JP3465094B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録法
等に用いられる静電荷像現像用トナーに関する。
【0002】
【従来の技術と問題点】一般に電子写真法、又は静電記
録法等においては、光導電性感光体又は誘電体等よりな
る潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するため
に、キャリアと混合された2成分トナー、又は現像スリ
ーブ等トナー供給ローラー上でブレード等によって薄層
化され、且つ適当に帯電され微粉末化された1成分トナ
ーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー
画像を転写した後、加熱圧力、溶剤蒸気等によって定着
し、複写物を得ている。
【0003】これら電子写真プロセスにおいては、静電
潜像を現像した画像を転写材に転写するプロセスとし
て、静電転写法が構成が比較的簡単なため広く用いられ
ている。従来は非接触な転写法であるコロナ転写法が一
般的であったが、近年、オゾンレス化や環境安全性が重
要視されるようになり、接触転写への期待が高まりつつ
ある。例えばローラ転写としては、納氏らJapan Hard C
opy'92予稿集p.259に見られるような定電流駆動
のローラ転写が検討されている。
【0004】また、転写率を向上させる方法としては、
トナーの流動性を改良する方法もある。例えば、流動性
が悪いトナーに対して多量の無機添加剤を混合して(特
開平2−151872号、同3−109571号、同4
−44051号,同4−90558号公報)、又は有機
微粒子を混合して(特開平1−291258号公報)見
かけ上の流動性を良くし、転写性を改良することも行わ
れている。この場合、添加剤の量を通常よりも多くする
ことにより転写性は改良できるが、コピー枚数が増える
に従って、経時劣化を生じることがよくみられる。例え
ば、添加剤がトナー表面に埋め込まれてトナーの流動性
が悪化し、その結果、転写率がコピー枚数の増加につれ
て悪くなる現象がみられる。また、経時的にトナー表面
から添加剤が脱離して感光体上に残存し、次第に蓄積さ
れて良好な画像形成ができなくなる場合もある。このよ
うに、トナーの改良だけでは流動性が悪いトナーの現像
特性や転写特性を改良することは、かなり困難なもので
ある。
【0005】以上述べてきたように、転写率を100%
にすることは現実的に難しく、従ってクリーニングプロ
セスは必要不可欠となり、クリーニングされ易いトナー
が望まれている。しかし、重合トナーのごとく形状が球
形であるトナーの場合、ブレードクリーニング性が非常
に悪いことが一般的に知られている。そのため、市場に
おいては、あまり多くの重合トナーが見られないのは、
このことが1つの原因となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、クリーニング性及び転写性の良
好な、球形トナーからなる静電荷像現像用トナーを得る
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一に
球形の母体粒子表面をビニル系ポリマーで被覆してなる
ことを特徴とする静電荷像現像用トナーが提供される。
第二に上記第一に記載した静電荷像現像用トナーにおい
て、前記ビニル系ポリマーがイオン性モノマーと非イオ
ン性モノマーから重合されたものであることを特徴とす
る静電荷像現像用トナーが提供される。第三に上記第一
に記載した静電荷像現像用トナーにおいて、前記ビニル
系ポリマーを球形の母体粒子100重量部に対して1重
量部以上30重量部以下の範囲で添加してなることを特
徴とする静電荷像現像用トナーが提供される。第四に上
記第一又は第三に記載した静電荷像現像用トナーにおい
て、前記球形の母体粒子が分散重合により形成れたもの
であ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。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。静電荷像
現像用トナ−の転写性は、トナー粒子と感光体又はトナ
ー粒子と転写材料との接着仕事の関係に支配されてい
る。つまり、トナーと感光体の接着仕事>トナーと転写
材料の接着仕事の関係にあるときに、トナーの転写性が
悪くなる。逆に、トナーと感光体の接着仕事<トナーと
転写材料の接着仕事の関係にあるときに、転写性は良好
な結果を与える。
【0009】分散重合法により得られた重合粒子を母体
粒子として、これをトナーとしたときは、トナーの流動
性が非常によく転写率も90%以上となり、転写性に問
題がない。しかし、分散重合粒子表面に離型性を付与す
るために、離型剤を分散重合粒子表面に付着させると、
定着時の離型性は改善されるが、流動性が悪くなり転写
性に問題が生じることがある。そこで、トナーと感光体
の接着仕事を小さくするために、母体粒子表面をビニル
系ポリマーで被覆することにより、この間題を解決でき
ることが見い出されたものである。この方法によれば、
球形の重合トナーでもクリーニング性は改善され、ま
た、離型剤がトナー表面に付着しているトナーにおいて
も、ビニル系ポリマーで被覆することで、転写性及びク
リーニング性が良好になる。
【0010】次に、上記した球形の母体粒子表面をビニ
ル系ポリマーで被覆する方法について詳しく説明する。
まず、球形粒子を親水性有機溶媒中に分散させる。この
粒子には離型剤が付着していてもよく、また、付着して
いなくてもよい。粒子分散溶液100重量部(固形分濃
度:30wt%)を撹拌しながら、アルコールに5wt
%溶解したビニル系ポリマー(例えば、アクリル酸/t
ert−ブチルアクリレート共重合体=20/80)を
50重量部滴下する。この後に50℃にて熱処理を行っ
た後に、濾過により固液分離を行い表面処理した粒子を
取り出す。これにより球形粒子の表面形状を変化させた
トナーを得ることができる。この時、表面処理を行うポ
リマーの母体粒子に対する重量比は、母体粒子100重
量部に対して1重量部以上30重量部以下であることが
好ましい。1重量部以下では形状を変える効果が小さ
く、また30重量部以上では多すぎるため、経時的に表
面処理剤が剥離する恐れがある。
【0011】本発明において使用される母体粒子用のポ
リマー及び被覆用ビニルポリマーを形成する単量体とし
ては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,
4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−
tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレ
ン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレ
ン、p−n−デシルスチレン、p−nードデシルスチレ
ン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p
−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン等のスチ
レン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレ
ン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、臭素ビニル、フッ化ビニル等のハ
ロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルな
どのビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等のα−メチレン脂肪族モノカ
ルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル等のビニル
エーテル類、ビニルメチルケトン等のビニルケトン類、
N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビ
ニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル
化合物等を例示することができる。これらの単量体は、
単独あるいは2種類以上のものを組み合わせて用いるこ
とができる。ここに示される単量体は例示であり、これ
らに何等限定されるものではない。
【0012】本発明において被覆用ビニルポリマーは、
非イオン性であってもイオン性であっても同様の効果が
得られるが、母体粒子を被覆する作業性、すなわち、被
覆層の厚さ制御、あるいは被覆処理の容易性において、
非イオン性モノマーとイオン性モノマーからなる共重合
体であることが好ましい。一方、母体粒子用ポリマー
は、非イオン性モノマー単独、又は非イオン性モノマー
とイオン性モノマーからなる共重合体でも良いが、非イ
オン性モノマーのみで形成されていることが好ましい。
【0013】また、本発明のトナ−中には、着色剤、帯
電制御剤等の添加剤を用いることができ、これにはカー
ボンブラック、オイルブラック、ニグロシン染料、含金
属染料等の金属キレート染料、アニリン染料、カルコオ
イルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、
メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ロ
ーズベンガル、その他の染料、または、顔料が含まれ
る。
【0014】また、本発明のトナ−中には、流動化剤を
用いることができ、例えば、表面を疎水化したSi
2、Ti02等の無機酸化物、SiC等の無機微粒子、
ステアリン酸亜鉛等金属石鹸、その他を用いることがで
きる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0016】実施例1 下記のように分散重合法で母体粒子を製造した。撹拌
翼、冷却器を取り付けた500mlの三つ口フラスコ
に、メタノール300gとイオン交換水100gを入
れ、高分子分散剤Gantret(平均分子量4万)
6.4gを小量ずつ撹拌しながら添加し、完全に溶解さ
せた。更に、以下の組成のものを添加し、完全に溶解さ
せた。 スチレン 70.0g メチルアクリレート 30.0g 2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 0.2g ドデシルメルカプタン 0.3g ブタンジオールジメタクリレート 0.6g
【0017】これらを撹拌しながらフラスコ内を窒素ガ
スでパージし、1時間放置した。60℃±01℃の恒温
水槽中で100rpmの撹拌速度で撹拌しながら重合を
開始した。加熱後15分すると液は白濁し始め、20時
間重合後も白濁した安定な分散液であった。一部サンプ
リングしてガスクロマトグラフィーで、内部標準法によ
る測定を行なった結果、重合率は72%であることが確
認できた。
【0018】得られた分散液を冷却し、遠心分離機にて
1000rpmで遠心分離すると、重合体粒子は完全に
沈降し上部の液は透明であった。上澄み液を除き、あら
たにメタノール250gとイオン交換水150gを加
え、1時間撹拌洗浄した。遠心分離しメタノールで洗浄
する操作を繰り返し濾過した。濾過したものを、50℃
にて24時間減圧乾燥し、95%の収率で白色粉末のス
チレン/メチルアクリレート共重合体粒子を得た。得ら
れた粒子は体積平均粒径Dv=4.98μmの球形粒子
であった。(以下この重合粒子を(A)と呼ぶ)
【0019】次に、メタノール200g中にオイルブラ
ック803(オリエント化学社製)1.0gを加熱溶解
した後、冷却し1μmフィルターで濾別し、染料溶液を
作製した。次に濾液に重合粒子(A)24g加えて分散
させ、50℃で1時間加熱撹拌した。その後、染着樹脂
粒子分散液(B)を室温まで冷却し着色樹脂微粒子分散
液を得た。
【0020】次に、この着色樹脂微粒子分散液を、水と
メタノールの混合溶液で遠心沈降洗浄して、カルナウバ
エマルジョンワックスを母体粒子100重量部に対して
5重量部付着させた。次に、前記粒子分散溶液100重
量部(固形分濃度:30wt%)を撹拌しながら、アル
コールに5wt%溶解したビニル系ポリマー(アクリル
酸/tert−ブチルアクリレート共重合体=20/8
0)を50重量部滴下する。この後に50℃にて熱処理
を行った後に、最後に濾過後乾燥し表面処理粒子を得
た。
【0021】次にシリカを1.5重量部添加して混合し
てトナーを得た。フェライトキャリア97重量部と前記
トナー3部とを混合して現像剤を作製した。次に市販さ
れているリコー社製複写機イマジオ420にて評価を行
った。得られた画像は、高解像度の画像であった。転写
率を測定すると、88%の良好な値が得られた。10,
000枚のコピーを行って、もクリーニング不良は見ら
れなかった。
【0022】実施例2 実施例1において使用したビニル系ポリマーをtert
−ブチルアクリルアミドスルフォン酸/iso−ブチル
アクリレート共重合体=10/90に変更した以外は、
実施例1と同様の方法にてトナ−を作製し、前記複写機
イマジオ420で画像出し評価を行ったところ、転写率
は91%で高解像度の画像が得られた。また、10,0
00枚のコピーを行ってもクリーニング不良は見られな
かった。
【0023】実施例3 実施例1において使用したビニル系ポリマーを非イオン
性のポリビニルピロリドンに変更した以外は、実施例1
と同様の方法にてトナ−を作製し、前記複写機イマジオ
420で画像出し評価を行ったところ、転写率は79%
で高解像度の画像が得られた。また、10,000枚の
コピーを行っても、クリーニング不良は見られなかっ
た。
【0024】実施例4 実施例1において使用したビニル系ポリマーをシラン系
ポリマーに変更した以外は、実施例1と同様の方法にて
トナ−を作製し、前記複写機イマジオ420で画像出し
評価を行ったところ、転写率は82%で高解像度の画像
が得られた。また、10,000枚のコピーを行っても
クリーニング不良は見られなかった。
【0025】比較例1 実施例1において使用した表面処理前の粒子を用い、実
施例1と同様の方法にてトナーを作製し、前記複写機イ
マジオ420で画像出し評価を行ったところ、転写率は
75%で高解像度の画像が得られた。また、10,00
0枚のコピーを行ったところクリーニング不良が発生し
た。
【0026】
【発明の効果】請求項1の静電荷像現像用トナーは球形
の母体粒子表面をビニル系ポリマーで被覆してなるもの
としたことから、転写性及びクリーニング性に優れたも
のとなる。
【0027】請求項2の静電荷像現像用トナーは、前記
ビニル系ポリマーがイオン性モノマーと非イオン性モノ
マーから重合されたものとしたことから、形成被覆層の
厚さの制御性や被覆処理性が向上するため、前記効果が
更に向上するという効果が加わる。
【0028】請求項3の静電荷像現像用トナーは、前記
ビニル系ポリマーを球形の母体粒子100重量部に対し
て1重量部以上30重量部以下の範囲で添加してなるも
のとしたことから、形成被覆層がより安定し且つ耐剥離
性に優れたものとなり、前記効果が更に向上するという
効果が加わる。
【0029】請求項4の静電荷像現像用トナーは、前記
球形の母体粒子が分散重合により形成されたものである
ものとしたことから、小粒径で粒径分布が狭い球形を保
持し、しかも転写性及びクリーニング性に優れたものと
なる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−10263(JP,A) 特開 昭60−107656(JP,A) 特開 平6−130726(JP,A) 特開 平6−59493(JP,A) 特開 平5−331216(JP,A) 特開 平5−249732(JP,A) 特開 平3−155560(JP,A) 特開 平3−56970(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 球形の母体粒子表面をビニル系ポリマー
    で被覆してなる静電荷像現像用トナーにおいて、前記ビ
    ニル系ポリマーがイオン性モノマーと非イオン性モノマ
    ーを重合して形成されたものであることを特徴とする静
    電荷像現像用トナー
  2. 【請求項2】 前記ビニル系ポリマーを球形の母体粒子
    100重量部に対して1重量部以上30重量部以下の範
    囲で添加してなることを特徴とする請求項1記載の静電
    荷像現像用トナー。
  3. 【請求項3】 前記球形の母体粒子が非イオン性モノマ
    ーを分散重合して形成されたものであることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の静電荷像現像用トナー。
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