JPH02113260A - トナー組成物及びその製造方法 - 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、静電荷像を現像するトナー組成物に関し、よ
り詳細には帯電安定性、流動性、現像器への補給性及び
クリーニング性が良好となるトナー組成物及びその製造
方法に関する。

（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、無機ま
たは有機光導電性物質を含有する感光層を有する感光体
に形成された静電潜像を乾式現像法により可視化するた
め、結着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散した種々の粉
体トナーが用いられている。

上記電子写真法では、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、静電潜像に
対して形成されたトナー像を転写紙などの支持体に転写
すると共に、加熱ローラまたは加圧ローラ等の定着手段
によって上記トナー像を支持体に定着させて複写物を得
ている。そして、上記トナー像を支持体に転写した後、
感光体上に残留するトナーはクリーニングブレードによ
って掻き取られて感光体上の残留トナーは除去されて清
掃化が行われている。

上記システムにおいて良好な画像形成を行うためには、
トナーには帯電安定性が良好でカブリやトナー飛散を発
生しない優れた現像性を維持すること、転写後のクリー
ニング工程において感光体上にトナーが残留付着しない
こと等の各プロセス毎に種々の特性が要求される。

そこで近年、特開昭６０−１８６８５１号公報等におい
てトナーに対してアクリル系重合体微粉末を添加したト
ナー組成物を用いることにより帯電安定性、クリーニン
グ性を良好にする提案がなされている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に記載のアクリル系重合体微分
末を単にトナー粒子に対して外部添加したトナー組成物
では流動性において未だ満足できるものではなく、特に
高湿度下における多数枚の連続複写や高速複写に通用す
ると流動性の低下によってトナー飛散や画像カブリを発
生することがある。

また、近年の複写機における現像器はホッパーなるトナ
ー収容部にトナーカートリッジから補充される°トナー
を収容しておき、ホッパーの底部に設けたスポンジ等の
多孔質部材や弾性部材からなる補給ローラーを回転させ
て、消費に見合った量のトナーを現像剤攪拌部に落下さ
せて新たにトナーを帯電し、現像スリーブ上に供給する
方法が一般的である。しかしながら、このトナー組成物
を上記方法に適用すると、流動性が悪いために、補給ロ
ーラーの回転によってもトナー組成物が落下しないこと
があったりする。そして、このことは高湿度下において
極めて顕著に表れる。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、帯電安定性、クリーニング性、流動性が
常に良好であり、特に、長期にわたる連続複写において
も特性変化を発生させないトナー組成物に関する。

更に、本発明の他の目的は耐湿度性に優れており緒特性
の変動が少なく、またトナーホッパーからの補給ローラ
ーによる補給性の良好な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転写後のクリーニング工程に
おいて感光体上に残留することがなく、良好に除去され
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、トナー粒子にアクリル系重合体微粉末
を重量比にして５０：ｌ乃至３０：１添加量合したトナ
ー混合物に新たなトナー粒子を混合分散して、トナー粒
子１００重量部当たりアクリル系重合体微粉末が０．０
５乃至０．１５重量部の濃度になるように希釈した後、
前記アクリル微粉末に対して重量比で１：ｌ乃至１：５
のシリカ微粉末を添加混合することにより、上述した問
題点を解決し本発明の目的が達成される。

（作用） 本発明の特徴はトナー粒子に対して、アクリル系重合体
微粉末及びシリカ微粉末を特定重量比で特定量外添混合
すること及び添加処理の方法に重要な特徴を有している
。

本発明においては、先ずトナー粒子と重量比にして５０
：１乃至３０：１のアクリル系重合体微粉末を添加混合
してトナー混合物を作成する。そしてこのトナー混合物
に新たなトナー粒子を添加混合してトナー粒子に対する
アクリル系重合体微粉末が一定濃度になるように希釈す
ることを特徴とする。この方法を採用することによって
トナー粒子表面にまんべんなくアクリル重合体微粉末が
付着し、均一に分散することが可能となる。

つまり、上記添加量のアクリル系重合体微粉末をトナー
粒子に添加するとアクリル系重合体微粉末の一部がトナ
ー粒子に強固に付着し、残りの微粉末はトナー粒子への
付着力が弱い状態で存在しており、この状態にある混合
物に新たに特定量のトナー粒子を添加することで新たな
トナー粒子が付着力の弱い微粉末を吸着して、全体とし
てアクリル微粉末の凝集物や分散不良を発生することな
く均−且つ−様な分散状態を保つことができるものと考
えられる。

このことは、以後に示す実施例及び比較例からも明らか
でありトナー粒子全量とアクリル系重合体微粉末を一挙
に混合処理すると均一分散されず、このトナー組成物を
用いたものはホッパーからの補給能が著しく低下するば
かりか、ランニングコピー中に逆極性トナーを発生して
トナー飛散を発生してしまう。

次に、本発明においては上記得られたトナー粒子とアク
リル系重合体微粉末との混合物に、アクリル微粉末に対
する重量比が１：１乃至１：５のシリカの微粉末を混合
添加する。シリカの特定量を添加するとアクリル微粉末
の分散構造を長期間一定に保つことができるとともに、
トナー組成物の流動性が良好となって、ホッパーからの
補給性、帯電安定性を長期にわたって良好に維持するこ
とが可能となる。また、高湿度下においても特性劣化を
引き起こすことがなくなる。本発明においては上述する
ように、アクリル微粉末が均一分散したトナー組成物を
作成した後にシリカを添加することが重要であり、後述
する比較例からも明らかなように、トナー粒子に対して
アクリル重合体微粉末とシリカ微粉末とを同時に添加し
て混合しても、アクリル微粉末の凝集物を発生して補給
性が低下し、不良帯電粒子を発生してしまう、つまり、
アクリル重合体微粉末が均−且つ一様に分散したトナー
混合物に一定量のシリカ微粉末を添加して分散させるこ
とにより、表面にアクリ重合体微粉末が均一に付着した
トナー粒子をシリカ微粉末成分が覆う状態で在して、ア
クリル重合体微粉末の分散構造を安定に保ち、組成物全
体の流動性を高めて従来の問題点が解決できるものと考
えられる。

以下に、本発明の詳細な説明する。

本発明に使用されるアクリル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、懸濁重合等によ
って生成される球状の樹脂粒子粉末や、重合塊を粉砕し
て得られた微粉末であってもよく、一般に粒径が０．３
乃至１μｍ、特に０゜４乃至０．６μｍのものが好まし
く使用される。

そして、アクリル重合体粉末はトナ−１ｏｏｘｔ部当た
り０．０５乃至０．１５、特に０．０８乃至０．１３重
量部が好ましく使用される。使用量が上記範囲よりも少
ないとランニングコピー中に不良帯電トナーが増加して
画像濃度低下や画像カブリを発生したり、クリーニング
性が低下して残留トナーを完全に除去することかできな
くなる。

また、上記範囲より多くなるとトナー組成物の流動性が
著しく低下してホッパーからの補給性や現像器中での流
動性が低下して、画像カブリやトナー飛散を多く発生し
てしまう。

上記アクリル重合体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
ル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、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、メタクリル酸イソブチル、メタ
クリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸−２−エチルヘ
キシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリ
ル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、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よい。

上記ラジカル集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ｍ体、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸
、イタコン酸、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；エチレン、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。

また、本発明に使用されるシリカ微粉末としては、−次
粒子の直径が０．０１乃至０．０４μｍ、好ましくは０
．０２乃至０．０３ａｍのものが好ましく、また、疎水
性のシリカ微粉末であることか好ましい、そして、この
シリカ微粉末はアクリル系重合体微粉末に対して重量比
が一般に１：ｌ乃至ｌ：５、特に１：２．５乃至ｔ：Ｓ
、５となるように使用することが好ましい、上記範囲よ
りも少なくなると組成物全体の流動性及びアクリル重合
体微粉末の分散状態の保持性が低下し、上記範囲よりも
多（なると帯電量の低下によって画像に尾引きが発生し
、またトナー濃度センサーによる濃度制御が不安定とな
る。

本発明に使用されるトナー粒子としては、以下に示す定
着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散されたものであり、
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、塩素化ポリエチレン
、ポリプロピレン、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、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂
、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレ
ン樹脂、ロジン変成マレイン酸樹脂、ロジンエステルな
ど各種重合体が例示できる。定着方法その他の必要とさ
れる特性に応じて自由に選択される。このうち、粉砕性
及び分子量分布の制御が簡単であることからスチレン系
重合体、アクリル系重合体またはスチレン−アクリル系
重合体、特にスチレン−アクリル系重合体であることが
好ましい、これらの重合体は、重量平均分子量が３０　
、０００〜２００，０００　、特に５０．０００〜１５
０，０００の範囲にあることが好ましく、一種又は二種
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、ポリエーテル樹脂
は、トナーの摩擦帯電特性等を改良する上で有用である
。

上記重合体は、軟化点が一般に５０乃至２００°Ｃ１特
に７０乃至１７０°Ｃを存するものが好ましい 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、ポ
リアミド等の容易に組成変形する重合体が用いられる。

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、水素化ポリエチレン、
水素ロジンエステル等の重合体、脂肪族、脂環族または
芳香族系石油樹脂等を含有してもよい。

上記結着樹脂中に分散する着色剤としては、カーボンブ
ラック、ランプブラック、クロムイエロ、ハンザイエロ
ー、ベンジジンイエロー、ベスレンイエロー、キノリン
イエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ，ピラゾロンオ
レンジ、パルカンオレンジ、ウォッチヤングレッド、パ
ーマネントレッド、ブリリアントカーミソ３Ｂ、ブリリ
アントカーミン６Ｂ、ダニボンオイルレッドピラゾロン
レッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキ
レッドＣ、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メチレンブルークロ
ライド、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または、Ｃ１，
５ｏｌｖｅｎｔ　Ｙｅｌｌｗ　６０、Ｃ，１，５ｏｌｖ
ｅｎｔ　Ｒｅｄ　２７、Ｃ，１，５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂｌ
ｕｅ　３５　、等の油溶性性染料などが例示される。こ
れらの等着色剤は、一種又は二種以上混合して用いられ
、十分なトナー画像濃度が得られる量、例えば樹脂１０
０重量部当たり１乃至３０重量部、好ましくは、２乃至
２０重量部用いられる。

また、上記トナーが磁性トナーである時には、上記着色
剤と共に、または上記着色剤に代えて磁性体を含有する
ことができる。上記磁性体としては、磁性を示すか、磁
化可能な材料であればよく、例えば、フェライト、マグ
ネタイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケル、マンガ
ンなどの強磁性を示す金属、合金、またはこれらの金属
を含む化合物などが例示できる。これらの磁性体は、平
均粒径０．　１乃至１μｍの大きさを有しており一種ま
たは二種以上混合して、樹脂１００重量部当たり一般に
５乃至７０重量部、好ましくは２０乃至５０重量部が使
用される。

また、トナーの電荷を制御するため、上記トナーは、電
荷制御剤、例えばニグロシン染料、オイルブラック、ス
ピロンブラックなどの油溶性染料や、ナフテン酸、サリ
チル酸、オクチル酸、脂肪酸、樹脂酸のマンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛、セリウム、カルシウム
、などの金属塩である金属石鹸など或いは含金属アゾ染
料、ピリミジン化合物、アルキルサリチル酸金属キレー
トなどを、結着樹脂１００重量部当たり０．１乃至５重
量部用いるものが好ましい。

また、上記トナーは、定着ローラにトナーが付着するを
防止するために、オフセット防止剤、例えば、低分子量
ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワ
ックスなどの各種ワックス、炭素数４以上のオレフィン
単量体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、などを結着樹脂１００重量部当たり０
．５乃至１５重量部含有しているものが好ましい。

上記のトナーは、−ａに粒径１乃至３０μｍ、特に５乃
至２５μｍを有しているものが好ましい。

本発明のトナー組成物は、−成分現像剤、二成分現像剤
の何れとしても有用である。−成分現像剤として使用す
る場合には上記磁性体を含有するトナー単独とアクリル
微粉末及びシリカ微粉末とを混合して現像剤とし、二成
分現像剤として用いる場合は、トナーとアクリル微粉末
及びシリカ微粉末からなる混合物をガラスピーズや酸化
又は未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリア、ま
たは鉄、ニッケル、コバルト、フェライト等の磁性体を
アクリル系重合体、フッ素樹脂系重合体、ポリエステル
等の重合体で被覆した被覆キャリア等と混合して使用す
る。上記キャリアは一般に５０乃至２０００μｍの粒径
を有している。また、上記トナーとキャリアからなる現
像剤を用いる場合、トナー濃度は２乃至１５重量％に用
いられる。

以上の如く構成されたトナー組成物は、使用に際して充
分な耐久性、耐湿度性を示し、連続複写や高速度の複写
のようなホッパーからのトナー（組成物）補給が頻繁に
行われ、トナー消費量の変動が著しく激しい時であって
も特性の変化が少なく帯電安定性、クリーニング性、流
動性を安定に維持して高品質の画像形成を行うことかで
きる。

本発明のトナー組成物は、アクリル系重合体粉末が均−
且つ一様に表面に付着したトナー粒子を覆うようにシリ
カ微粉末が分散した状態にあり、この状態にあることで
アクリル微粉末の帯電制御性を有効に作用させ、組成物
全体の流動性を安定に維持することによって特性変化が
少なくなり、常に安定した現像性、クリーニング性を発
揮することかできる。

以下、実験例によって本発明の詳細な説明する（実験例
） 結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体１００重
量部、着色剤としてのカーボンブラック１０重量部、電
荷制御剤としての負極性染料１重量部、オフセット防止
剤としての低分子量ポリプロピレン１．５重量部を常法
によって溶融混練した後、冷却、粉砕して平均粒径が１
５μｍのトナーを得た。この、トナー粒子に対して、ア
クリル系重合体微粉末として平均粒径が０．４μｍのＰ
ＭＭＡ粒子と、平均粒径が１６μｍの疎水性シリカ（日
本アエロジル社製、アエロジルＲ９７２、）の添加処理
の仕方と最終的な濃度を種々変更してそれぞれのトナー
組成物を作成し、粒径が１００μｍのフェライトキャリ
アと混合して現像剤とし、帯電特性を評価して更に常温
・常温（２０°Ｃ２６０％）と高温・高温（３５°Ｃ１
８０％）環境下で電子写真複写機で磁気センサーによる
トナー濃度制御を行うＤＣ−３２８５（三田工業社製、
商品名）改造機によって７万枚の連続複写を行って画像
特性を調べた。

その結果を表−１及び表−２に示す。

尚、表中の初期トナーとアクリルとの処理混合比は、最
終的なアクリル微粉末濃度にする前のトナーとアクリル
微粉末との初期混合比であり、サンプル５．１１．１４
以外はトナーとアクリル微粉末を混合した混合物に、新
たなトナーを添加混合して最終的なアクリル微粉末の濃
度とした。尚、サンプル１０においてアクリル微粉末と
シリカを微粉末の濃度はトナー１００重量部当りの重量
部で表した。

サンプル５はトナー全量に対してアクリル微粉末とシリ
カを同時に添加したものであり、サンプル１１はトナー
全量に対してシリカを添加した後にアクリル微粉末を添
加したものであり、サンプル１４はトナー全量に対して
アクリル微粉末を添加した後にシリカを添加混合したも
のである。

表中、流動性はＯ：ホッパーからの補給性も現像中の現
像器内での流動性も良好で問題がない、Δ：ホッパーか
らの補給性及び現像器内での現像剤の流動性が次第に低
下する、×・・・ホ・戸々−からトナーが落下しなくな
り現像が行えな（なる、で評価した。

帯電特性はキャリアと混合攪拌した後のトナーの帯電量
分布を測定したもので、逆極性トナーの存在率を表す。

トナー飛散は、現像部下領域の目視による判断と複写物
の裏汚れによって判断したもので、Ｏ：全く発生せず、
Δ：殆ど発生せず、×：裏汚れのある複写物が頻繁に発
生、で評価した。

クリーニング性は複写物の画像により判断したもので、
○：全く発生せず、Δ：時折発生、×：頻繁に発生、で
評価した。

表−１及び表−２より、トナーとアクリル微粉末の混合
処理が、一定量比のトナーとアクリル微粉末を混合した
後に新たなトナーを添加混合して最終的な好ましいアク
リル微粉末濃度に調整し、更に特定量のシリカを添加混
合したものが、優れた特性を有するトナー組成物となり
、帯電特性、クリーニング性、耐久性が向上して長期間
の複写の繰り返しにおいても良好な画像形成が行なえる
ことが分る。また、耐湿度性も極めて向上することがわ
かる。

（発明の効果） 本発明によれば、アクリル微粉末の分散状態が均−且つ
一様のまま安定に保たれるために、流動性も良好に推移
し、クリーニング性、帯電安定性及び耐久性が極めて向
上したトナー組成物となり、長期間鮮明な複写画像を形
成することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー粒子１００重量部当たりアクリル系重合体
   微粉末が０．０５乃至０．１５重量部添加されたトナー
   混合物に、アクリル系重合体微粉末に対する重量比が１
   ：１乃至１：５のシリカ微分末が混合分散されているこ
   とを特徴とするトナー組成物。
2. （２）トナー粒子にアクリル系重合体微粉末を重量比に
   して５０：１乃至３０：１添加混合したトナー混合物に
   新たなトナー粒子を混合分散して、トナー粒子１００重
   量部当たりアクリル系重合体微粉末が０．０５乃至０．
   １５重量部の濃度になるように希釈した後、前記アクリ
   ル微粉末に対して重量比で１：１乃至１：５のシリカ微
   粉末を添加混合することを特徴とするトナー組成物の製
   造方法。