JPH03264960A

JPH03264960A - 重合トナー

Info

Publication number: JPH03264960A
Application number: JP2062583A
Authority: JP
Inventors: Takao Izumi; 貴雄泉; Naoko Seto; 瀬戸　尚子
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1991-11-26

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、静電潜像の可視像化による画像形成に用いら
れる現像剤及びこの現像剤を用いた画像形成装置に関す
る。

（従来の技術）従来、静電潜像の可視像化に用いられている現像剤は、
一般に樹脂中に磁性粉、着色剤等を溶融混合し、粉砕・
分級工程を経る、いわゆる粉砕法により製造される。し
かし、この方法で製造された現像剤は、粉砕によりかな
り広い範囲の粒径を有し、粗大粒子、微細粒子が存在し
て、かぶりの増大など画像劣化をまねくことがある。ま
た、二の粉砕法では、樹脂中に磁性粉や着色剤を均一に
分散させることは困難であり、この不均一な分散によっ
て、画像の劣化をまねくことがある。

これらの問題点を解決するために上記粉砕法にかわって
懸濁重合法による現像剤の製造方法が提案されている。

この重合法は重合単量体、着色剤、界面活性剤その他の
添加剤を水性溶液中に、分散または懸濁させ、所定の温
度、濃度、動力で攪拌しながら、重合反応させ、所望の
粒径を有する現像剤を得るものである。この方法では、
コストのかかる粗粉砕、微粉砕などの工程がないため、
安価な現像剤を供給できる特徴を有している。

しかしながら、この種の現像剤は、バインダ樹脂を作り
ながら同時に現像剤を形成していくため、粉砕現像剤の
ように現像剤の分子量分布をフントロールするのが難し
く、良好な定着特性、オフセット特性、保存性などの現
像剤特性を同時に満足することが難しかった。

（発明が解決しようとする課題）そこで、本発明は、懸濁重合法により得られる現像剤で
あって、定着特性、オフセット特性、保存性などの諸特
性に優れた現像剤を提供することを目的とする。また、
本発明はこの現像剤を用いることにより、良好な画像が
得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決するために、複数の重合性単量
体と着色剤とを含む組成物を水性溶液中で重合してなる
現像剤であって、前記組成物は、スチレンまたはその誘
導体からなる第１の重合性単量体と、アクリル酸、メタ
クリル酸及びそれらの誘導体からなる群から選択された
第２の重合性単量体とを重合して得られた第１の組成物
と、前記第１及び第２の重合性単量体を異なる組成比で
重合して得られた第２の組成物とを含有し、前記第１の
組成物と第２の組成物の重量平均分子量の比が５０以上
であり、かつ第１の組成物と第２の組成物の混合重量比
が１０：９０〜３０　：　７０であることを特徴とする
現像剤を提供する。

また、本発明は複数の重合性単量体と着色剤とを含む組
成物を水性溶液中で重合してなる現像剤であって、前記
組成物は、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸及び
アクリル酸のメタクリル酸誘導体からなる群から選択さ
れた少なくとも一種の重合性単量体を重合して得られた
第１の組成物と、前記単量体を重合して得られ、第１の
組成物との重量平均分子量の比（Ａ／Ｂ）は第１の組成
物が５０以上であり、その混合重量比（Ａ：Ｂ）が２０
：８０である第２の組成物とを含むことを特徴とするさらに、本発明の画像形成装置は、像担持体と、この像
担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、この
静電潜像を複数の重合性単量体と着色剤とを含む組成物
を水性溶液中で重合してなる現像剤を用いて現像する現
像手段と、得られた現像剤像を非転写剤に転写する転写
手段とを具備する画像形成装置において、前記現像剤は
、スチレンまたはその誘導体からなる第１の重合性単量
体と、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの誘導体か
らなる群から選択された第２の重合性単量体とを含む第
１の組成物と、前記第１及び第２の重合性単量体を異な
る組成比で含む第２の組成物とを含有し、前記第１の組
成物と第２の組成物の重量平均分子量の比（Ａ／Ｂ）が
５０以上であり、かつ第１の組成物と第２の組成物の混
合重量比が１０：９０〜３０　：　７０であることを特
徴とする。

本発明の現像剤の製造に用いる重合性単量体としては、
スチレン、０−メチルスチレン、ｍ−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−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、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−へキシルスチレン、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−ドデシルスチレン等のスチレンおよび
その誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブ
チレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類：塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなど
のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、ベンジェ酸ビニルなどのビニルエステル類、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロ
ピル、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、メタクリル酸ドデシル
、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ス
テアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルな
どのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；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、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸２−エチルへキシル、アクリル酸ステアリル、アクリ
ル２−クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのアクリ
ル酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチル
エーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエー
テル類；ビニルメチルケトン、ビニルへキシルケトン、
メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類；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−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル
化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸もし
くはメタクリル誘導体すどのビニル系単量体がある。

以上の単量体の重合に用いる重合開始剤としては、例え
ば、ベンゾイルペルオキシド、ジｔ−ブチルペルオキシ
ド、ラウロイルペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオ
キシド、クメンヒドロペルオキシド、過硫酸カリウム、
過硫酸アンモニウム、過酸化アセチル、テトラメチルチ
ウラムジスルフィド、アゾビスイソブチロニトリル、ア
ゾビスシクロヘキサンニトリル、フェニルアゾトリフェ
ニルメタン、トリエチルアルミニウム、トリメチルアル
ミニウム、エチルアルミニウムジクロリド、ジエチルア
ルミニウムクロリド、四エチル鉛、ジエチル亜鉛、ジエ
チルカドミウム、テトラエチルスズ、四塩化チタン、塩
化アルミニウム、臭化アルミニウム、塩化第２スズ、三
フッ化ポウ素ジエチルエーテラート、三フッ化ホウ素、
塩化亜鉛、五フッ化リン等を使用してモノマーの重合を
行わせることができる。一般にはモノマーの重量の約０
．５〜５％の開始剤で十分である。

前記着色剤としては、例えばカーボンブラック、ファー
ストイエｏ−Ｇ、ベンジジンイエロー　ピグメントイエ
ロー　インドファースト、オレンジ、イルガジンレッド
、カーミンＦＢ、パーマネントボルドーＦＲＲ，ピグメ
ントオレンジＲ１リノールレッド２Ｇ、レーキ・レッド
ｃ１０−ダミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、フタロシア
ニンブルー　ピグメントブルー　ブリリアント・グリー
ンＢ１フタロシアニングリーン、キナクリドンなどの公
知の着色剤が使用できる。この他者色性を有する磁性粉
や、ＣＣＡ　（帯電制御剤）を着色剤として用いること
ができる。ここでいう磁性粉とは、例えば鉄、コバルト
、ニッケルなどの強磁性金属粉末、もしくは、マグネタ
イト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物の粉
末である。

また、本発明には、分散、重合時に単量体組成物の分散
を促進するために界面活性剤を用いることができ、この
ような界面活性剤として例えばドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタ
デシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、アリ
ル−アルキル−ポリエーテルスルホン酸ナトリウム、オ
レイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン
酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナト
リウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム
、３，３−ジスルホンジフェニル尿素−４，４−ジアゾ
−ビス−アミノ−８−ナフトール−６−スルホン酸ナト
リウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチル
アニリン、２゜２．５．５−テトラメチル−トリフェニ
ルメタン−４，４−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−ジ
スルホン酸ナトリウム等がある。

また、現像後に現像剤を定着させるために用いられるヒ
ートローラからの離型性を向上させる目的でワックス等
を用いてもよい。このようなワックスとしては、例えば
パラフィンワックス（日本石油製）、パラフィンワック
ス（日本製臘製）、マイクロワックス（日本石油製）、
マイクロクリスタリンワックス（日本製臘製）　、ＰＥ
−１３０（ヘキスト製）　三井ハイワックス１１０Ｐ（
三井石油化学製）、三井ハイワックス２２０Ｐ（三井石
油化学製）三井ハイワックス６６０Ｐ（三井石油化学製
）などがあり、特に好ましくは、低分子量ポリエチレン
、低分子量ポリプロピレン、パラフィンである。この他
エマルジョンタイプのワックスを用いることができる。

（作用）本発明によれば、現像剤に用いられる第１及び第２の組
成物は、その重量平均分子量の比が、第２の組成物に比
べ第１の組成物が高い。このため、第１の組成物と第２
の組成物との混合物において、第１の組成物は混合物分
子量分布の高分子側を、第２の組成物は低分子側を占め
る。このうち分子量の大きい重合体は、オフセット特性
に寄与し、分子量の小さい重合体は、定着性に寄与する
。

第１の組成物と第２の組成物の混合比を変えることによ
り、現像剤の分子量分布の高分子側及び低分子側の重合
体分量をある程度制御することが可能である。このよう
にして得られた現像剤は、定着特性、オフセット特性、
保存性等のいずれか１つまたは２つの特性を満足させる
ことはできるが、すべての特性を良好にするためには前
記組成比及び混合比が極めて狭い範囲に限られる。

そこで、本発明者らは、これらの特性を全て良好に保つ
ために、第１の組成物と第２の組成物とを各々構成する
単量体の組成比を異ならせることが有効であることを見
出だした。この第１の組成物に用いる単量体混合物の組
成比と、第２の組成物に用いる単量体混合物の組成比を
変えることにより、各々最終的に得られる現像剤の分子
量分布の高分子側及び低分子側の重合体組成をある程度
制御することが可能である。

スチレンまたはその誘導体の組成比を第１の組成物に用
いる単量体組成物中に多くし、アクリル酸またはメタク
リル酸誘導体を第２の組成物に用いる単量体組成物中に
多くすると、ガラス転移点（Ｔ　ｇ）及び軟化点が微妙
に下がり、保存性、定着性、を向上することができる。

また、その逆にアクリル酸またはメタクリル酸誘導体を
第１の組成物に用いる単量体組成物中に多くし、スチレ
ンまたはその誘導体の組成比を第２の組成物に用いる単
量体組成物中に多くすると、ガラス転移点及び軟化点が
微妙に上がり、高温オフセットを改良することができる
。

このように第１の組成物に用いる単量体混合物の組成比
と、第２の組成物に用いる単量体混合物の組成比を調節
することにより、定着特性、オフセット特性及び保存性
等の全ての特性を満足する現像剤を得ることができる。

（実施例）次に、本発明の現像剤を用いる画像形成装置の一例につ
いて第１図を参照して説明する。

図に示すように、感光ドラム１の上方に帯電チャージャ
ー２が設けられ、この帯電チャージャー２によって一様
に帯電された感光体ドラム１に、原稿からの反射光ｇを
照射することにより、静電潜像が形成される。この静電
潜像は、本発明の現像剤を、感光体ドラム１に近接して
設けられた現像機３から供給することにより現像される
。さらに、現像剤像は、感光体ドラム１に近接して設け
られた転写チャージャー４によって、搬送された紙８上
に転写される。紙８に転写された画像は、ヒートローラ
フにより定着させる。一方、感光体ドラム１上に残った
現像剤はクリーナー５によって清掃され、帯電された感
光体ドラム１は除電ランプ６により除電される。

また、本発明の現像剤のトナー特性の評価には、つぎの
ような方法を用いる。

トナーの定着率の評価法複写機としてレオドライ５１１０　（■東芝製）を用い
、ヒートローラ温度を１７０℃にしてコピー濃度０．４
〜０．６のハーフトーン画像サンプルを画だしし、摩擦
堅牢試験機（５００部加重）にＰＰＣパット（＠４東芝
製）を取り付けて５往復摩擦する。摩擦前の画像濃度を
ＩＤ、、摩擦後の画像濃度をＩＤ、とじたとき、定着率
（％）を次式で求める。

（定着率）％−ＩＤ、／ＩＤ、ｘ１００定着率が８５％
以上のとき　　　　　　０７０％以上８５％未満のとき
　０７０％未満のとき　　　　　　× として評価した。

トナーのオフセット評薔法複写機としてレオドライ５１１０　（■東芝製）を用い
、ヒートローラ温度を１４０〜２２０℃まで変化させた
とき、画像濃度１．３０の画像か上部テフロンローラに
オフセットするかどうか目視で判断する。

トナーの保存性評価法トナー２０ｇを５０℃の恒温室に８時間静置後、パウダ
ーテスター（ホソカワミクロン製）にて凝集度を測定し
た。振動４で３０秒間＃４２メツシュの篩にかける。

篩上に残ったトナーの重量Ｍが４ｒ以下のときを０，４
ｇをこえるときを×として評価する。

以下、実施例を示し、本発明の現像剤を具体的に説明す
る。尚、特にことわらない限り、数量は重量により表示
する。

実施例１スチレンモノマー　８０部及びアクリル酸ブチル　２０
部からなるモノマー混合物を、水１００部、ノニオン乳
化剤（エマルゲン９５０）１部、アニオン乳化剤（ネオ
ゲンＲ）１．５部及び過硫酸カリウム０．５部の水溶液
混合物に添加し、攪拌下７０℃で８時間重合させ第１の
エマルジョンを得た。

また、前記第１のエマルジョンと同様にして第２のエマ
ルジョンを用意した。

次に、第１のエマルジョン　２０部、カーボンブラック
（リーガル３ＢＯＲ）　　５部及びモノマ（第１のエマ
ルジョンと同一組成）８０部を界面活性剤として水１０
０部に対し、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０
．１部を含む水溶液中へ分散し、ジエチルアミンを添加
して、ｐＨを５．５に調整後、予備攪拌し、ナノマイザ
で分散させ、第１の組成物を得た。その後さらに攪拌し
ながら９０℃に加熱し、過酸化水素水を３部加え、約３
時間重合した。

また、第２のエマルジョン　２０部、カーボンブラック
（リーガル３３０Ｒ）　　５部、モノマー（第２のエマ
ルジョンと同一組成）８０部を第１の組成物と同様にし
てナノマイザで分散させ、第２の組成物を得た。第１の
組成物と第２の組成物とを２０・８０の比率で混合し、
約３時間重合させた。重合停止後、９０℃でさらに６時
間加温し、得られた粒子を水洗し、４５℃で１０時間真
空乾燥し、トナーを得た。

しかる後、得られたトナー１００部に対して流動性向上
のためにシリカ（Ｒ９７２）０．５部を添加し、トナー
組成物を得た。このトナー組成物をコールカウンタで測
定したところ、５０重量％平均粒径１１．０μｍであっ
た。また、その保存性は１．２ｇであり、第１の組成物
と第２の組成物との重量平均分子量比は７５であった。

次に、フェライトキャリヤ（Ｆ　Ｓ　Ｌ　１０２　ＯＢ
）を用いて、トナー比濃度４％の二成分現像剤を製造し
た。得られた二成分現像剤を第１図に示す画像形成装置
に供給し、画像形成を行ったところ、１７０℃における
定着性は７７％であり１、高温オフセット、低温オフセ
ットのいずれも発生せず、良好な画像が得られた。

比較例１第１の組成物単独の重合時間を１時間とし、その後、第
１の組成物に第２の組成物を加えて５時間重合する以外
は、実施例１と同様にしてトナー組成物を得た。

得られたトナー組成物の重量平均分子量比は４５であり
、その保存性は８．５ｇであった。このトナー組成物を
用いて実施例１と同様にして現像剤を形成し、得られた
現像剤を用いて実施例１と同様にして画像形成を行なっ
た。得られた画像は、１７０℃における定着率が５０％
であり、低温オフセットを１６０℃で発生する極めて劣
悪な画像であった。

比較例２〜５第１の組成物と第２の組成物の混合重量比を第１表に示
すように変化させ、実施例１と同様にして現像剤を形成
し、その特性を測定した。その結果を第１表に示す。第
１表に示すように、得られた現像剤は、定着性、オフセ
ット性、保存性の３つの条件をすべて満足するものでは
なかった。

実施例２〜４第１の組成物及び第２の組成物を得るための七ツマー混
合物中のスチレンモノマー及びアクリル酸ブチルの混合
比を各々第１表に示すように変更した以外は、実施例１
と同様にして現像剤を得た。

この現像剤の特性を測定し、その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、実施例２では、オフセット
性、保存性を良好な状態に保ちながら８５％という高い
定着率が得られた。実施例３は、比較例４と第１の組成
物及び第２の組成物を得るためのモノマー混合物中のス
チレンモノマー及びアクリル酸ブチルの混合比が異なる
ものである。

比較例４では、特に定着性は６８％と悪かったか、実施
例３ては８５％であった。実施例４は、比較例３と第１
の組成物及び第２の組成物を得るための七ツマー混合物
中のスチレンモノマー及びアクリル酸ブチルの混合比が
異なるものである。比較例３では高温オフセット性が悪
かったが、実施例４ては定着性、保存性を低下させずに
高温オフセット性を良好にすることができた。

実施例５さらに、第１のエマルジョン及び第２のエマルジョンに
用いるモノマーとしてスチレンとメタクリル酸ブチル、
Ｏ−メチルスチレンとアクリル酸ブチル等の組み合わせ
を用いて実施例１と同様にして現像剤を形成したところ
、いずれも良好な特性が得られた。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、懸濁重合法を用い
て、定着特性、オフセット特性、保存性などの諸特性に
優れた現像剤を提供することができる。また、本発明に
よれば、この現像剤を用いることにより、良好な画像が
得られる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いられる画像形成装置の一例を示
す図である。１・・・感光ドラム、３・・・現像機、４・・・転写チ
ャージャー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の重合性単量体と着色剤とを含む組成物を水
性溶液中で重合してなる現像剤において、前記組成物は
、スチレンまたはその誘導体からなる第１の重合性単量
体＿１）と、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの誘
導体からなる群から選択された第２の重合性単量体とを
重合して得られた第１の組成物と、前記第１及び第２の
重合性単量体を異なる組成比で重合して得られた第２の
組成物とを含有し、前記第１の組成物と第２の組成物の
重量平均分子量の比が５０以上であり、かつ第１の組成
物と第２の組成物の混合重量比が１０：９０〜３０：７
０であることを特徴とする現像剤。
（２）複数の重合性単量体と着色剤とを含む組成物を水
性溶液中で重合してなる現像剤において、前記組成物は
、スチレン、スチレン誘導体、アクリル酸及びアクリル
酸のメタクリル酸誘導体からなる群から選択された少な
くとも一種の重合性単量体を重合して得られた第１の組
成物と、前記単量体を重合して得られ、第１の組成物と
の重量平均分子量の比（Ａ／Ｂ）は第１の組成物が５０
以上であり、その混合重量比（Ａ：Ｂ）が２０：８０で
ある第２の組成物とを含むことを特徴とする現像剤。
（３）像担持体と、この像担持体に静電潜像を形成する
静電潜像形成手段と、この静電潜像を複数の重合性単量
体と着色剤とを含む組成物を水性溶液中で重合してなる
現像剤を用いて現像する現像手段と、得られた現像剤像
を非転写剤に転写する転写手段とを具備する画像形成装
置において、前記現像剤は、スチレンまたはその誘導体
からなる第１の重合性単量体と、アクリル酸、メタクリ
ル酸及びそれらの誘導体からなる群から選択された第２
の重合性単量体とを重合して得られた第１の組成物と、
前記第１の重合性単量体及び第２の重合性単量体を異な
る組成比で重合して得られた第２の組成物とを含有し、
前記第１の組成物と第２の組成物の重量平均分子量の比
（Ａ／Ｂ）が５０以上であり、かつ第１の組成物と第２
の組成物の混合重量比が１０：９０〜３０：７０である
ことを特徴とする画像形成装置。