JP2693438B2

JP2693438B2 - トナー

Info

Publication number: JP2693438B2
Application number: JP62140993A
Authority: JP
Inventors: 三明神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-06-05
Filing date: 1987-06-05
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPS63305367A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、たとえば電子写真装置，静電記録装置等に
使用される静電潜像現像用のトナーに係わり、特に高精
細な現像に適したトナーに関する。（従来の技術）静電潜像の現像手段としては既にカスケード法，磁気
ブラシ法，一成分タッチダウン法など多くのものが知ら
れ実用に供されている。これらの現像法は、技術の進歩とともに高画質化が図
られてきたが、近年になって、その要求は、印刷分野に
おえる版下作製用を始め写植や電子出版などの分野でさ
らに高精細なものが要求されるに至っている。より高精細な画像を得るには、良く知られているよう
に、現像剤としてより小粒子径の微細トナーを用いるこ
とが第１条件であるが、これには、従来のトナー製法で
は、大きく２つの技術的問題が生ずることが検討により
判明した。その第１は、従来の製法によりトナー材料（樹脂，着
色剤，帯電性制御等）を混練して冷却した後、粉砕し
て、さらに、分級する場合、上記要求に沿って、より小
粒子径を得るためには、粉砕と分級に要する時間が多く
かかり過ぎる上に所望の粒子径に調整するのも難しく、
歩留り（効率）も極端に悪化して高価となり、実質的に
８〜５μｍ以下の平均粒子径のものを低価格で生産する
ことが困難なことである。また、トナーに用いる樹脂として分散が容易な柔らか
な樹脂を用いることが改善にはなるが、この場合、往々
にしてトナー使用中に破砕やキャリアへの固着を引き起
こし易く、耐刷性も低下するという副作用が生じること
もわかり、コストと性能の妥協が望めないものであっ
た。これに加え、さらに、第２の粒子径の異なるカーボン
濃度が５重量％一定のトナーを、電子写真感光体の表面
電位その他の条件を同一にして現像した場合、トナーの
粒子径を小さくしていくとともに、第２図の曲線Ａに示
すように、画像濃度が低下してしまうという問題がある
ことが試作テストで判明した。これは、トナーの粒子径が小さくなるに従って、画像
層厚も薄くなり、光の隠蔽率が低下するためで、約８μ
ｍ以下では、通常必要とされる濃度1.25を割ってしま
う。これを防止するには、トナーが厚く画像に付着する
ように現像条件を調整することが考えられるが、これ
は、トナー粒子径を小さくして、高解像力，高精細化し
ようとする目的と完全に相反する副作用をもたらすた
め、根本的な解決にはならない。この対策として、トナーの隠蔽力を高めるために、着
色剤（この例の場合カーボン）量を、従来の一般的濃度
（２〜６重量％）より高くすることを試みた結果が第２
図である。図中、曲線ＢおよびＣはカーボン濃度を８％
および12％にした場合を示し、これにより７μｍ〜３μ
ｍの小粒子径トナーでも十分な反射濃度が得られること
が判明した。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、これら曲線ＢおよびＣで示す特性を有
するトナーは、環境条件を湿度75％程度の高湿度にし
て、一日以上放置すると、カブリや、転写不良を発生す
る不良トナーであることが詳細テストで見出されたこの原因としては、着色剤（この例の場合はカーボン
であるが多くの着色剤は低抵抗であり同じ傾向を示す）
として、カーボン（ケッチェンブラックEC:花王株式会
社製使用）を用いて、そのトナー全量に対する分量（以
下重量％）を変化させた場合、常湿（相対湿度60％）に
おいても、第３図に示す如く電気抵抗が大きく変化し
て、添加量約８％以上では、静電用トナーに要求される
抵抗10¹⁴Ωcm以下になってしまう危険が大であることが
測定によりわかった。なお、この電気抵抗の測定は、粉体トナーを1000kg/c
m²で加圧成形して、1mmの厚さの板状にして、これに金
蒸着により両面に電極を設けて電圧，電流，測定法によ
り測定したものである。以上のように、従来の混練粉砕式のトナー製法では、
高信頼な高精細トナーを作ることは、極めて困難であっ
た。本発明は以上の検討経過に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、約８μｍ以下の粒子径のトナ
ーの隠蔽力を高めても、電気的抵抗の低下することの無
い、トナーを提供しようとするものである。［発明の構成］（問題点を解決する手段）本発明は、上記問題点を解決するために、請求項１によれば、熱可塑性樹脂と着色剤とを含有す
るトナーにおいて、スチレン系樹脂及びアクリル系樹脂
から選択された樹脂にて構成された第１の熱可塑性樹脂
を有する核粒子と、第２の熱可塑性樹脂を有し、前記核
粒子を被覆する被覆層とを具備し、50％重量平均粒子径
が８μｍ以下であるとともに、表面の電気抵抗が10¹⁴Ω
cm以上となるように、前記第２の熱可塑性樹脂は、電気
絶縁性の樹脂で構成され、且つ前記核粒子は、前記被覆
層よりも多量の着色剤を含有していることを特徴とする
トナーを提供するものである。請求項２によれば、熱可塑性樹脂と着色剤とを含有す
るトナーにおいて、第１の熱可塑性樹脂を有する核粒子
と、第２の熱可塑性樹脂を有し、前記核粒子を被覆する
被覆層とを具備し、50％重量平均粒子径が８μｍ以下で
あるとともに、表面の電気抵抗が10¹⁴Ωcm以上となるよ
うに、前記第２の熱可塑性樹脂は、電気絶縁性の樹脂で
構成され、且つ前記核粒子は、前記被覆層よりも多量の
着色剤を含有するよう重合性材料を分散した溶液を撹拌
しつつ重合法により製造されたことを特徴とするトナー
が提供される。（作用）すなわち、本発明は、８μｍ以下の粒子径でも十分な
隠蔽力をも達するべく着色剤を多量に含み、その結果、
電気抵抗の低下する核粒子を、高抵抗な樹脂層（低定着
色剤量、適度な帯電性制御剤量）で被覆するようにした
から、表面の電気抵抗を10¹⁴Ω・cm以上とすることがで
き、発色性と、静電特性のバランスを保つことが可能と
なる。（実施例）第１図は、本発明のトナーの構造を示し、このトナー
１は着色剤を多量に含む核粒子２と、この核粒子２を被
覆する電気絶縁性樹脂被覆層３とを具備したカプセル構
造となっているとともに、50％重量平均粒子径が８μｍ
以下となっている。実施例…１スチレン80部、ｎ−ブチルアクリレート13部，カーボ
ンブラック（ケッチエンブラックEC:花王株式会社製）1
2部、低分子量ポリプロピレン（ワックス）５部、の混
合物をボールミルにより予備混合した後、過酸化ベンゾ
イル２部をリン酸カルシウムの1.2％水溶液300部に加え
て、TKホモミキサ（特殊機化工業製）で５分間約600rpm
も撹拌分散させた後、この懸濁液を反応容器内で150rpm
で撹拌しながら窒素ガス中で60℃、６時間重合反応を行
なわせた後、続いて、80℃に昇温するとともに、スチレ
ン８部染料（オリエント化学株式会社ボントロン１）0.
3部、ラウリルメルカプタン0.2部、2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル0.7部の混合液をさらに加えて、３時
間撹拌を続けて造粒重合トナーを得た。このトナー粒子
は水洗濾過後、50℃の温度下で減圧乾燥を行ない平均粒
子径（50％重量分布）が、7.2μｍのトナーを得た。このトナーをキャリア鉄粉（日本鉄粉製FL−100）に
４重量％混合して、市販の複写機BD−4121（株式会社東
芝製）により現像し、テストを行なったところ、画像濃
度が1.3〜1.5のカブリの無い画像が得られた。また、こ
の現像剤は、80％の相対湿度下に１昼夜放置した後に
も、カブリの増加は認められなかった。前記した加圧成形法による抵抗測定法では、カプセル
が破滅されてしまうため電気抵抗は、高い値は示さない
が表皮のカーボンの濃度は０％で染料も３％以下であ
り、カプセル化しているため粉体状態では電気抵抗は十
分高くなっていることは、この環境テストの結果から明
らかである。比較例実施例−１においてカーボンブラックを４部にした他
は同じ条件で作ったトナーは、画像濃度は、1.1程度し
か得られなかった。実施例−２実施例−１において、カーボンブラックに変えて青色
トナーを作るために、青色顔料フタロシアニンブルー
（東洋インキ製）を10部用いた他は、同じ条件で作った
トナーを同条件で現像して、赤色フィルタを介して測定
した画像濃度は、1.4前後の十分なものであった。これに対し、従来の粉砕法で同じ青色顔料を10％添加
して作られた平均粒径7.8μｍのトナーは、画像濃度
は、1.3〜1.45で十分であったが、高湿下で、カブリ
と、転写不良を生じた。実施例−３実施例−１において、60℃下で４時間80℃下で２時間
重合させた他は、同じ条件にして、平均粒子径5.3μｍ
のトナーを得た。これによる画出しでは、画像濃度は、
1.3〜1.4であった。また、肉眼では、ほとんどザラツキの感じられない、
ち密なハーフトーンも得られた。以上のように本発明のトナー１にあっては、８μｍ以
下の粒子径でも十分な隠蔽力をも達するべく着色剤を多
量に含み、その結果、電気抵抗の低下する核粒子２を、
高抵抗な樹脂層（低着色剤量、適度な帯電性制御剤量）
３で被覆するカプセル構造としたから、表面の電気抵抗
を10¹⁴Ω・cm以上とすることができ、発色性と、静電特
性のバランスを保つことが可能となる。また、この構造を達成するため、および粉砕工程によ
るトナーの収率低下という従来の製法から脱却するため
の製法として、水中にトナー材料を分散させて、トナー
粒子を精製する、いわゆる懸濁重合法を用いて複層構造
のカプセルトナーにすることにより従来相反した問題の
解決を図ることが可能となる。すなわち、この製法によ
れば、前記した粉砕，分級工程を不要とすることができ
ることからコスト低下もでき、従来に比してより高機
能，低価格のトナーが提供できる。なお、上記実施例では、トナーの製法や材料に付いて
はほんの一部のものしか使用しておらず、これにより全
ての特性が把握されるとは限られず、例えば、第３図に
もあるようにトナーの抵抗再現性も多少変動することは
明らかであるし、また、用いる着色剤の電気抵抗や化学
的性質、特にトナー内への分散性等によっても、完成ト
ナーの抵抗値は変化するであろう。しかし、以上に示し
たトナーの構造を取ることにより、トナー１の微細化に
より生ずる基本的問題点が解決されることは明らかであ
り、この趣旨にしたがって、種々の実施手段や材料の選
択も公知のトナー製法の中から見出だすことが可能であ
る。この意味で、本発明は、実施例におけるトナー製法に
限定されるものではない。［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、約８μｍ以下
の粒子径のトナーの隠蔽力を高めても、電気的抵抗の低
下することの無い、トナーを提供できるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明のトナーの構造を示す説明図、第２図は
トナー粒径と反射密度の関係を示す説明図、第３図はカ
ーボン濃度とトナー抵抗の関係を示す説明図である。１……トナー、２……核粒子、３……被覆層。

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．熱可塑性樹脂と着色剤とを含有するトナーにおい
て、スチレン系樹脂及びアクリル系樹脂から選択された樹脂
にて構成された第１の熱可塑性樹脂を有する核粒子と、第２の熱可塑性樹脂を有し、前記核粒子を被覆する被覆
層とを具備し、 50％重量平均粒子径が８μｍ以下であるとともに、表面
の電気抵抗が10¹⁴Ωcm以上となるように、前記第２の熱
可塑性樹脂は、電気絶縁性の樹脂で構成され、且つ前記
核粒子は、前記被覆層よりも多量の着色剤を含有してい
ることを特徴とするトナー。２．熱可塑性樹脂と着色剤とを含有するトナーにおい
て、第１の熱可塑性樹脂を有する核粒子と、第２の熱可塑性樹脂を有し、前記核粒子を被覆する被覆
層とを具備し、 50％重量平均粒子径が８μｍ以下であるとともに、表面
の電気抵抗が10¹⁴Ωcm以上となるように、前記第２の熱
可塑性樹脂は、電気絶縁性の樹脂で構成され、且つ前記
核粒子は、前記被覆層よりも多量の着色剤を含有するよ
う重合性材料を分散した溶液を撹拌しつつ重合法により
製造されたことを特徴とするトナー。