JPS5916262B2 - 静電荷像現像用トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電荷像現像用トナーに関し、特に電子写真、
静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するた
めの静電荷像現像用トナーに関する。

静電荷像を現像する方法には大別して絶縁性５ 溶媒中
に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる
液体現像方法とカスケード法、毛ブラシ法、磁気ブラシ
法、インプレッション法、パウダーウラウド法などの天
然または合成の樹脂にカーボンブラックなどの着色剤を
分散せしめた乾００式トナーと呼ばれる微粉末現像剤を
用いる所謂る乾式現像方法とがあり、本発明は後者の乾
式現像方法において使用するトナーに関する。従来乾式
トナーは一般にカーボンブラック等の顔料を熱可塑性樹
脂中に溶融混合して一様な分散’５ 体にした後、適当
な微粉砕装置によりトナーとして必要な粒径の粉末に粉
砕する方法により製造されている。

この方法により製造されるトナーには種々の優れた性質
を持たせることができるが、同時にまた種々の欠点を有
している。例えば材料の’０ 使用に制限を受ける。即
ち、溶融、粉砕という工程を必要とするため、適当な温
度で流動化し顔料等が均一に混合し得る状態になること
、その混合系の粉砕に用いられる装置により所望の粒子
径にかなりのスピードで処理できることが要求される。
’５ しかし粉砕しやすい材料を用いると他方電子写真
複写装置中で、さらに粉砕されやすく、装置の汚れ、画
像のカブリの発生といつた欠点につながる。また、単に
溶融しやすい材料を用いるとトナーのケーキ化、光導電
層表面の汚れ（トナーフイルミング）につながる。また
樹脂中に埋没していた顔料が粉砕時に表面にあられれる
ことにより、摩擦帯電特性の部分的不均一を生じること
があり、さらには顔料の種類によつては耐湿性等にも問
題の出てくることがある。

さらに大きな欠点としては、粉砕によつて製造されたト
ナーの形状は不定形であり、このことはトナー粒子間の
凝集を生じやすく、トナー貯蔵時の安定性、トナー供給
時のデイスペンス特性、転写効率さらには現像された画
像の鮮鋭度への影響、繰返し使用の場合のクリーニング
特性にも望ましくない要因として働くことがあり、現実
に得られる画質、特に解像力、鮮鋭度、カブリ等に大き
な影響を与え問題となつている。これらの粉砕法で製造
されたトナーに対して、例えば、特公昭３６−１０２３
１号、同４７５１８３０号、同５１−１４８９５号、同
５３一１７７３５号、同５３−１７７３６号公報に記載
されているように、所謂重合法によるトナーが提案され
ている。

これらは、所謂懸濁重合法により製造されるもので、重
合性単量体、重合開始剤、着色剤等の混合物を水中に懸
濁し、重合して直接トナーを製造するもので、これらト
ナーに共通していることとして、いずれも形状が球形に
近く顔料をトナー内部に包含していることが挙げられる
。この重合法により得られるトナーは前記した粉砕法に
より得られるトナーの欠点を補うことができたが、連続
コピー時の帯電量の変化に伴うトナーの劣化が激しいと
いう欠点が新たに発生している。すなわち、重合法で得
られた球形トナーは連続コピー時に大粒径トナーから現
像に使われてゆく割合が不定形トナーに比べてより顕著
であり、それだけ連続コピー時の帯電量の変化が大きく
、ロングラン特性士、好ましくない結果を与える。特に
、トナーをリサイクルして使用した場合には、画像濃度
の低下、カブリといつた欠点が現われる。本発明の目的
は、これまでに述べてきた不定形トナーおよび球形トナ
ーの種々の欠点を克服した新規なる静電荷像現像用トナ
ーを提供することにある。本発明の他の目的は、流動性
の良好な静電荷像現像用トナーを提供することにある。

ノ さらに本発明の他の目的は解像力、鮮鋭度が良好でカブ
リの少ない静電荷像現像用トナーを提供することにある
。

さらに本発明の他の目的は、転化率の良好な静電荷像現
像用トナーを提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、連続コピー時に帯電量の変
化の小さい静電荷像現像用トナーを提供することにある
。さらに本発明の他の目的は、リサイクル特性の良好な
静電荷像現像用トナーを提供することにある。

上記諸目的は、粒子の長愼ａ）と短径（ｂ）の比が１．
００≦ａ／ｂ≦１．０５と実質的に球形であり、粒度が
１〜３０ミクロンで主体粒度±３ミクロン以内の粒子が
７０重量％以上含有し懸濁重合法により製造されたこと
を特徴とする着色剤含有靜電荷像現像用トナー（以下本
発明のトナーと称する）によつて達成される。

本発明においてトナー粒子の長径（ａ）と短径（５）の
比が１．０５を越えた場合には、実質的に不定形トナー
と同じになり、流動性、転写率、解像力、鮮鋭度等にお
いて１≦ａ／ｂ≦１．０５の球形トナーと比較し好まし
くない結果を与える。

また粒度において１ミクロン以下のトナーが存在すると
カブリが多くなり、逆に３０ミクロン以上のトナーが存
在した場合には、画像あれや解像力の点で好ましくない
結果を与える。

また主体粒度±３ミクロン以内のトナーが７０重量％以
下、特に６５重量％以下になると連続コピー時の帯電量
の変化が大きくなり、ロングラン特性やトナーリサイク
ル特性上好ましくない結果を与える。

尚ここで主体粒度とは実施例で示す如くコールターカウ
ンタ一により測定した平均粒径を表わす。

本発明のトナーは、通常熱可塑性樹脂、着色剤、さらに
必要に応じて電荷匍脚剤、離型剤磁性着色剤等を含有す
る。すなわち、重合性単量体、着色剤、電荷制御剤、重
合開始剤等からなる重合組成物を水中に分散し、分散安
定剤の存在下、高速剪断を与え得る分散機により例えば
３０００〜１００００ｒ．ｐ．ｍの高速攪拌により懸濁
し、顕微鏡観察しながら、必要な粒径分布になつたとこ
ろで例えば１００〜８００ｒ．ｐ．ｍの低速撹拌に切り
変え、４０℃〜８５℃に昇温し、重合を完結させ、水洗
、濾過、乾燥させて、目的とする本発明のトナーを得る
。

本発明に用いることができる重合性単量体としては、例
えばスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレ
ン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、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−Ｔｅれ −ブチルスチレン、ｐ−ｎ
−ヘキシルスチレン、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、ｐ−メトキシスチレン、ｐーフエニ
ルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３●４−ジクロルス
チレンなどのスチレン類、ビニルナフタリン類、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イン類、塩化ビニル、臭化ビニル、
弗化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾ
エ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ一ブチ
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
ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸
ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸
フエニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル
酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸プロ
ピル、メタアクリル酸ｎ−ブチル、メタアクリル酸イソ
ブチル、メタアクリル酸ｎ−オクチル、メタアクリル酸
ドデシル、メタアクリル酸ラウリル、メタアクリル酸２
−エチルヘキシル、メタアクリル酸ステアリル、メタア
クリル酸フエニル、メタアクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、メタア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、アクリロニト
リル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどのア
クリル酸もしくはメタアクリル酸誘導体、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、
ビニルヘキシルケトン、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
リデンなどのＮ−ビニル化合物などを挙げることができ
る。本発明に用いることができる着色剤としては、任意
の適当な顔料または染料が使用される。たとえば、カー
ボンブラツク、ニグロシン染料、アニリンブルー、カル
コオイルブル一、クロームイエロ一、ウルトラマリンブ
ル一、デユポンオイルレッド、キノリンイエロ一、メチ
レンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカ
イトグリーンオクサレート、ランプブラツク、ローズベ
ンガルおよびそれらの混合物が使用され、これらは現像
により可視像を形成することができるようにトナーを着
色するのに充分な量をトナー中に含有させることが必要
である。さらに本発明のトナーには疎水性シリカの如き
電荷制御剤も使用され、その他公知のトナー特性改良剤
が必要に応じて用いられる。

また本発明においては一成分系現像剤用トナーのために
有用な磁性着色剤も用いられる。

かかる磁囲着色剤としては磁場によつてその方向に強く
磁化する物質であり、好ましくは黒色であり樹脂中に良
く分散して化学的に安定であり、更に粒度としては１μ
以下の微粒子状のものが容易に得られることが望ましく
特にマグネタイト（四三酸化鉄）が最も好ましい。

代表的な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、ニツケル、スズ、亜鉛、ア
ンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、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、酸化ニツケル、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
を含む金属化合物；チツ化バナジウム、チツ化クロムの
ような耐火性チツ化物；炭化タングステンおよび炭化シ
リカのような炭化物；フエライトおよびそれらの混合物
等が使用し得られる。これらの強磁性体が、トナー中に
含有させる量は樹脂成分１００重量部に対し約５０〜３
００重量部である事が望ましい。特に好ましくは樹脂成
分１００重量部に対し７０〜２０重量部である。粒度や
粒度分布は剪断の程度、剪断の時間、分散器の形状、分
散安定剤の使用量、種類、モノマーと水との比、重合組
成物の粘度等によつて支配され、剪断速度の大きい程、
分散安定剤の使用量の多い程、重合組成物と水との比が
小さい程、重合組成物の粘度が小さい程、生成する粒子
径は小さくなることが知られている。

しかし、これらの因子は互いに交互作用があり、すべて
の因子をコントロールするのは困難なことから顕微鏡で
観察しながら、剪断をかけ、本発明において必要な粒度
及び粒度分布になつたのを確認し、次に普通の攪拌に切
り変え、重合するのが、本発明のトナーを得るのに最も
適した方法である。

本発明のトナーを用いて、例えば電子写真法により画像
を形成するには、セレン感光体、または酸化亜鉛、硫化
カドミウム、セレン化カドミウム、硫セレン化カドミウ
ム、酸化鉛、硫化水銀等の無機光導電性材料を結着剤樹
脂中に分散含有せしめた感光層を導電性支持体上に設け
た感光体、またはアントラセン、ポリビニルカルバゾー
ル等の有機光導電性材料を必要に応じて結着剤樹脂中に
含有せしめた感光層を導電性支持体上に設けた感光体が
用いられる。かかる感光体の感光層表面に、例えばコロ
トロンまたはスコロトロン帯電器を用いてコロナ放電に
より全面帯電を行ない、次いでこれに光等により像様の
露光をほどこして静電荷像を形成する。次いで、この静
電荷像を、例えばカスケード法または磁気ブラシ法によ
り、例えば本発明のトナーと硝子玉または鉄粉キャリヤ
ーとの混合体からなる現像剤で現像してトナー像を形成
する。このトナー像は、例えばコロナ放電下に転写紙と
圧着されて転写紙上に転写され、この転写紙上に転写さ
れたトナー像は、例えば離型性を有する弗素系樹脂また
はシリコンゴムで被覆された熱ロール定着器により加熱
定着される。以下実施例により本発明を例証する。

尚、以下★九の実施例において示す「部」は特にことわ
りのない限り［重量部」を示す。実施例 １ 以上の物質を混合して重合組成物を作つた。

一方容量２１のセパラブルフラスコに、リン酸三カルシ
ウム３部及び、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．
０４部を採つて蒸留水を加え、これに前記重合組成物を
添加し、ＴＫ−ホモミキサー〔特殊機化工業（株）製〕
により攪拌し、顕微鏡観察しながら、粒径の決まつたと
ころで、普通の攪拌器に変え、温度６０℃に昇温して、
１００ｒ．ｐ．ｍで１０時間重合し、重合を完結させた
。重合が完了するまで粒子径に変化は見られなかつた。
重合完了後、固型粒子を塩酸処理した後、濾別水洗して
負極性二成分系トナーの試料腐１〜６を得た。

得られたトナーは、実質的に球形であり、長径（ａ）と
短径ｂ）の比は１≦ａ／ｂ≦１．０５の範囲であつた。

次に、ＴＫ−ホモミキサーの回転数及び攪拌時間と粒度
及び粒度分布との関係を第１表に記す。

ここで主体粒度±３μ以内のトナーの重量％とは、その
トナーの平均粒径が１０μの場合に７μ〜１３μのトナ
ーが全トナーに対し、重量で何％含まれているのかを示
す。試料１〜６について、Ｕ−ＢｉｘＶ〔小西六写真工
業（株）製〕を用い、解像力、カブリおよび連続コピー
時の帯電量の変化の画像試験をおこなつた。

結果を第２表に記す。試料／Ｆ６．３（本発明の試料）
は、解像力が良好でカブリも少なく連続コピーをおこな
つても画像濃度の低下は見られず、１００００枚コピー
後にも帯電量は変化しなかつた。

比較例 １ 以上の物質を溶融、練肉、粉砕し、分級機で粒度が１〜
３０μ、主体粒度±３μ以内のトナーが７０重量％にな
るように分級し、負帯電性二成分系トナー試料７を得た
。

これをスプレードライにかけ球形化し下記の試料８およ
び試料９を得た。これらの試料を実施例１と同様に画像
試験をしたところ、試料９は、試料７および試料８に比
べて流動性が良く、鮮鋭度、解像力でも良好な結果を与
えた。しかし、試料９は十数回以上９スプレードライ処
理のために著しく回収率が悪く更に得られたトナーは熱
劣化により有機物質が変質しており連続コピー時の帯電
が不安となり良好な複写画像を安定して得られず好まし
くない結果を得た。更にリサイクル特性については、ク
リーニングによつて現像、転写後の感光体表面より回収
されたトナーを集めて再び画像試験をおこなつたところ
帯電特性が変化しており鮮鋭度の著しい低下がみられた
。実施例 ２ 以下の物質を混合して重合組成物を作り、実施例１と同
様にして、本発明の負極性二成分系トナーを得た。

得られたトナーは実質的に球形であり、長径（ａ）と短
径（ｂ）の比は、１．００≦ａ／ｂ≦１．０５の範囲で
あつた。コールターカウンタ一により測定したトナーの
粒度は１〜３０ミクロンで、主体粒度±３ミクロン以内
のトナーは、７５重量％であつた。本トナ一について、
Ｕ−ＢｉｘＶ〔小西六写真工業（株）製］を用い、画像
試験をおこなつた結果、解像力は７本／Ｍｍｌカブリは
０，０２、連続コピー時の帯電量変化は初期が−２０μ
Ｃ／７で、１万枚後が−２１μＣ／ｙとほとんど変化は
みられず、画像濃度も低下しなかつた。

実施例 ３ 以上の物質を混合して重合組成物を作り、実施例１と同
様にして、本発明の正極性＝成分系トナーを得た。

得られたトナーは実質的に球形であり、長径（ａ）と短
径（ｂ）の比は、１．００≦ａ／ｂ≦１．０５の範囲で
あつた。コールターカウンタ一により測定したトナーの
粒度は、１〜３０ミクロンで主体粒度±３ミクロン以内
のトナーは７５重量％であつた。

本トナ一について、Ｕ−ＢｉｘＴ〔小西六写真工業（株
）製〕を用い、画像試験をおこなつた結果、解像力は、
６本／顛、カブリは０．０２、連続コピー時の帯電量変
化は初期が１６μＣ／７で１万枚後が１７μＣ／？とほ
とんど変化はみられず、画像濃度も低下しなかつた。

比較例 ２ 以上の物質を浄融、練肉、粉砕したもの１００重量部を
エチレンオキサイド系活性剤ブルロニツクＦ−１０８１
０重量部を添加してなる蒸留水３００重量部に加えて加
圧して加熱撹拌をおこなって球形の形状を呈した後冷却
して１，００≦ａ／ｂ≦１．０５の実質的に球形トナー
を樹脂が溶融し得たこれを分級にて粒度が１〜３０μで
主体粒度±３μ以内の粒子を７１重量％ある球形トナー
を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒子の長径（ａ）と短径（ｂ）の比が１．００≦ａ
   ／ｂ≦１．０５と実質的に球形であり、粒度が１〜３０
   ミクロンで主体粒度±３ミクロン以内の粒子が７０重量
   ％以上含有し懸濁重合法により製造されたことを特徴と
   する着色剤含有静電荷像現像用トナー。