JPH01291258A - トナー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録法等もこ
おいて形成される静電潜像を現像するトナー組成物に関
する。

（従来技術及びその問題点） 従来、電子写真法を利用した複写機等において、セレン
、有機光導電体等を有する感光体に形成される静電潜像
を乾式現像法によって可視化するために、定着用樹脂中
に着色剤等の添加剤が分散された種々のトナーが用いら
れている。

上記現像方法では、帯電、露光により上記感光体上に形
成された静電潜像を上記トナーで現像し、現像したトナ
ー像を転写紙等の支持体に転写するとともに、加熱ロー
ラ及び加圧ローうにより上記トナー像を支持体に定着し
可視化している。そして、上記トナー像を支持体に転写
した後、怒光体表面を清掃するために、多（はクリーニ
ングブレードによって感光体上の残留トナーを掻き取っ
ている。このように、電子写真複写機においては複写毎
に帯電−露光一現像一転写〜定着−クリーニングの画像
形成プロセスが繰り返しおこなわれる。

そして、この現像器する現像器内のトナーは画像形成と
ともに消費され、その消費量に応して多くはホッパーな
る現像剤補給装置から新たに現像器内に補給されるよう
になっている。このために、常に安定した現像を行うに
はホンパーより補給されたトナーは現像器内で均一に攪
拌され、速やかに帯電して適性帯電量まで上昇する必要
があり、従来よりトナーの流動性及び帯電特性を向上し
、転写効率を高めるためにシリカ、酸化チタン等の金属
酸化物の微粒子を添加することが知られている。

一方、クリーニング工程においては、感光体表面が次の
画像形成プロセスに備えて充分に清掃されていなければ
ならず、トナーが残留付着するとクリーニングブレード
による圧力や感光体表面とクリーニングブレードとの摩
擦熱によって、感光体上にトナーが融着することがあり
、この融着が起こると後の画像形成により得られる複写
画像に黒すじを発生させ、不良画像の原因となってしま
う。このため、従来よりクリーニング性向上剤としてト
ナー粒子に脂肪酸金属塩と研磨物質としてのシリカとを
併用して用いることが知られている。

しかしながら、上述するシリカや酸化チタン等の流動化
剤が添加された現像剤は流動性において、ある程度の効
果は得られるものの、流動化剤が親水性である場合、特
に高湿下においてその吸湿性のためにトナーが充分な電
荷を保持することが出来なくなったり、現像効率が不良
になったりしてトナー飛散や画像かすれが発生するとい
う欠点が認められている。また、上記シリカの吸湿性を
防止するために、シランカップリング剤やシリコーンオ
イル等で疎水化処理された疎水性シリカを流動化剤とし
て使用することも提案されているが、現像操作の繰り返
しによってトナーの帯電電荷を増加させる傾向にあり、
トナーの帯電量が象、激に変化して、画像濃度の減少等
を引き起こすという欠点が認められている。

一方、クリーニング向上剤として脂肪酸金属塩を外添し
た現像剤を使用する場合、感光体へのトナーのフィルミ
ングは防止できるものの、逆に脂肪酸金属塩のフィルミ
ングが発生することがあり、この脂肪酸金属塩のフィル
ミングが電気絶縁層として機能して、低電位現像となっ
て画像濃度の低下やコントラストに欠ける画像しか得ら
れないという新たな問題点も認められている。また、脂
肪酸金属塩が外添処理されたトナーは現像剤の電気抵抗
を小さくして画像のへ夕部近傍にトナーのニジミが生じ
、複写画像の品質が低下するという問題点も発生してい
る。また、上述した金属酸化物の微粒子である流動化剤
は添加量の過剰等で感光体にキズを発生させるという欠
点も認められている。

そこで、特開昭６０−１８６８５１号公報において、ト
ナーに対して平均粒径の小さいアクリル系重合体微粉末
を含有した現像剤を使用してクリーニング性を向上させ
るとともに現像剤の流動性、帯電特性及び耐久性を向上
させることが提案されている。

しかしながら、トナー粒子よりも粒径の小さいアクリル
系重合体微粉末を添加した現像剤を使用する場合、特に
高温・高温時においてホッパー内からの補給ローラによ
る補給性が低下したり、また、トナーを充分に現像器内
へ供給することができなくなり、トナー濃度の低下によ
って画像濃度が低下したり、ひいてはトナーがまったく
ホッパーから落ちなくなってしまうことがある。また、
高温高温下においてはアクリル系重合体粉末が凝集して
感光体への付着力が増大して、トナーと共に感光体上へ
の融着し、得られる複写画像を阻害するという問題点も
認められている。

本発明は上述する従来技術の問題点を解決するために成
されたものであり、高温、高湿な悪環境下においても良
好な補給性、流動性及び帯電特性を示し、また保存中に
おいてもブロッキングを発生することのないトナー組成
物を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は長期の連続した複写作業にお
いてもトナー帯電量の変動がなく、またクリーニング性
が良好で感光体へのトナーの融着及び感光体のキズの発
生が防止されるトナー組成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、定着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散
されたトナー粒子と、ガラス転移点が上記定着樹脂のそ
れよりも高く、粒径が０．０５μｍ以下であるアクリル
系重合体微粉末との混合物からなるトナー組成物を使用
することにより、本発明の目的が達成される。

（作用） 本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、トナー粒子を構成
する定着用樹脂のガラス転移点よりも、高いガラス転移
点を有し、粒径が０．０５〃ｒｎ以下であるアクリル系
重合体微粉末をトナーに対して外添処理することによっ
て、補給性、流動性、帯電性及びクリーニング性が良好
で、耐湿性及び耐久性に優れた良好なトナー組成物が得
られることを見出した。

前述したように、一般にトナー組成物はカートリッジ等
によってポツパー内に供給され、複写操作（画像形成プ
ロセス）の繰り返しによるトナーの消費とともに、多く
はホンパーの補給開口を閉止している補給ローラーの回
転によって、ポツパー内から現像器内に強制的にトナー
を落下させている。しかしながら、本発明者らが実験等
により検討したところ、外添する樹脂微粉末の粒径が０
゜０５μｍよりも大きいものである場合、特に高湿下に
おいて、ホンパー内に存在するトナー間でアクリル微粉
末が擬集してトナーのスベリが悪くなり、補給ローラー
の強制回転によってもトナーが補給開口から落下せず、
補給性能が著しく低下するこが認められた。

そこで、樹脂微粉末の粒径を０．０５μｍ以下とすると
、ボ・７パーから現像器内への補給性が向上するととも
に現像器内での現像剤の流動性が向上し、特に二成分現
像剤として使用する場合において樹脂微粉末がトナーと
キャリア間に介在することですべりが良くなり、攪拌性
能が向上して、帯電の立ち上がり速くなり、未帯電粒子
の発生を抑制できることを見出した。更に、本発明者ら
が検討を重ねたところ、使用する樹脂微粉末のガラス転
移点をトナーの結着樹脂のガラス転移点よりも高くする
ことで高温、高湿下においてもトナー組成物の流動性が
損なわれず、また、クリーニング時におけるクリーニン
グプレートの圧接及び摩擦熱で発生する感光体上へのト
ナー及びトナー組成物の融着が有効に防止でき、更には
連続複写においても帯電特性が安定し、耐久性が向上す
ることを見出した。また、アクリル重合体微粉末のガラ
ス転移点が上述した範囲に規定することで、休止期間を
置いた後の複写作業において現像機内でのトナーのブロ
ンキングが防止できるという利点も認められた。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用されるアクリル系重合体微粉末としては、
乳化重合、ソープフリー重合、分散重合等によって生成
されるもの、或いは重合塊を粉砕して得られた樹脂微粉
末であってもよく、粒径が０．０５μｍ以下でガラス転
移点がトナーの定着用樹脂のガラス転移点よりも高いこ
とが必要である。特に好ましくはガラス転移点が１００
°Ｃ以上であることが望ましい。

アクリル系重合体微粉末に使用される単量体としては、
アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル
、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリ
ル酸シクロへキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸
−２＝ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシ
プロピル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル
アミド、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−ブ
チル、メタクリル酸イソフチル、メタクリル酸−ｎ−オ
クチル、メタクリル酸−２−エチルヘキソル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シ
クロヘキンル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸−
２−ヒドロキシエチル、メククリル酸−２−ヒドロキプ
口ピル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のアクリ
ルまたはメタクリル系単量体の単独重合体、或いは以下
に記すラジカル重合性の単量体との共重合体であっても
良い。

上記ラジカル重合性の単量体としては、スチレン、α−
メチルスチレン、０−メチルスチレン、ｐ−メチルスチ
レン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−クロロスチレン等の
スチレン系単量体マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、
イクコン酸またはこれらのアルキルエステル等の不飽和
二重結合を有するカルボン酸またはそのアルキルエステ
ル：工チレン、プロピレン、ブタジェン等のオレフィン
系単量体；酢酸ビニル；塩化ビニル；塩化ビニリデン；
ビニルピロリドン；ビニルナフタレン等が例示できる。

そして、この重合体微粉末トナー粒子１００重量部当た
り０．０１乃至１０ｆｆｉ量部使用され、特に０．０５
乃至２．０重量部が好適に使用される。

上記使用量が１０重量部よりも多い時は感光体上にフィ
ルミング等を発生し０．０１重量部よりも少ない時は本
発明の効果が得られない。

本発明に使用されるトナー粒子としては、以下に示す定
着用樹脂中に着色剤等の添加剤が分散さたものであり、
定着樹脂としては、スチレン系重合体、アクリル系重合
体、スチレン−アクリル系重合体、塩酸化ポリエチレン
、ポリプロレン、アイオノマー等のオレフィン系重合体
、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウ
レタン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリ
コーン樹脂、フェノール樹脂、ロジン変成フェノール樹
脂、キシレン樹脂、ロジン変成マレイン酸樹脂、ロジン
エステル、石油樹脂等の各種の重合体が例示できる。

上記重合体は、ガラス転移点（Ｔｇ、）が一般に４０乃
至８０’Ｃ，特に５０乃至７０゛Ｃであり、重量平均分
子量が一般に３００００乃至２０００００、特に５００
００乃至１５００００のものが好ましく、一種または二
種以上が混合して用いられる。

なお、上記重合体のうち、ロジンエステル、ロジン変成
フェノール樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステルや、繊維素系高分子、ポリエステル樹脂
等は、トナーの摩擦帯電特性を改良する上で有用である
。

また、トナーが圧力定着性トナーであるときは、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマー等、
容易に塑性変形する重合体が主に用いられる。この重合
体は、他の重合体、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、水素化ポリスチレン、水添ロジ
ンエステル等の重合体、脂肪族系、指環族系または芳香
族系石油相脂等を含有してもよい。

上述する定着用樹脂に添加する着色剤としては例えば、
カーボンブラック、ランプブラック、クロムイエロー、
ハンザイエロー、ヘンジジンイエロー、パーマネントオ
レンジ、ピラゾロンオレンジ、ウォッチヤングレッド、
パーマネントレンド、ブリリアントカーミソ３Ｂ、ブリ
リアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾ
ロンレッド、レーキレッド、ローズベンガル、アニリン
ブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、
フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラ
カイトグリーンオフサレート等や、Ｃ０１，５ｏｌｖｅ
ｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　６０　、　Ｃ，，１，５ｏｌｖｅ
ｎｔ　Ｒｅｄ　２７　、Ｃ。

１．５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌｕｅ、３５等の油溶性染料な
どが例示できる。これらの着色剤は、一種または二種以
上混合して用いられ、結着樹脂１００重量部当たり一般
に５乃至６０重量部、特に１５乃至３０重量部が好まし
く使用される。

□　　　　本発明においては結着樹脂中にオフセット防
止効果と定着性の向上のためにワックス等のオフセント
防止剤を添加することもできる。使用されるワックスと
しては、ポリエチレンワックス、ポリエチレンワックス
、エチレンープロピレンワ・ンクス、パラフィンワック
ス等の各種ワックス、炭素数４以上のオレフィン単量体
等の低分子量オレフィン重合体、脂肪酸アミド、シリコ
ーンオイル等が使用される。

これらオフセット防止剤は結着樹脂１００重景重量り０
．１乃至１０重量部使用することができる。

また、磁性トナーとして用いる時は、磁性体をトナー中
に含有させることも可能であり、磁性体としては磁性を
示すか磁化可能な材料でよく、例えば、フェライト、マ
グネフィトをはじめとする鉄、コバルト、ニッケル、マ
ンガン等の強磁性を示す金属、合金等が使用される。

これら、磁性体は定着用樹脂１００重量部当たり５０乃
至２００重量部像用することができる。

また、トナーの摩擦帯電電荷を制御するために、結着樹
脂中にニグロシン染料、オイルブラック、スピロンブラ
・７り等の油溶性染料や、ナフテン酸、サリチル酸、脂
肪酸や樹脂酸のマンガン、鉄、コバルト、鉛、亜鉛、セ
リウム、カルシウム、ニンケル等の金属塩である金属石
鹸等或いは、合金属アブ染料、ピリミジン化合物、アル
キルサリチル酸金属キレート等を、前記結着樹脂１００
重量部当たり０．　１乃至５重量部、特に１乃至３重量
部が好ましく使用される。

本発明のトナー組成物は二成分現像剤でも、二成分現像
剤でも適用できろ。二成分現像剤として使用する場合は
、キャリアとして種々のものが使用できるが、磁性体、
例えば、酸化鉄、還元鉄、を同、ケイ素＆Ｆｌ　、フェ
ライト、ニッケル、コバルト１−等や、これらとマンガ
ン、亜鉛、アルミニウム等との合金、例えば、鉄・ニッ
ケル合金、鉄・コバルト合金、鉄・アルミニウム合金な
どの磁性体：高い誘電率を有する高誘電率物質、例えば
酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシ
ウム、酸化網、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素などや、
チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リ
チウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム
などのセラミックス、ＡＤＰ、（ＮＨ，Ｈ２ＰＯ４）、
ＫＤＰ　（ＫＨ２ＰＯ，）ロッシェル塩などが例示され
る。上記キャリアは一種又は二種以上使用される。

上記キャリアの粒径は２θ乃至４００　ｐｍ、特に４０
乃至２００μｍが好ましく使用される。尚、上記キャリ
アのうち、安価で、画像特性に優れる酸化鉄、還元鉄等
の鉄やフェライトが好ましく使用される。

以下に合成例、実験例により本発明を更に詳細に説明す
るが本発明がこれによって限定されるものではない。

アクリル二重六＼″゛　　の人″１ ・３００ｍ１の四つロセパラブルフラスコに玉入り冷却
管、温度計、窒素導入管をセントし、メチルメククリレ
ート１．５ｇ、に２　Ｓ２０ｇ　８０ｍｇ、ＮａｚＳ２
０３７５ｍｇ、、Ｃｕ５Ｏａ　０．９５ｍｇえｐ−スチ
レンスルホン酸ナトリウム７５ｍｇ、ラウリル酸ナトリ
ウム３５ｍｇ、比抵抗５×１０６Ω・ｃｍのイオン交換
水１４８．５ｇを仕込み７０°Ｃで３時間重合を行い、
その後液温を２０゛Ｃに冷却し、凍結乾燥して平均粒径
が０．０５μｍのアクリル系重合体微粉末を得た。ガラ
ス転移点（Ｔｇ）は約７２°Ｃであった。これを微粉末
−Ａとする。

以下、開始剤濃度、反応温度及び攪拌速度等を変更して
それぞれ、 微粉末−Ｂ（粒径：００４、Ｔｇ：６５°Ｃ）、微粉末
−Ｃ（粒径：Ｏｏ５、Ｔｇ：５０’Ｃ）、微粉末−Ｄ（
粒径：Ｏ，ＯＳ、Ｔｇ：４５°Ｃ）、微粉末−Ｅ（粒径
：０．１、Ｔｇ：１００′ｃ）、を同様にして作成した
。

一ト九二尤ｊ拭凶１遣 結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体（ガラス
転移点二６５°Ｃ）１００重量部、着色剤としてのカー
ボンブランク１０重量部、電荷制御剤としての負極性染
料１．　０重量部、オフセ・ツし防止剤としてのポリプ
ロピレン１．５重ＷＥを溶融混練した後、これを冷却し
て得られた混練物を〕　６ 粉砕して、ガラス転移点が６２°Ｃ１平均粒径１８μｍ
のトナー粒子前た。

（実験例１） 上記トナー粒子１００重量部に対して、前記得られた重
合体微粉末のそれぞれを０．５重量部を添加して均一混
合して各トナー組成物Ａ−Ｅとし、重合体粉末が未添加
のものをトナー組成物Ｆとした。そしてこれらのトナー
組成物を平均粒径が８０μｍのフェライトキャリアとト
ナー濃度が４゜５％となるように調整して現像剤とした
。

そして、各現像剤を常温　常温（６０°Ｃｌ２Ｏ％）で
複写機（三田工業（株）製ＤＣ−２０５５改造機）によ
って画像形成を行い、ホンパーからのトナーの補給性、
現像剤の流動性、感光体の傷つき、感光体上へのトナー
組成物の融着について評価した。その結果を表−１に示
す。

（以下、余白） 表−１より、アクリル系重合体微粉末によるクリーニン
グ性（感光体キズ、感光体へのトナー融着の防止）及び
流動性が向上することがわかる。

また、アクリル系重合体微粉末の粒径が０．０５μｍを
越えるとトナーホンパーからの補給性能が著しく低下し
、また現像剤の流動性の向上効果が低下することが認め
られる。

更に、上述したトナー組成物を用いて高温・高温（３５
°Ｃ１８５％）下で同様にして画像形成を行い、同様の
評価を行った。その結果を表−２に示す。

（以下、余白） 表−２より、重合体微粉末のガラス転移点がトナーのそ
れよりも低いと、流動性の向上効果が低下し、特に高温
・高湿下で重合体粉末の凝集によってトナーと重合体粉
末からなる擬集物が感光体へ付着することがわかる。そ
して、この感光体にトナー組成物が付着すると、得られ
る複写画像は黒いスジが発生したものとなる。

（実験例２） 更に、粒径０．０５μｍでフェライトキャリアとの摩擦
帯電において上記トナーよりも負に強く摩擦帯電される
１００°Ｃ以上の高ガラス転移点（Ｔｇ：１３５°Ｃ）
を有するアクリル系重合体微粒子、ＮＴＰ−’１０３（
日本ペイント株式会社製、商品名）を実験例１のトナー
１００重量部当たり０．５重量部添加したトナー組成物
を実験例１と同様にしてトナー濃度４．５％の現像剤に
調整して２万枚の耐刷試験を行った。

耐刷中トナー帯電量は一１８μｃ／ｇ〜−２５μｃ／ｇ
の範囲内で推移し、安定した帯電特性が得られた。また
、トナー飛散や画像のカブリも発生せず、鮮明な画像が
初期から終了まで得られた。

また、ホッパー内からの補給性、クリーニング性も良好
であった。

（発明の効果） 本発明によれば、特定粒径及び特定のガラス転移点を有
するアクリル系重合体粉末をトナー粒子に外添処理する
ことで、耐環境性及び耐久性が良好で優れたクリーニン
グ性、流動性及び帯電特性を示すトナー組成物が得られ
る。また、ホッパーからの補給性能も良好で非萩集性を
示すトナー組成物となり、現像器内でのトナー濃度が常
に安定した状態に保たれる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散されたトナー粒子
   と、ガラス転移点が上記定着樹脂のそれよりも高く、粒
   径が０．０５μｍ以下であるアクリル系重合体微粉末と
   の混合物からなるトナー組成物