JPH0812467B2 - 電子写真用負帯電トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、乾式電子写真法において静電荷潜像を可視
像とする際に用いる電子写真用負帯電トナーに関する。

［従来の技術とその問題点］ 乾式電子写真法において、静電荷潜像を可視像とする
際に用いられるトナーは、一般に熱可塑性樹脂、着色
剤、電荷制御剤、場合によっては磁性粉体、その他添加
剤を予備混合後、溶融混練、粉砕、分級の工程を経て、
所望の粒子径を有する着色粒子（以下、トナー粒子と称
する）として製造されている。これらトナー粒子のう
ち、該粒子中に磁性粉体を含まないトナー粒子は、二成
分系トナーと称され、別に準備された磁性粉体と混合撹
拌されることによってトナー粒子表面に、一定量の正ま
たは負の電荷が蓄積され、この帯電粒子が静電荷潜像の
現像に供される。また、磁性粉体をトナー粒子内に混合
分散したトナー粒子の場合は、一成分系トナーと称さ
れ、トナー粒子相互間あるいはトナー粒子とスリーブ間
等との摩擦によってトナー粒子表面に正または負の電荷
を蓄積し、上記二成分系トナーと同様に、静電荷潜像の
現像に供される。

摩擦帯電によって、トナー粒子表面に蓄積される電荷
は、静電荷潜像の形成に用いられる光導電性感光体の種
類によって正または負のいずれかの電荷とする必要があ
り、またその時の帯電量は静電荷潜像をより正確に可視
像化し得るような量とする必要がある。このため電荷制
御剤ないしは導電物質を結着剤中に混合分散し、トナー
粒子表面の電荷および帯電量を制御するのが一般的であ
る。

従来、トナー粒子に負電荷を付与するために用いられ
ている電荷制御剤としては、特公昭45−26478号公報等
に示されている如く、含金属錯塩染料等が知られている
が、これらの負電荷制御剤は、構造が複雑であると同時
に製造工程、精製工程が繁雑であるため、性質が一定で
なく、安定性、信頼性に劣るという欠点を有し、例え
ば、結着剤となる熱可塑性樹脂中に混合分散してトナー
粒子を製造する際の溶融混練、粉砕工程で熱的、機械的
影響を受けて分解、変質し、電荷制御性が低下するとい
う欠点があり、このため得られたトナー粒子のトナー特
性をいちじるしく低下させるという問題点がある。

また、これらの負電荷制御剤は、結着剤である熱可塑
性樹脂との相溶性を有しないこと、及び一般には有色で
あるため、澄明性に乏しく、カラーコピー化に対応させ
て任意に着色しようとした場合、鮮明な色調のカラーコ
ピーが得られないという大きな問題がある。

さらにまた、これらの負電荷制御剤は結着剤中に、着
色剤同様粒子状の分散状態で存在しているが、該電荷制
御剤は相溶性が悪く、結着剤に固定される要素を有して
いないため、トナー粒子製造の際の粉砕工程で、あるい
はトナー粒子表面に電荷を蓄積する際の複写機内での流
動摩擦において、トナー粒子表面層に存在する電荷制御
剤の分散粒子に離脱が生じ、帯電量に変化を生じさせ、
あるいは、トナー粒子個々の帯電性にバラツキを生じさ
せる等の欠点がある。特にこれらの欠点は、複写回数の
増大、すなわち流動摩擦の時間が長くなるにつれて増大
するので、長期に亘って安定した帯電状態を維持するこ
とが困難であるという問題点を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記事情に基づいてなされたもので、従来の
負電荷制御剤の有する問題点、すなわち、安定性に乏し
く、結着剤との相溶性に劣るという問題点を解決し、安
定した帯電性を有し、さらには負電荷制御性が結着剤中
へ無色または淡色透明状態で相溶し得るようにして、カ
ラートナーとしても好適に用いることのできる電子写真
用負帯電トナーを提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の電子写真用負帯電トナーは、 （Ａ）スチレン及び／またはα−メチルスチレンと、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合体である
結着剤（以下、結着剤（Ａ）と称する）、 （Ｂ）スチレン及び／またはα−メチルスチレンと２−
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸との共
重合比（重量％）が98:2〜80:20で重量平均分子量（M
W）が2,000〜15,000の重合体（以下、重合体（Ｂ）と称
する）を、前記結着剤（Ａ）100重量部に対して２〜10
重量部、 （Ｃ）着色剤、その他添加剤 とからなることを特徴とするもので、これによって前記
従来の問題点を解決し得たものである。

本発明の電子写真用負帯電トナーは、前記組成の決着
剤（Ａ）に前記特定組成の重合体（Ｂ）を組合せること
からなっており、重合体（Ｂ）は結着剤（Ａ）に耐久
性、安定性にすぐれた負帯電特性を付与し、同時に結着
剤（Ａ）中に透明ないし淡色透明な状態で相溶するの
で、カラーコピーにも好適に対応し得るものである。

本発明でいう結着剤（Ａ）とは、スチレン及び／また
はα−メチルスチレンと、（メタ）アクリル酸アルキル
エステル（例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル
（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、
プロピル（メタ）アクリレート、アミル（メタ）アクリ
レート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シ
クロヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）
アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等の１
種または２種以上の単量体の混合物）を常法に従って共
重合した重合体であって、該重合体のガラス転位温度
（Tg）が50〜80℃の範囲にある重合体を用いるのが好ま
しい。またこの重合体には、架橋剤として共重合性不飽
和基を分子中に２個以上有するアルキレンジオール、オ
キシアルキレンジオール、ポリオキシアルキレンジオー
ル等の多価アルコール類のジ（メタ）アクリレート類、
ジビニルベンゼン等を用いて重合した架橋部分を有する
ものであっても良い。

上記結着財（Ａ）に混合して使用する重合体（Ｂ）
は、スチレン及び／またはα−メチルスチレンと、２−
アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とを、
共重合比（重量％）98:2〜80:20、好ましくは95:5〜87:
13の範囲で共重合させたものであり、そのMWが2,000〜1
5,000の範囲のものである。

重合体（Ｂ）において、スチレン及び／またはα−メ
チルスチレンは、該重合体（Ｂ）を結着剤（Ａ）中に良
好に相溶させるための成分として好適で、スチレン及び
／またはα−メチルスチレンの使用量が98重量％より多
くなると良好な相溶性が得られるが、トナー粒子として
必要な帯電特性を得るために結着剤（Ａ）に混合する量
を多くしなければならず、定着性へ悪影響を及ぼし、ま
た80重量％より少なくなると望ましい帯電量が得られ
ず、またトナー粒子自体の耐湿性も悪化するので好まし
くない。また、重合体（Ｂ）のスチレン及び／またはα
−メチルスチレン成分の１部を、たとえばスチレン及び
／またはα−メチルスチレンの使用量の20重量％を越え
ない範囲で（メタ）アクリル酸アルキルエステル類を共
重合成分とすることは、結着剤（Ａ）との相溶性を改良
する上で有効であり、本発明の主旨に反するものではな
いが、透明性及び帯電特性値が低下する傾向があるので
10重量％以内とするのが好ましい。

上記スチレンおよび／またはα−メチルスチレンと、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を
共重合させるに際して用いることのできる重合開始剤と
しては、過酸化物開始剤またはアゾ系開始剤等が有る
が、その分解物がカルボキシル基を有し、負帯電制に効
果のある過酸化物系開始剤が良く、その開始剤をモノマ
ー混合物に対し0.5〜５重量％の範囲で用いるのが好ま
しい。また、その重合法としては、溶液重合、懸濁重
合、塊状重合等いずれの方法を用いることも可能であ
り、特に限定するものではないが、メタノール、イソプ
ロパノール、ブタノール等の低級アルコールを含む有機
溶剤中で、モノマー混合物を共重合させる溶液重合法を
採用するのが特に好ましい。

本発明における重合体（Ｂ）のMWは2,000〜15,000で
あり、MWが2,000より小さくなると、耐環境性に劣り、
高湿度環境下で帯電性の低下が大きく、また定着時にオ
フセットが発生し易くなる。MWが15,000より大きくなる
と結着剤（Ａ）中への均一な分散が得られないため、カ
ブリ、感光体汚染が認められるようになる。本発明にと
って特に好ましい重合体（Ｂ）のMWは、3,000〜8,000で
ある。

本発明において重合体（Ｂ）は、結着剤（Ａ）100重
量部中に２〜10重量部の範囲で混合して用いられる。重
合体（Ｂ）の使用量が２重量部より少ないと、必要とす
る帯電量が得られないと同時に、トナー粒子間に帯電量
のバラツキが生じ定着画像が不鮮明となり、また、感光
体汚れが激しくなる等の欠点が生じ易い。反対に10重量
部より多くなると、耐環境性の低下、相溶性の低下、オ
フセット発生、感光体汚れなどの欠点が生じるようにな
る。

本発明の電子写真用負帯電トナーは、上記結着剤
（Ａ）、重合体（Ｂ）、及び所望量の着色剤、その他添
加剤（Ｃ）を混合し、常法に従って溶融混練、粉砕、分
級の工程を経て製造することができる。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
なお、実施例中の各成分の共重合比ないし混合比は重量
比で示した。

実施例−１ ［結着剤（Ａ）の製造］ スチレン/n−ブチルメタクリレート＝6/4からなるモ
ノマー混合物を常法に従って共重合し、結着剤（Ａ）と
した。この結着剤（共重合体）のTgは63℃であった。

［重合体（Ｂ）の製造］ 撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した
2lフラスコにメタノール300g、トルエン100g、スチレン
570g、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸30g、ラウロイルパーオキサイド12gを仕込み、撹
拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラ
スコから取り出し、減圧乾燥後、ジェットミルにて粉砕
し、重合体（Ｂ）を製造した（重合体（Ｂ）のMW＝3,00
0）。

上記の結着剤（Ａ）100部と重合体（Ｂ）５部に三菱
カーボン＃100を５部配合し、ミキサーにて10分間混合
後、ロールミルにて溶融混練し、ジェットミルで微粉砕
後、粒子径５〜25μの粒子を風力分級してトナー粒子を
製造した。

上記で得たトナー粒子について、下記の方法で評価
し、その結果を表−２に示した。

（１）帯電性：トナー粒子と球状酸化鉄粉を3:97の比率
で混合し一定時間（10分、60分、180分）摩擦帯電（20
℃×65％RH）させた後、東芝ケミカル社製ブローオフ粉
体帯電量測定装置を用いて帯電量（μc/g）を測定し
た。

（２）帯電量残存率：上記（１）の180分間摩擦帯電後
のトナー粒子（帯電量C0とする）を、35℃×85％RHの高
湿度雰囲気下に14時間放置した後、前記同様に帯電量
（μc/g）を測定（この時の帯電量をC1とする）し、次
式によって帯電量残存率（％）を求めた。

（３）重量平均分子量：ゲルパーミッションクロマトグ
ラフィー法で測定した。

（４）電子写真特性：市販の負帯電トナー用複写機を用
いて複写テストを行い、カブリ、感光体の汚れ、定着
性、オフセットの状態を目視により観察した。

（５）相溶性：カーボンを配合することなく、上記同様
結着剤（Ａ）100部と重合体（Ｂ）５部をミキサーにて
混合、溶融混練、ジェットミル微粉砕の処法に従って製
造した粒子をメルトインデクサーにて押出し、約5mmφ
の円柱状に成形し、この成形体を側面から目視観察し、
透明性によって相溶性を評価した。

実施例２〜４、及び比較例１〜８ スチレンと２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸を下記表−１に示した比率で配合し、実施例
１と同様にして種々の重合体（Ｂ）を重合し、トナー粒
子を製造した。得られたそれぞれのトナー粒子について
前記同様に評価し、その結果を表−２に示した。

実施例−５ 三菱カーボン＃100の代りにカヤセットレッド130（日
本化薬社製）５部を用いた他は、実施例１と同様にして
赤色トナー粒子を作成し、引続き評価した。評価結果を
表−２に示した。

［発明の効果］ 本発明によって提供される電子写真用負帯電トナー
は、安定した帯電特性を有し、環境変化によっても帯電
量の変化が小さく、優れた電子写真特性を有するもので
ある。

また、結着剤と負電荷制御剤の混合においても無色な
いし淡色透明状態の相溶性が得られ、カラートナー化し
た場合には、鮮明な色調の着色トナーが得られるなど、
きわめて優れた効果を有するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）スチレン及び／またはα−メチルス
   チレンと（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合
   体からなる結着剤、 （Ｂ）スチレン及び／またはα−メチルスチレンと２−
   アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸との共
   重合比（重量％）が98:2〜80:20で重量平均分子量が2,0
   00〜15,000の重合体を、前記結着剤100重量部に対し２
   〜10重量部、 （Ｃ）着色剤及びその他添加剤、 とからなることを特徴とする電子写真用負帯電トナー。