JPS6027020B2 - 電子写真用トナ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真用トナーに関する。

従来乾式電子写真法としては、例えば米国特許２６１８
５５２号‘こ示されているカスケード現像法、米国特許
第２８７４０斑号に示されている磁気ブラシ現像法、米
国特許第３筋舵４５号に示されてる磁性トナー現像法等
が知られている。

すなわち、これらの方法は、光導電性物質を含む感光体
を使用し、種々の手段により感光体上に静亀潜像を形成
し、次いで該港隊をトナーで現像し、必要に応じて紙な
どにトナ−像を転写したのち、加熱、加圧あるいは溶剤
蒸気などにより定着するものである。また上記潜像を現
像するためのトナ−としては、従来ポリスチレンなどの
結着剤樹脂中にカーボンブラックなどの着色剤を分散さ
せたものを１なし、し３０ム程度に微粉砕した微粒子が
用いられている。ところで前述の乾式現像に使用される
トナーとしては例えば、引張強度、衝撃強度、砧弾性、
ガラス転移温度、日出熱、電気抵抗、誘電率、表面化学
的性質などの種々の物理的および化学的特性を有するも
のが要求される。しかし既知のトナーの多くは下記に示
すようにいくつかの欠点があり、満足すべきものはない
状態である。例えば特に加熱によって容易に溶融するト
ナーについて言えば、取扱中にあるいは環境の湿度変化
によって、その摩擦電気特性や流動性が悪影響を受ける
ことが多い。また連続使用による繰り返し現像法に用い
られる現像剤においてはトナー粒子と担体粒子の衝突お
よびそれらと感光体表面との間の摩擦などによって、ト
ナ−、担体粒子および感光体表面の相互劣化によってコ
ピー画像の濃度が変化したり、あるいはカプリ濃度が増
大し、複写物の品質が低下する額向がある。さらに、複
写画像の濃度を増大させるために感光体表面へのトナー
の付着量を増すと、通常背景濃度を増し、いわゆるカブ
リ現象がおきる結果となる。既知のトナーの多くは以上
の欠点を少なからず有しており、これらの欠点が改良さ
れたトナ‐の開発が要求されている。

そのため、特関昭５１一１２０６３１、侍関昭４８一４
７３４０特開昭４６−５７８２、特関昭５１−１０１＄
５などに開示されているように、ケイ素、チタニウムも
しくはアルミニウムなどの酸化物を現像剤組成物に添加
する方法であるが、これらの方法では微粉末を物理的に
混合しているのでトナ−表面への付着力が弱く、長時間
にわたって複写を行なっていると、これらの微粉末が時
間とともに光導電体上に付着いまじめて、光導電体の要
求される特性を著しく低下せしめるということおよびこ
れらの酸化物は堅いので光導電層を傷つけ易い。

一方、特関昭５２一２３斑１に開示されているように、
トナーの表面にテトラフルオロェチレンの繊維の網目状
組織を形成することが知られているが、テトラフルオロ
ェチレンは低摩擦係数をもっていて感光体に付着し‘こ
くし、などの利点はあるものの、高摩耗係数を示す物質
であって、機械的には弱く、衝撃に弱くガラスビーズや
鉄粉キャリアなどの裸のキャリアとともに用いられた場
合には、長時間の複写を行なっていると、ポリテトラフ
ルオ。

エチレンがキャリアや現像機中の壁の表面と衝突して、
テトラフルオロェチレンの繊維がトナ−表面から剥離し
て、トナーの摩擦帯電物性が変化したり、剥離されたポ
リテトラフルオロェチレンが光導電体表面に付着して、
複写物の品質を著しく低下させてしまう欠点がある。本
発明は、上述の如き欠点を克服した繁子写真用トナーを
提供するものであって、その第１の目的は感光体上にト
ナー被覆の形成のないトナーを提供することにあり、、
第２の目的は取扱中あるいは保存中に凝集しないトナー
を提供するものである。

また第３の目的は変化する湿度条件下において流動性お
よび摩擦電気特性の安定したトナーを提供し、第４の目
的は繰り返しの現像による連続複写において得られるト
ナーの画像の濃度が一定で、複写物の品質の低下を起さ
ないトナーを提供することにあり、本発明のトナーは、
キャリアとともに用いる二成分系現像剤または磁性トナ
ー法のようなキャリアを用いない一成分系現像剤などい
ずれの方法にも適用可能である。本発明は、上記目的を
達成するためにトナー母体粒子の表面にポリテトラフル
オロヱチレンの繊維の網状組織を形成し、かつ前記繊維
の網目間に、無機質炭化物あるし、は窒化物の如き硬質
材料微粉末を含むことを特徴とする電子写真用トナーか
らなるものである。

すなわち、トナー粒子表面のポリアトラフルオロヱチレ
ンの繊維の網目によって低摩擦館をもたせ、またその繊
維の網目の間に硬質材料微粉末を存在させたことにより
、ポリテトラフルオロェチレンを強化し、その摩耗を防
止するものであり、両者の相乗作用によって大きな効果
をもたらすものである。

本発明におけるポリテトラフルオロェチレンとしては、
８・１・デュポン社製でＴｅＨｏｎＫＴｙｐｅＩＱ同Ｔ
沖ｅ２０の商品名で三井ポリケミカル社が市販している
ものが好適に使用される。

このポリテトラフルオロェチレンは５００仏の平均粒径
を有する自由に流れる粉末で機械的な力によって破壊さ
れ繊維状になる性質を有している。このポリテトラフル
オロェチレンの使用はトナー全量に対して１仇の％以下
が適当であり好ましくは５〜０．００５ｗｔ％が望まし
い。硬質材料微粉末としては、ホウ素、ケイ素、チタン
、ジルコニウム、タングステンの炭化物およびチタン、
ホウ素、ジルコニウムの窒化物のうちの１種または２種
以上を主成分とする一般的に研摩剤として用いられる微
粉末が用いられる。

その粒径は１りの以下で、使用量はトナー全量に対して
１小Ｋ％以下好ましくは５〜０．００５ｗｔ％の範囲内
が望ましい。本発明のトナーにおける樹脂成分としては
種々の熱可塑性樹脂が用いられる。

有利に用いられる熱可塑性樹脂としては、たとえば、ス
チレン、ａーメチルスチレン、パラクロルスチレンなど
のスチレン類、たとえば塩化ビニル、臭化ビニル、プロ
ピオン酸ピニル、弗化ビニル、酢酸ピニル、ベンゾェ酸
ピニル、酪酸ピニルなどのビニルェステル類、たとえば
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎー
ブチル、アクリル酸ィソプチル、アクリル酸ドデシル、
アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２ークロルェチル
、アクリル酸フェニル、ａークロルアクリル酸メチル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プチルなどのａ−メチレン脂肪族モノカルボン酸のェ
ステル類、アクリ。ニトリル、メタアクリロニトリル、
アクリルアミド、たとえばビニルメチルエーテル、ピニ
ルイソプチルエーテル、ビニルヱチルェーテルなどのビ
ニルェーテル類、たとえばビニルメチルケトン、ピニル
ヘキシルケトン、メチルイソプロベニルケトンなどのビ
ニルケトン類、たとえばＮービニルピロール、Ｎ−ビニ
ルカル／ぐゾール、Ｎーピニルインドール、Ｎービニル
ピロリデンなどのＮ−ビニル化合物などの単量体を重合
させたホモポリマーまたはこれらの単量体を２種以上組
合せて共重合させたコポリマーあるいはそれらの混合物
あるいは、たとえばロジン変性フェノールホルマリン樹
脂、油変性ヱポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロー
ズ樹脂、ポリヱーテル樹脂などの非ビニル系熱可塑性な
どの非ビニル系樹脂あるいはそれらと前記の如きビニル
系樹脂との混合物を挙げることができる。本発明におい
て使用される顔料としては、つぎのものが挙げられる。
たとえばカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリン
フルー、カルコオイルブル−、クロームイエロー、ウル
トラマリンイエロー、メチレンブル−、デュポンオイル
レッド、キノリンイエロー、メチレンプルークロライド
、フタロシアニンプルー、マラカイトグリーンオクサレ
ート、ランプブラック、ローズベンガルおよびそれらの
混合物が用いられ、これらは鮮明な可視像を形成するの
に充分な量をトナー中に含有させる必要がある。以下本
発明を実施例によって説明するが、前述のようにこれの
みに限定されるものでないことはいうまでもない。

実施例 １ 軟化点１２５ｑｏのポリスチレン（ピコラスチツクＤ−
１２５エッソスタンダード石油社製）１の重量部と、軟
化点１１５〜１２５ｑｏのスチレン／ｎ一ブチルメタク
リレート共重合樹脂（ハンマーＳＢＭ−７３、三洋化成
社製）６の重量部とを加熱溶融して均一に渡練したのち
、カーボンブラック血重量部を添加し、充分混合分散し
たののち取出し、冷却して粗粉砕、微粉砕を行ない、平
均粒径１１．５仏ののトナーを得た。

このトナー８０夕に対し、平均粒径０．５〃肌の炭化ケ
イ素粉末０．５夕とポリテトラフルオロェチレン（デュ
ポン社製、ＴｅｎｏｎＫ−タイプ１０）１．５夕とを添
加し、ワーリングブレンダにて最大回転数で強燈拝し、
縄拝１の秒、停止２岬彰の操作を３Ｍ団繰返し、トナー
粒子表面に炭化ケイ素微粉末を含むボリテトラフルオロ
ェチレンの微細繊維の絹状紐織体を形成して、得たトナ
‐を平均粒径１５０ムの酸化処理した鉄粉（ＥＦＶ、日
本特殊鉄粉社製）からなる帯磁性担体粒子に対し小ｔ％
の割合で混合して現像剤とした。この現像剤を用いた複
写機で連続複写を行ない、５，０００枚毎に潜像保持表
面へのトナ‐膜形成状態、トナーの帯電量および画像品
質の変化を調べたところ、２０，００ｑ女複写テストの
後でもトナー膜形成、トナー帯電量および画像品質は何
等変化が認められなかつた。一方、炭化ケイ素およびポ
リテトラフルオロヱチレンで処理をしないトナーを用い
た場合には、５，００の女で既に潜像保持表面へのトナ
−膜形成が認められ、画像品質も低下しており、潜像保
持表面をアルコールでクリーニングしても初期の状態に
回復せず、現像剤自体の品質低下も認められた。

実施例 ２ 軟化点１２０ｏｏを示すａ−メチルスチレンノビニルト
ルェン共重合樹脂（ピコテツクス１２０エッソスタンダ
ード石油社製）８の重量部を加熱溶融し、カーボンブラ
ック１の重量部を添加して均一に混練し、実施例１と同
様に平均粒径１１山肌のトナ−を得た。

このトナー８０のこ対し平均粒径０．４５仏の炭化ホウ
素０．５夕とポリテトラフルオロェチレン（デュポン社
製ＴｅｆｌｏｎＫタイプ１０）１．５夕とを添加し、表
面に炭化ホウ素を含むポリテトラフルオロヱチレンの絹
状組織体を形成したトナ−を得た。このトナーを１５０
ｒ机の酸化処理鉄粉に対して公れ％の割合で混合して現
像剤とした。この現像剤を用いて複写機で連続複写テス
トを行なったところ、２５，００の叉まで、潜像保持面
へのトナ−膜形成、トナー帯電量、画像品質にはなんら
の変化も認められなかった。実施例 ３ 実施例１におけるポリスチレンの代りに実施例２のａー
メチルスチレン／ピニルトルェン共重合体を用いてトナ
ーを作製した。

このトナー８０夕に対して平均粒径０．５仏机の炭化チ
タン微粉末０．１夕およびポリテトラフルオロエチレン
（ＴｅｆｌｏｎＫータイプ１０）１．５夕を添加し、強
損梓と停止の繰返し操作によって、表面に炭化チタン微
粉末を含むポリテトラフルオロェチレンの絹状組織体を
形成したトナ−を得た。このトナーを酸化処理鉄粉に対
して細ｔ％の割合で混合して現像剤とし、これを用いて
連続複写テストを行なった結果、２０，００の女までな
んらの変化が認められず、初期と同等の結果を得ること
ができた。実施例 ４ 実施例３における炭化チタン微粉末の代りに炭化タング
ステンを用いて同様に連続複写テストを行なった結果、
２５ ００の女まで殆んど変化せず、初期と同等な結果
を得ることができた。

実施例 ５ ポリテトラフルオロェチレンの水性分散液（Ｔｅｆｌｏ
ｎＫ，タイプ２０）を固形分１．５夕を炭化ケイ素０．
３夕とをコロイドミルにて分散し、これに実施例２で得
たａーメチルスチレン／ピニルトルェン共重合体を主成
分とするトナー８０夕を添加し均一分散したのち、スプ
レードラィャにて頃霧乾燥して、表面に炭化ケイ素散粉
末を含むポリテトラフルオロェチレンの絹状組織体を形
成したトナーを得た。

このトナ−を酸化処理鉄粉に対してぶれ％の割合で混合
し、現像剤とし、これを用いて連続複写テストを行なっ
たところ、２５０００枚までなんら変化の認められない
結果が得られた。実施例 ６軟化点１１５〜１２尊○を
示すスチレン／ｎ−ブチルメタクリレート共重合樹脂６
０重量部と、軟化点１２５℃のポリスチレン１の重量部
とを加熱溶融し、カーボンブラック５重量部を添加して
均一混練したのち、冷却粉砕して平均粒径１１．５Ａｗ
のトナーを得た。

このトナ−１００のこ対して平均粒径０．３仏のの窒化
チタン粉末０．５夕とポリテトラフルオロェチレン（デ
ュポン社製、ＴｅｆｌｏｎＫータィプ１０）１．５夕と
を添加し、ワーリングブレンダにて最大回転数で強燈拝
し、櫨梓１硯酸、間、停止２筋秒間の操作を３０回繰返
し、トナー粒子表面に窒化チタン微粉末を含むポリテト
ラフルオロヱチレンによる微細繊維の絹状楓織体を形成
して、トナ‐表面に付着しされなかった微粉末を風節に
より除去した。ついで、このトナーを平均粒径１５０ム
の酸化処理した鉄粉からなる帯磁性迫体粒子に対し２ｗ
ｔ％の割合で混合して現像剤となした。この現像剤を用
い複写機で連続複写を行ない５，００ｑ父毎に潜像保持
表面へのトナー膜形成状態、トナーの帯電量および画像
品質の変化を調べたが、２０，０００牧の複写テストの
あとでもトナー膜形成、トナー帯鰭量および画像品質に
はなんら変化が認められなかった。一方、窒化チタンお
よびポリテトラフルオロェチレンで処理をしないトナー
を用いた場合には５，００ｑ叉ですでに潜像保持表面へ
のトナー膜形成が認められ、画像品質も低下しており、
潜像保持表面をアルコールでクリーニングしても初期の
状態に回復せず、現像剤自体の品質低下も認められた。

実施例 ７ 軟化点１１５〜１２６０のスチレンノｎ−ブチルメタク
リレート共重合樹脂８０重量部と、軟化点１２０℃を示
すａ−メチルスチレンノビニルトルェン共重合樹脂１５
重量部とを力項熟溶融し、カーボンブラック５重量部を
添加して均一混練後、冷却粉砕して平均粒径１２仏肌の
トナーを得た。

このトナ−１００のこ対して平均粒径０．５ム机の窒化
チタン０．１夕とポリテトラフルオｏエチレン（Ｔｅｆ
ｌｏｎＫータイブ１０）１．５夕とを添加し、実施例６
と同様に表面に窒化チタンを含むポリテトラフルオロエ
チレンの絹状組織体を形成したトナーを得た。ついでこ
のトナ−を１５０仏凧の酸化処理鉄粉に対して３ｗｔ％
の割合で混合して現像剤とし、これを使用して連続複写
テストを行なったところ、２５，Ｑ０ｑ文まで潜像保持
表面へのトナー膜形成、トナー帯電量、画像品質にはな
んら変化が認められなかった。実施例 ８ 軟化点１２０℃を示すａ−メチルスチレン／ビニルトル
ヱン共重合樹脂９５重量部を刀慣熟、溶融し、カーボン
ブラック５重量部を添加して均一濠線し、実施例６と同
様に平均粒径１１山凧のトナーを得た。

このトナー１００夕に対し、平均粒蓬０．４５ムの室化
ジルコニウム０．１夕とポリテトラフルオロェチレン（
ＴｅｆｌｏｎＫ−タイプ１０）１．５夕とを添加し、表
面に窒化ジルコニウムを含むボリテトラフルオロェチレ
ンの絹状組織体を形成したトナーを得た。このトナーを
１５０山肌酸化処理鉄粉に対して抜け％の割合で混合し
て現像剤とし、これを用いて連続複写テストを行なった
ところ、２５ ０Ｍ枚まで潜像保持表面へのトナー膜形
成、トナー帯電量、画像品質にはなんら変化が認められ
なかった。実施例 ９ ポリテトラフルオロェチレンの水性分散液（Ｔｅｆｌｏ
ｎＫ−タイプ２０）の固形分１．５夕と室化ホウ素０．
５夕とをコロイドミルにて分散し、これに実施例８で得
たａ−メチルスチレン／ビニルトルェン共重合体を主成
分とするトナー１００夕を添加し、均一分散したのち、
スプレードライヤーにて噴霧乾燥して、表面に窒化ホウ
素微粉末を含むポリテトラフルオロェチレンの網状組織
体を形成したトナーを得た。

このトナーを酸化処理鉄粉に対して細ｔ％の割合で混合
して現像剤とし、これを用いて連続複写テストを行なっ
たところ、２５，００ｑ叉まで潜像保持表面へのトナー
膜形成、トナー帯電量、画像品質にはなんら変化が認め
られなかつた。実施例 １０ 実施例９の峯化ホウ素の代りに窒化ジルコニウムを用い
て全く同様にして現像剤を作り、これを用いて連続複写
テストを行なった結果、２０，０００枚まで潜像保持表
面へのトナー膜形成、トナー帯電量、画像品質にはなん
ら変化が認められなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トナー母体粒子の表面にポリテトラフルオロエチレ
   ンの繊維の網状組織を形成し、かつ前記繊維の網目間に
   、無機質炭化物あるいは窒化物の如き硬質材料微粉末を
   含むことを特徴とする電子写真用トナー。 ２ 硬質材料微粉末はホウ素、ケイ素、チタン、ジルコ
   ニウム、タングステンの炭化物の１種あるいは２種以上
   である特許請求の範囲第１項記載の電子写真用トナー。 ３ 硬質材料微粉末はチタン、ホウ素、ジルコニウムの
   窒化物の１種あるいは２種以上である特許請求の範囲第
   １項記載の電子写真用トーン。４ 硬質材料微粉末は、
   ホウ素、ケイ素、チタン、ジルコニウム、タングステン
   の炭化物およびチタン、ホウ素、ジルコニウムの窒化物
   の組合せよりなるものである特許請求の範囲第１記載の
   電子写真用トナー。