID値であらわされ
る。また、軟化点とは高化式フローテスター（島津製作
所製）を用いてプランジャーによる10kg/cm²の荷重下及
び昇温速度３℃／分の加熱下にシリンダー内のサンプル
1cm³を直径0.5mm、長さ1mmのノズルより押出した時、プ
ランジャーが次第に降下し、サンプルが圧縮されてシリ
ンダー内の空隙が消失し、外観上、１個の均一な透明体
または相となる温度である。

（微小粒子製造例１） スチレン 100 部 ジビニルベンゼン ２ 部 ラウリル酸ナトリウム ３ 部 蒸溜水 300 部 過硫酸カリウム 0.3部 これらの組成物を脱気、窒素置換し、70℃15時間保持
して、平均粒径0.15μｍの微小ポリマー粒子の分散液を
製造した。

この分散液20部に対して スチレン 70部 ジビニルベンゼン 30部 ポリビニルアルコール １部 過酸化ベンゾイル １部 蒸溜水 300部 を加えて撹拌しながら、窒素気流下75℃５時間重合さ
せ、平均粒径0.4μｍの架橋ポリスチレン微粒子の水分
散液を製造した。

次いで粒子を十分洗浄した後、スプレードライヤーを
使用し、入口温度150℃、出口温度90℃でポリマー粒子
の乾燥を行なった。得られた微粒子Ａの軟化点は150℃
で流出開始温度は210℃であった。

実施例１ 樹脂：スチレン−アクリル酸共重合体 100 部 顔料（赤色）:C.I.Pigment Red 239 3.5部 ［ピグメント．レッド4BS（山陽色素）］ 極性制御剤:3,5−ジ・ターシャリ−ブチルサリチル酸亜
鉛塩 2.0部 微粒子Ａ 7.0部 上記のものを熱ロールミルで溶融混練し、冷却後ハン
マーミルを用いて粗粉砕し、エアージェット方式による
微粉砕機で微粉砕し、ジグザグ分級機を用いて５〜15μ
ｍの粒径にてトナーとした。本トナー3.5部をシリコー
ン樹脂をコートした100μｍのフェライト粉100部を混合
し現像剤とした。帯電量は−20μc/gであった。本現像
剤を用い乾式電子複写機リコピーFT−5050を用いて現像
を行なったところ、地かぶりのない鮮明なトナー画像が
得られ、着色度は1.6、画像濃度は1.48であった。

この現像剤を２万枚連続コピーしたところ帯電量は−
18.8μc/gでほとんど初期と変わらず、画像濃度も1.45
と安定であった。

比較例１ 実施例１で微粒子Ａを内添させない以外はすべて同じ
配合量としてトナーを作成し、同一の評価を行なったと
ころ帯電量は−18.5μc/gであったが、地かぶりのある
赤色のコピー画像が得られ、着色度が1.2、画像濃度が
1.16と低かった。また、の現像剤を２万枚連続コピーし
たところ、帯電量が−33.4μc/gとなって、画像濃度が
1.01と低下し、鮮明な画像が得られなかった。

実施例２ 実施例１で赤色顔料のかわりに、リオノールブル−KL
（C.I.Pigment Blue 153）を使用した以外はすべて同じ
配合量としてトナーを作成し、同一の評価を行なったと
ころ、帯電量は−19.1μc/gであった。更に、地かぶり
のない鮮明なトナー画像が得られ、着色度は1.7で、画
像濃度は1.43であった。この現像剤を２万枚連続コピー
したところ、帯電量は−18.2μc/gとほとんど初期と変
わらず、画像濃度も1.49と安定であった。

比較例２ 実施例２で微粒子Ａを内添させない以外は同じ配合量
としてトナーを作成し、同一の評価を行なったところ、
帯電量は−18.8μc/gであったが、青色のコピー画像は
地かぶりが発生し、着色度が1.1、画像濃度は1.25と低
かった。この現像剤を２万枚連続コピーしたところ帯電
量が−32.8μc/gとなって、画像濃度が0.93と低下し、
鮮明な画像が得られなかった。

比較例３ 実施例１で微粒子Ａのかわりに粒径0.4μｍの軟化点
が121℃の微粒子Ｂを使用した以外はすべて同じ配合量
として、トナーを作成し、同一の評価を行なったとこ
ろ、帯電量は−19.4μc/gであったが、地かぶりのある
赤色コピー画像が得られ、着色度が1.2、画像濃度が1.3
1と低かった。この現像剤を２万枚連続コピーしたとこ
ろ、帯電量が−28.1μc/gとなって、画像濃度が1.08と
低下し、鮮明な画像が得られなかった。

比較例４ 実施例１で微粒子Ａのかわりに粒径0.4μｍのシリカ
粒子を使用した以外はすべて同じ配合量としてトナーを
作成し、同一の評価を行なったところ、帯電量は−25.6
μc/gであり、画像は赤みが薄く、鮮明な画像が得られ
なかった。着色度は1.1、画像濃度は1.18であった。こ
の現像剤を２万枚連続コピーしたところ、帯電量は−3
3.1μc/gとなり画像濃度が0.95と低下し、鮮明な画像が
得られなかった。

実施例３ 実施例１で赤色顔料のかわりにクロモフタールグリー
ンGF（C.I.Pigment Green 7）を使用した以外はすべて
同じ配合量としてトナーを作成し、同一の評価を行なっ
たところ、帯電量は−20.3μc/gであり、しかも地かぶ
りのない鮮明なトナー画像が得られ着色度は1.6、画像
濃度は1.51であった。この現像剤を２万枚連続コピーし
たところ、帯電量は−19.8μc/gで画像濃度は1.53と安
定しており、鮮明なコピー画像が得られた。

実施例４ 実施例１で赤色顔料のかわりにカーボンブラックを使
用した以外はすべて同じ配合量としてトナーを作成し、
同一の評価を行なったところ、帯電量は−19.5μc/gで
あり、しかも地かぶりのない鮮明なトナー画像が得ら
れ、着色度は1.45であった。この現像剤を２万枚連続コ
ピーしたところ初期画像と変わらない鮮明な画像が得ら
れ、帯電量は−18.1μc/gでほとんど初期と変わらず、
画像濃度も1.50と安定していた。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、粒径
が0.5μｍ以下の高軟化点の有機高分子微粒子を分散し
て含有させることによって着色剤が均一に分散されたト
ナーを得ることができる。また、着色度がよく色再現性
の優れた均一な画像を得ることができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−50059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−282756（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−142559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38474（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−501040（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂材料と着色剤を主成分とする
   静電荷像現像用トナーにおいて、トナー中に粒径が0.5
   μｍ以下の高軟化点の有機高分子微粒子を分散して含有
   することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2. 【請求項２】有機高分子微粒子の軟化点が145℃以上で
   ある特許請求の範囲第１項記載の静電荷像現像用トナ
   ー。
3. 【請求項３】有機高分子微粒子が架橋ポリスチレン微粒
   子である特許請求の範囲第１項または第２項に記載の静
   電荷像現像用トナー。