JPH0261649A - トナー及び製造方法 - Google Patents

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などに使用されている乾式現像用ト
ナーとその製造方法に関する。 ［従来の技術］ 従来、電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１
に示させているカールソンプロセスを基本として、これ
までに多数の方法が提案されている。 一般には光導電性物質を用′いた感光体上に静電気的潜
像を形成し、次に該潜像に“トナー゛と呼ばれる微粉末
を選択的に付着させ、現像を行い、該に応じて紙などの
転写材に転写した後、熱及び圧力、または溶剤蒸気など
により定着し画像形成物を得るものである。 現像方法としては乾式現像方式、液体現像方式に大別で
き、さらに乾式現像方式としてはキャリアを使用する二
成分現像方式として磁気ブラシ現像法、カスケード現像
法などが知られている。また、−成分現像方式としては
、ジャンピング現像法、ＦＥＥＤ現像法、磁気ブラシ現
像法などが知られている。これらの現像方式に使用され
るトナーはさらに絶縁性と導電性に分類される。一般に
これらの現像方法に使用されるトナーは樹脂の中に染料
、顔料なとの着色材、帯電制御剤などを分散させた約１
０μｍの微粒子の表面に種種の物質を付着させたものが
使用されている。しかしこれらの微粉末を前記の現像方
法に用いるためには種種の化学的物理的特性が要求され
る。なかでもトナー搬送に影響を与える凝集性、流動性
についてはこれまでに多数の提案がなされており、例え
ばシリカ粉末をトナーの表面に付着させることにより流
動性を向上させることが知られている。最近では特公昭
６２−４９４号にポリビニルアルコール中にシリカを分
散させた結合体をトナー表面に被覆することが開示され
ている。さらに特公昭６１−５５１０８号にはトナー表
面にシリコン樹脂よりなる接着層を介して無機質ｆｆｉ
粉末を付着させることが開示されている。さらに特公昭
６０−３４１０４号には微粉状シリカを含有するトナー
粒子にさらに微粉状シリカを混合した現像剤が開示され
ている。 トナーの製造方法としては、一般に混練粉砕法、スプレ
ードライ法、重合法などが知られている。 また、トナー表面に種種の物質を付着させる方法として
は、流動乾燥炉などを使用して熱により付着させる方法
、ボールミルなどの混合機を用いて機械的な力により付
着させる方法などが知られている。 〔発明が解決しようとする課題　　　　〕しかしながら
、前述の方法では、表面に付着した微粒子の付着力が弱
く、トナー搬送時及び現像時にトナー表面から剥がれて
しまい使用雰囲気温度によって容易に凝集が起こり、ブ
ロッキングやケーキングによりトナーの現像特性が低下
するという欠点を有している。更に剥がれた微粒子によ
り装置内汚染が生じ、画像劣化、機械故障などの悪影響
を及ぼすという欠点を有している。　更に表面に付着し
ている微粒子の量によりトナーそれぞれで帯電量が異な
り、画質に悪影響を与えるという欠点を有している。 従って本発明の目的は、上記課題を解決するもので １）凝集防止（保存性） ２）高流動性 ３）微粒子飛散の防止 ４）安定な帯電性 上記特性を有するトナーとその製造方法を提供するもの
である。 〔課題を解決するための手段〕 本発明のトナーは乾式現像法に使用するトナーにおいて
粒径が０．５μｍ以下である無機物微粒子をトナー表面
に固着させることを特徴と、する。 また、無機物微粒子の表面積が１００ｍ２／ｇ以下であ
ることを特徴とする。また、　トナー表面に固着した無
機物微粒子の被覆率が１００％以下であることを特徴と
する。 また本発明の製造方法は無機物微粒子をメカノケミカル
反応により固着させることを特徴とする。 また、メカノケミカル反応において、処理温度がトナー
の結着樹脂のガラス転移点以下であることを特徴とする
。 〔作用〕 シリカなどをトナー表面に付着させることによってトナ
ーの流動性が向上することが一般に知られているが、こ
の詳細な原因については未だ不明な点が多い。この点に
ついて鋭意研究を行ったところ、メカノケミカル反応に
よって無機物をトナー表面に固着させると、これまでの
付着方法よりも、より流動性、及び保存性が向上するこ
とが明かとなった。この原因は、メカノケミカル反応が
熱的かつ機械的エネルギーを併用する反応であることか
ら、トナー表面にトナーの結着樹脂と無機物微粒子の結
合体からなる新たな活性層が形成するためだと考えられ
る。このことは、無機物微粒子の粒径、表面積、表面被
覆率の因子によって、流動性が異なることからも推測す
ることができる。更にメカノケミカル反応はトナー表面
のみで生じるため、トナー本来の特性を変化させること
なく、流動性及び保存性のみを向上させることができる
。 さらに、無機物微粒子がトナー表面に強固に固着される
ため、無機物微粒子の剥がれによる表面被覆率の経時変
化がなくなり、トナーの帯電特性などが安定するものと
考えられる。 〔実施例〕 以下の実施例により本発明を具体的に説明する。 本発明に用いるトナーは一般の混線粉砕法、スプレード
ライ法、重合法によって作製された粒径５〜２０μｍの
ものを使用することができる。　次に、従来の方法で作
製したトナーを母粒子として（以下、母粒子トナーとす
る。）無機物微粒子をメカノケミカル反応により、母粒
子トナーの表面に固着させる。母粒子トナーと無機物微
粒子の混合割合は、母粒子表面に一層、つまり被覆率が
１００％以下になるように調整する。−層以上（被覆率
１００％以上）になるとトナーの結着樹脂と結合して活
性層を形成しない無機物微粒子が弱い力で表面に付着し
ているため、非常に剥がれ易くなるためである。また、
メカノケミカル反応における処理温度は、母粒子トナー
の結着用樹脂のガラス転移点（混合系の場合は、ガラス
転移点の低い方とする。）以下で行う。ガラス転移点以
上であると母粒子トナー同士の凝集が生じてしまい流動
性が低下するからである。メカノケミカル反応を行う方
法としては、いわゆる、高速流動攪はん機を使用する０
例えば、メカノフュージョンシステム（靴用ミクロン製
）、ナラハイブリタイゼイションシステム（奈良機械製
作断裂）などを用いることができる。しかし、メカノケ
ミカル反応を行う装置としては、決して、これらに限定
されるものではなく、機械的かつ熱的エネルギーを加え
ることができる装置であれば上記装置以外でも構わない
。 トナー組成としては特に限定されるものではなく、一般
的なものを使用することができる。例えば、結着用樹脂
としては、ポリスチレン及び共重合体、例えば、水素添
加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、Ａ
ＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、　　ＡＡＳ樹脂、　
ＡＣ３樹脂、　ＡＢＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロスチレ
ン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン
・ブタジェン架橋ポリマー　スチレン・ブタジェン・塩
素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・アルコー
ル共重合体、スチレン・ブタジェンゴムエマルジョン、
スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・イ
ソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合
体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレート系樹
脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂及びそ
の共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、ス
チレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重
合体、スチレン・ブタジェン・アクリル酸エステル共重
合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合体、ス
チレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、スチレ
ン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体
、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルアク
リレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート
・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリル
アミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレー
ト共重合体、スチレン・ブタジェン・ジメチル・アミノ
エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリル
酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・
メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘキシル
共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチルグ
リコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブ
チルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレン
・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重合
体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレイ
ン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポリ
エステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共重
合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリプロピレン
及びその共重合体、フッソ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂などを一種類あるいは、二種類以上ブ
レンドしたものを使用する事ができる。 着色剤としてはカーボンブラック、スピリットブラック
、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用する。カラー用
としては、フタロシアニン、ローダミンＢレーキ、ソー
ラピュアイエロー８Ｇ、キナクリトン、ポリタングスト
リン酸、インダスレンブルー　スルホンアミド誘導体な
どの染料を使用することができる。この他に磁性トナー
用として、Ｆｅ５Ｏａ、Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ
などの磁性粉を添加する。更に、分散剤として、金属石
鹸、ポリエチレングリコールなと、帯電制御剤として、
電子受容性の有８！錯体、塩素化ポリエステル、ニトロ
フニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニル塩などを
添加することができる。 また本発明に使用する無機物微粒子としては、５ｌｃｈ
；　　Ｔｉ０２（ルチル、アナターゼ）、ＺｎＯ１ＡＩ
２０３（ＣＺ型、　β型）、　Ｔｉ０Ｎ、　　ＴｉＢａ
Ｏ３、ＭｇＯ１ＺｒＯ２、ＣａＣｏ３、Ｎｉ０１Ｓ　ｎ
　Ｏ。 クレー　タルクなどを使用する。これらの無機微粒子は
、粒径が０．５μｍ以下のものを使用する。 好ましくは０．　１μｍ以下である。更に水分などの吸
着を最大限に抑えるために無機物微粒子の表面積はＢＥ
Ｔ法による測定でｌｏＯｍ’／ｇ以下のものがよく、好
ましくは８０ｍ２７ｇのものがよい。 以上前記方法によって無機物微粒子を固着させることに
よって、処理後の分級などの操作を必要とせず、簡単に
流動性及び保存性の優れたトナーを製造することができ
る。 以下に本実施例をより詳細に説明する。 〔実施例１〕 ［母粒子トナーの作製コ スチレン・アクリル共重合体　　９０ｗｔ％カーボンブ
ラック　　　　　　　１０ｗｔ％上記組成の原料を使用
し、スクリュウ押出機で混練し、冷却粗粉砕する。次に
ジェット粉砕機で微粉砕し、分級して５〜２０μｍの母
粒子トナーを作製した。 ［無機物微粒子の固着］ 前記母粒子トナーに無機物微粒子としてＴｉＯ２を混合
して１．メカノフュージョンシステム（靴用ミクロン製
）を用いてＴｉＯ２を母粒子トナーの表面にメカノケミ
カル反応により固着させトナーを作製した。 前記ＴｉＯ２の特性は以下に示すものであった。 粒径　　０．　１μｍ 表面積　５０ｍ２／ｇ また、ＴｉＯ２の被覆率は９０％になるようにした。 更に、メカノケミカル反応の処理温度は、５０°Ｃで行
った。　（樹脂のガラス転移点二　６８°Ｃ）前記作製
したトナーを一成分非接触型現像機とＯＰＣ感光体を有
するレーザプリンターに搭載して、画像形成を行ったと
ころブロッキングやケーキングを起こす事なく、鮮明な
画像を形成することができ、更に３万枚の耐久テストを
行ったところ初期と同様にブロッキングやケーキングを
起こす事なく鮮明な画像を得ることができた。さらに本
実施例で作製したトナーを容器に密閉し、３０°Ｃ−８
０％の環境下に三ケ月間保存して同様なテストを行った
が凝集などの特性上の劣化はなく、鮮明な画像を得るこ
とができた。耐久テストにおいても同様に鮮明な画像を
形成することができた。 〔比較例１〕 実施例１で作製した、母粒子トナーを無機物微粒子であ
るＴｉＯ２を表面に固着させないでそのまま実施例１で
用いたレーザプリンターに搭載して画像形成を行ったと
ころ、トナーの流動性が悪く、更に現像機内で凝集を起
こし、鮮明な画像を形成することができなかった。 〔比較例２〕 実施例１で作製した母粒子トナーを使用して、実施例１
と同様にＴｉＯ２を混合した。次に、ヘンシェルミキサ
ー（三井三池製）を用いて母粒子トナーの表面にＴｉＯ
２を付着させた。前記トナーを用いて、実施例１と同様
にレーザープリンターを用いて、画像形成を行ったとこ
ろ初期における画像は鮮明であったが、１，５万枚ぐら
うから、画像法度が低下し鮮明な画像を形成することが
できなかった。 〔比較例３〕 比較例２のヘンシェルミキサーの変わりにトナー表面へ
のＴｉ０ａの付着をボールミルを用いて行ったが、比較
例２と同様な結果であった。 〔実施例２〕 実施例１で作製した母粒子トナーを用いて、第１表に示
すＴｉ０ａを用いて実施例１と同様に母粒子トナーの表
面にＴｉＯ２を固着させてトナーを作製した。このトナ
ーを用いて実施例１と同様にレーザープリンターによる
画像形成を行った。その結果を第２表に示す。 第１表 第１表のＴｉ０ａを用いて作製したトナーのレーザープ
リンターによる画像形成結果を第２表に示す。 第２表 ゛′鮮明゛の定義は地力ブリが無く、画像濃度が１゜５
以上の画像である。 〔実施例３〕 実施例１のトナー製造において、メカノケミカル反応の
処理温度を変えてトナーを作製した。その他は実施例１
と同様に行った。結果を第３表に示す。 第３表 ＮＯ６６のトナーは実施例１と同様に鮮明な画像形成を
行うことができた。しかし、Ｎｏ、１３のトナーは全く
画像形成を行うことができなかった。 〔実施例４〕 ［母粒子トナーの作製］ スチレン・アクリル樹脂　　５９　ｗ　ｔ％Ｆｅ５Ｏ４
４０ｗｔ％ カーボンブラック　　　　　　１　ｗ　ｔ％上記原料を
用いて実施例１と同様に母粒子トナーを作製し、更に実
施例１と同様にＴｉＯ２を母粒子トナー表面に固着した
。　　このトナーを使用して一成分磁気ブラシ現像方法
によるレーザープリンターにより画像を形成したところ
、実施例１と同様な結果を得た。更に、本実施例の母粒
子トナーを用いて比較例１、比較例２、比較例３、実施
例２、実施例３と同様にＴｉＯ２を処理したところそれ
ぞれ同様な結果を得た。

【発明の効果】

以上述べたように本発明のトナーによれば、粒径０．５
μｍ以下、表面積Ｌｏｏｍ２／ｇの無機物微粒子をトナ
ー表面に被覆率１００％以下になるように固着させるこ
とにより、流動性がよく、凝集がほとんど生じず、更に
トナー表面に固着した無機物微粒子が剥がれないため、
装置内の汚染がなく、またトナーの帯電量の経時変化が
なく安定なため、画質が常に鮮明であるという効果を有
する。 更に本発明の製造方法によれば、短時間かつ省エネルギ
ーで処理ができ、更に処理後、分級などの操作が不用で
あるため、安価なトナーを提供できるという効果を有す
る。 更に、本発明のトナー及び製造方法は、電子写真、静電
記録、静電印刷、磁気記録法などを用いた画像形成装置
、つまり複写機、プリンター　ファクシミリなどにも応
用することができる。 以上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾式現像法に使用するトナーにおいて粒径が０．
   ５μｍ以下である無機物微粒子をトナー表面に固着させ
   ることを特徴とするトナー。
2. （２）無機物微粒子の表面積が１００ｍ＾２／ｇ以下で
   あることを特徴とする請求項１記載のトナー。
3. （３）トナー表面に固着した無機物微粒子の被覆率が１
   ００％以下であることを特徴とする請求項１記載のトナ
   ー。
4. （４）請求項１記載の無機物微粒子をメカノケミカル反
   応により固着させることを特徴とする製造方法。
5. （５）メカノケミカル反応において、処理温度がトナー
   の結着樹脂のガラス転移点以下であることを特徴とする
   請求項４記載の製造方法。