JPH0329960A

JPH0329960A - トナー粒子の製造方法

Info

Publication number: JPH0329960A
Application number: JP1163879A
Authority: JP
Inventors: Tetsuto Kuwajima; 桑嶋　哲人; Manabu Ono; 学大野; Naoto Kitamori; 北森　直人
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1991-02-07
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JP2850017B2

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，磁気記録法に用い
られるトナーに関し、特にデジタル複写機，レーザープ
リンタ等に用いられるデジタル潜像の現像に用いられる
トナーに関する。

［従来の技術］従来電子写真法としては、米国特許第２，２９７，６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報、及び特公
昭４３−２４７４８号公報等に記載されているが如く多
数の方法が知られているが、一般的には、光導電性物質
を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形
成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応
じて紙等の被転写材にトナー画像を転写した後に、加熱
、圧力あるいは溶剤蒸気などにより定着し複写物を得る
ものである。また上記トナー画像を転写する工程が含ま
れる場合には、通常、残余のトナーを除去するための工
程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する現像方法として
は、例えば、米国特許第２，８７４，０８３号明細書に
記載されている磁気ブラシ法、同２．５１８５５２号明
細書に記載されているカスケード現像法及び同２，２２
１，７７６号明細書に記載されている粉末雲法、米国特
許第３，９０９，２５８号明細書に記載されている導電
性の磁性トナーを用いる方法などが知られている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
あるいは合成樹脂中に染料・顔料等からなる着色剤を分
散させた微粉末が使用されている。例えば、ポリスチレ
ンなどの結着樹脂中に着色剤を分散させたものを１〜３
０μｍ程度に微粉砕した粒子かトナーとして用いられて
いる。また、磁性トナーとしてはマグネタイト等の磁性
体粒子を含有せしめたものか用いられている。いわゆる
成分現像剤を用いる方式の場合には、トナーは通常ガラ
スビーズ、鉄粉なとのキャリア粒子と混合されて用いら
れている。

最近では、絶縁性磁性トナーを用いた一成分系現像方式
が開発されている。この一成分系現像方式は、前記二成
分系現像剤を用いる方法と比較して、複写機械のコンパ
クト化が可能であり、現像剤の低コス１・化、長寿命化
が可能で、且つ現像剤の取扱いが簡単である等の特長を
有している。

さて、現像して得られたトナー像は、普通紙等の転写シ
ート上に転写されたのち、定着して最終画像が得られる
。かかるトナー像の定着方式としては、少なくとも一方
が加熱ロールである一対のロール間を通過させる熱ロー
ル定着方式が多くの複写機において採用されている。

シカシ、熱ロール定着方式では、加熱ロール表面にトナ
ーが加熱溶融状態て圧接触するため、トナーの一部がロ
ール表面にイ」着して再び被定着基体上に付着し画像を
汚す、いわゆるオフセット現象を起こし易い。

又、感光トラム上に現像されたトナーは、前述の転写工
程で全てのトナーか転写シー１・に転写されるわけでは
なく、未転写トナーとして残存する。この未転写トナー
は、普通複写装置の感光トラムの回りに具備されている
クリーニング装置によって除去される。かかるクリーニ
ング装置としては、吸引装置と組み合わされた回転する
毛ブラシや磁気ブラシ、又はプレート（かき落とし板）
を感光ドラムの表面に押し当てるものなどが知られてい
る。

未転写トナーが十分にドラム表面から除去されない場合
、感光ドラム面に強固に付着し、電気的潜像の形成．転
写工程など悪影響を及ぼず、いわゆるクリーニング不良
を起こす。

そこで、オフセットやクリーニング不良が発生せず、良
好な定着画像を得るへく、種々のトナーが提案されてい
る。例えば特公昭５２−３３０４号，同５２−３３０５
号．同５７−５２５７４号．同５３−１５６５５号およ
び同５８−１２５８０号の各公報には、着色剤とスチレ
ン系樹脂と特定の離型剤を含むトナーが記載されている
。また、特公昭５５−６８９５号公報には、α・β一不
飽和エヂレン系単量体を構成単位として含有し、かつ、
所定の範囲の分子量分布を有する樹脂を主要オδＪ脂成
分として含有ずる１・ナーが記載されている。

上述したようなトナーにおいては、通常、結着樹脂とし
て種々の重合方法て得られたものが使用可能であり、例
えば塊状重合，溶液重合で得られた結着樹脂が用いられ
ている。一方、懸濁重合によるビーズ状の樹脂において
は、重合条件コントロールにより均一粒径を有するもの
が容易に得られるため、トナー製造の際特に溶融混線時
にそのまま使用することが可能という利点がある。

しかしなから、木発明者らの検討によれば、前述したよ
うな懸濁重合により得たビーズ状の樹脂粉と前述した離
型剤とを組み合わせて用いた場合には、離型剤の分散性
が悪くなるため、好適なトナー特性が得られず、カブリ
を生じたり、耐久による濃度低下を生じてしまう。特に
低温低湿の環境下においては、著しい濃度の低下が見ら
れた。

上述したような問題が発生する理由としては、必ずしも
明確ではないが、本発明者らの知見によれば以下の様に
推定される。

すなわち、球状樹脂粒子は、その形状の均一性から本来
的には離型剤との均一分散混合に適していると考えられ
るが、このような樹脂粒子の集合体である粉体は充填密
度（ないしはカサ密度）が比較的に高い（すなわち、粉
体としての空気含有量が小さい）ため、離型剤を混合し
た際には、該樹脂粒子からなる最密充填的な凝集体が破
壊されにくかったものと推定される。

そのため、離型剤がトナー化された場合、偏在化し、ト
ナーの帯電特性に悪影響を起こすものと推定される。離
型剤の偏在化により、トナーの粒子帯電量分布は、ブロ
ードになり易く、反転成分を多く含むとカブリ等の問題
を発生し易い。又、現像の際トナーが選択的に現像され
、耐久が進むと一般に離型剤の偏在化した１・ナーが現
像器内に蓄積していくことになり、濃度の低下や画質の
劣化を引き起こすことになる。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、前記の如き欠点を解決したトナーを提
供することにある。

すなわち、カブリのない高品質な画像を与えるトナーを
提供することにある。

さらに本発明の目的は、いかなる環境下においても常に
安定で、良好な特性を発揮することのできるトナーを提
供することにある。

さらに、デジタル複写機，レーザービームプリンタ等に
用いられるデジタル潜像の現像に適したトナーを提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明に係る１
・ナーの特徴とするところは、少なくとも樹脂と離型剤
とを含むトナーにおいて、前記樹脂が不定形な形状とな
っていることにある。

本発明のトナーにおいては、上記の樹脂粒子として、懸
濁重合法により得られた球状樹脂粒子、あるいはこれと
同様の球状状態を有する樹脂粒子を機械式粉砕機あるい
は空気式粉砕機により不定形にしたものが好ましい。

本発明のトナーにおける樹脂組成物は、架橋成分を含む
高分子量重合体成分と低分子量重合体成分を含有し、そ
のどちらも、スチレン類，アクリル酸類，メタクリル酸
類及びその誘導体から選はれる１　ｆｍ以上のモノマー
を重合して得られるものが現像特性及び帯電特性等から
好ましく、使用できるモノマーの例としては、スチレン
類としてスチレン，α−メチルスチレン，ビニルトルエ
ンクロルスチレンなとがあげられ、アクリル酸類．メタ
クリル酸類及びその誘導体としては、アクリル酸，アク
リル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸プロビル
，アクリル酸ブヂル．アクリル酸オクチル，アクリル酸
２−エチルヘキシル，アクリル酸ｎ−テトラデシル，ア
クリル酸ｎ−ヘキサデシル．アクリル酸ラウリル，アク
リル酸シクロヘキシル，アクリル酸シエチルアくノエチ
ル，アクリル酸シメチルアくノエチルなとのアクリル酸
エステル類があげられ、同様にメタクリル酸，メタクリ
ル酸メヂル．メタクリル酸エチル，メタクリル酸プロビ
ル，メタクリル酸ブチル，メタクリル酸アミル．メタク
リル酸ヘキシル，メタクリル酸２エチルヘキシル，メタ
クリル酸オクチル，メタクリル酸デシル．メタクリル酸
ドデシル，メタクリル酸ラウリル，メタクリル酸シクロ
ヘキシル，メタクリル酸フエニル．メタクリル酸２−ヒ
トロキシエチル，メタクリル酸２−ヒドロキシブロビル
，メタクリル酸ジメヂルアミノエヂル．メタクリル酸グ
リシジル，メタクリル酸ステアリルなどのメタクリル酸
エステル類があげられる。さらに本発明の樹脂成分にお
ける架橋域を含む高分子量重合体成分と、低分子量重合
体成分には、前述のモノマー以外に、本発明の目的を達
成しつる範囲で少量の他のモノマー、例えはアクリロニ
トリル．２ビニルピリジン，４−ビニルピリジン，ビニ
ルカルバゾール　ビニルメチルエーテル．ブタジエン，
イソプレン，無水マレイン酸．マレイン酸，マレイン酸
モノエステル類，マレイン酸ジエステル類．酢酸ビニル
などが用いられても良い。

方、前記懸濁重合法においては、モノマー懸濁に用いる
分散剤及び攪拌条件の選択、あるいは水層に対するモノ
マー量等の調節により、０．１　ｍｍ〜数ｍｍ程度の粒
径の樹脂粒子か容易に得られる。

ただし、上記粒径を０．１　ｍｍよりさらに小さくしよ
うとすると、通常は多量の分散剤を必要とするため、ト
ナーとした場合の耐湿特性が低下し易くなる。

本発明においては、上記したような球状形態の樹脂粒子
（ヒース）を、機械式粉砕機あるいは空気式粉砕機等に
より粉砕し、形状を不定形に変化させたものを用いる。

本発明において、上記の如く粉砕した樹脂粒子の粒径は
特に限定されるものではないが、６０メッシュのフルイ
な用いて樹脂粒子を通過させた時、メッシュに残った、
いわゆる樹脂粒子量１０％以下のものが用いられる。さ
らには、８％以下であることが好ましい。

この樹脂粒子６０メッシュ上の残量は、ロータップ式振
動ふるい機に、ＪＩＳ標準フルイ６０メッシュを取り付
け、振動回転数２９０ｒｐｍ，振動時間３３０秒，サン
プル量３０ｇで測定する。かかる樹脂粒子としては、２
種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよい。

一方、本発明に使用される離型剤としては、従来のもの
が使用でき、例えば低分子量ポリエチレン，低分子量ポ
リプロピレン等がある。

上記離型剤は、前記粉砕した樹脂粒子１００重量部に対
して、０．１〜１５重量部が用いられ、好ましくは０．
２〜１０重量部が用いられる。０．１重量部に満たない
場合、オフセットやクリーニング特性が悪化することに
なり、１５重量部を越えると、濃度低下やカブリの原因
となり好ましくない。

また、トナーに必要に応じて磁性体を用いる。

本発明に用いる磁性体は、磁場によって強く磁化する物
質であれは良い。好ましくはマグネタイトが良い。

代表的磁性または、磁化可能な材料としては、コバルト
、鉄、ニッケルのような金属．アルミニウム、コバルト
、鋼鉄、鉛、マグネシウム、ニッケル、スズ、亜鉛、ア
ンチモン、ベリリウム、ビスマス、カトミウム、カルシ
ウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナ
ジウムのような金属の合金およびその混合物，酸化アル
ミニウム、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、
酸化チタンおよび酸化マグネシウムのような金属酸化物
；チッ化バナジウム、チッ化クロムのような耐火性チッ
化物；炭化タングステンのような炭化物；フェライトお
よびそれらの混合物等が使用できる。

トナーには、任意の適当な顔料や染料が着色剤として使
用できる。例えば、カーボンブラック、鉄黒、フタロシ
アニンプルー、群青、キナクリドン、ベンジジンイエロ
ーなど公知の染顔料かある。

また、本発明のトナーには、必要に応じて添加１１剤を混合しても良い。そのような添加剤としては、例え
ばテフロン．ステアリン酸の如き滑剤、あるいは導電性
付与剤として酸化スズの如き金属酸化物等がある。また
、本発明のトナーには、必要に応して荷電制御剤を含有
しても良く、モノアゾ染料の金属錯塩，サリチル酸，ナ
フトエ酸の金属錯塩等が用いられる。

さらには、公知のシリカ微粉末を添加混合してもよい。

本発明に用いられるシリカ微粒子は、ケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生威されたいわゆる乾式法又は
ヒュームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等
から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能で
あるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製
造残漬のない乾式シリカの方が好ましい。また、乾式シ
リカにおいては製造工程において例えば、塩化アル主ニ
ウムまたは塩化チタンなど他の金属ハロゲン化合物をケ
イ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと
他の金属酸化物の複合微粉体を得１　２るこども可能であり、それらも包含する。

以下、本発明のトナーが適用される好ましい現像装置例
を添付図面に基づいてさらに詳述する。

第１８図中の５は、弾性ブレード（例えばシリコンゴム
）で、４は、現像剤担持体て肉厚１ｍｍのアルく製パイ
ブである。トナー２は、ホッパ−１１に貯蔵されており
、担持体４に送られた後弾性ブレード５により担持体４
上に薄層に形成されると共に所望の極性に帯電し、現像
バイアス８を印加しながら潜像保持体６上の静電潜像上
に付着せしめ、現像を行う。保持体６と担持体４とは、
３００μｍの間隙に保たれており、静電潜像は、一１０
０〜−７００Ｖに帯電され、現像バイアス８は、直流電
圧−４５０Ｖニ交流電圧ＩＢＯＯＶ．，１．７Ｋｆｌｚ
が重畳されている。

第１ｂ図は、本発明の現像剤が適用される他の現像装置
例の概略図である。これは、第１ａ図の弾性プレートが
磁性ブレードに代わった以外は全て同一である。

［実施例コ以下、実施例および比較例を用いてより詳しく本発明を
説明するか、本発明はこれらによって限定されるもので
はない。なお各例における部数は全て重量部である。

実施例１懸濁重合法により得られたスチレン一〇一プチルメタク
リレート共重合体樹脂（Ｍｗ＝２６万；モノマー比１　
３）を機械式粉砕器（ターボ工業社製．ターホミル）を
用いて不定形に粉砕した。この粉砕した樹脂を６０メッ
シュに通した際、メッシュの樹脂残量は、メッシュに通
した量の５．５％であった。

上記樹脂粒子１００部，磁性酸化鉄５０部．低分子量ボ
リブロピレン（　Ｍ　ｗ　＝　６５００）　５部，荷電
制御剤としてモノアゾクロム錯体２部とを溶融混線，粉
砕，分級して、平均粒径１ｌμｍの磁性トナーを得た。

該トナー１００部にシリカ粉末０．５部を添加，混合し
て、製品トナーとした。

このトナーを市販のレーザービームプリンタＬＢＰ−Ｓ
Ｘ　（キヤノン製）を用い、常温常温（２０℃６０％Ｒ
Ｈ）の環境下において約４０００枚の耐久評価を行った
ところ、カブリのない耐久性のある良好な画像が得られ
た。

この耐久評価後、現像器中に残ったトナーを取り出し、
トナー中に含まれる低分子量ボリブロピレンの定量を次
のようにして測定した。示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用
い、サンプルを適量秤取し、セル中にセットする。一度
、２００℃まで昇温し、１０分間ホールドした後、ｌＯ
℃まで１０℃／分で冷却し、その後、再び１０℃／分で
昇温しながら、測定を行った。

この結果、残トナー中の低分子量ポリプロピレンは、３
．０　ｗｔ％であり、耐久による現像器内の低分子量ボ
リプロビレンの偏在化は見られなかった。

庄妻υ』１実施例１の樹脂を未粉砕のまま用いた以外は、同様にし
てトナーを製造した。

このトナーにて実施例ｌと同様の画出し耐久試１５験を行ったところ、反転力ブリがあり、耐久による濃度
低下が見られた。また、耐久後現像器中の残トナーの低
分子量ボリプロビレンを定量したところ、４．２ｗｔ％
であり、偏在が起こっていた。

裏狙豊ス低分子量ポリプロピレンを２部入れた以外は、実施例１
と同様にしてトナーを製造した。

友ｎ■１二Ａ実施例１の樹脂を粉砕して６０メッシュ残量がそれぞれ
３．０，　７．０％のものを用いた以外は、実施例１と
同様にしてトナーを製造した。

え校盟ス低分子量ボリプロビレンを除いた以外は、実施例１と同
様にしてトナーを製造した。このトナーを用いて画出し
耐久を行ったところ、オフセットが発生した。また、画
像もがさつきが見られ不満足なものであった。

走較貝ユ実施例１の樹脂と同様の組成で粒径が細かいビーズ状の
球状樹脂粒子を用いた以外は、実施例１　６１と同様にしてトナーを製造した。尚、この樹脂を６０
メッシュに通したところ、メッシュ残量は６５％であっ
た。

以上の実施例，比較例の結果を第１表に示す。

（以下余白）［発明の効果］以上説明したように、粉砕により形状を不定形に変化さ
せた樹脂粒子および離型剤を含むトナにより、常温常湿
．低温低７界，高温高湿等いか１４る環境においても、
安定した、かつ、耐久において現像器中に離型剤の偏在
がない、カブリ等の少ない画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、弾性ブレードを現像剤規制部材として具備
している現像器を概略的に示した図であり、第１ｂ図は
、磁性ブレードを現像剤規制部材として具備している現
像器を概略的に示した図である。ｌａ，　ｌｂ・・・現像器　　　　　２・・・トナー３
・・・磁石　　　　　　　　４・・・現像剤担持体５・
・・弾性ブレード　　　　６・・・潜像担持体７・・・
現像剤（トナー）層　８・・・現像バイアス９・・・磁
性ブレード　　　　ｌＯ・・・導電性支持基体１１・・
・ホッパー２Ｏ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも樹脂と離型剤とを含むトナーにおいて
、該樹脂の粒子形状が不定形となつていることを特徴と
するトナー。