JPH03100561A - 電子写真用トナー - 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） 本発明は電子写真において静電潜像を現像するためのト
ナーに関し、詳しくは、導電性付与物質として機能しう
る導電性高分子を芯物質表面に付着させた新規な電子写
真用トナーに関する。

（従来の技術） 電子写真は光導電性物質などにより構成された光導電体
上に潜像を形成し、これを粉末現像剤で現ｆｌシて顕像
化、さらに熱あるいは圧力、場合によっては溶剤により
紙上に定着する方法が一般的である。このような電子写
真の現像剤としては■結着樹脂に磁性粉、着色剤、導電
性付与物質、電荷調整剤および流動性改良剤等を分散さ
せた１成分系現像剤と、■結着樹脂に着色剤、導電性付
与物質、電荷調整剤および流動性改良剤等を分散させた
トナーと、鉄粉またはフェライト粉のキャリアとの混合
物よりなる２成分系現像剤とに大別することができる。

２成分系現像剤は、キャリアとの摩擦により荷電せしめ
たトナーを静電潜像に付着せしめることにより現像を達
成するものである。一方、１成分系現像剤である磁性ト
ナーはその抵抗値により異なり、導電性トナーでは感光
体の静電荷による逆極性電荷の誘導により、高抵抗トナ
ーでは同一トナー粒子内での分極や電荷注入によりトナ
ーが感光体に付着する。更に２成分系現像剤に似た荷電
性を有する絶縁性トナーも用いられ、これはトナーを搬
送するための部材またはトナー同士の摩擦によりトナー
に電荷を与えることにより感光体に付着させるものであ
る。このようなトナーの導電性あるいはまた摩擦帯電量
に影響を与える絶縁抵抗をコントロールするための導電
性付与物質として導電粒子が用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記導電性粒子として着色剤の役目も兼ねるカーボンブ
ラックが用いられているが、カーボンブラックは吸湿性
が大きいため、特に２成分系現像剤においてはこの添加
量が多すぎると、高湿度雰囲気での転写性が低下し、少
なすぎると帯電量が不安定となり画質に悪影響を与える
などの問題点を有している。また、１成分系の磁性トナ
ーにおいては、トナー中に多量の磁性体や着色剤が含ま
れるところへ、更にカーボンブラックやグラファイトな
どの導電性粒子を添加するには限度があった。更に導電
性は表面現象であるため、カーボンブラック等の層をト
ナーを構成する芯物質表面に形成して導電層とすること
が多いのであるが、これら導電性微粒子をその表面に付
着させ、導電性を安定にするためにはその表面にカーボ
ンブラック等の粒子を融着させる必要があるなど複雑な
工程をとらなければならない。

本発明は、このような従来法の問題点を改善せしめるト
ナーを安価に提供することを目的としてなされたもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成するため種々検討した結
果、芯物質の表面に導電性高分子を付着させたトナーが
上記目的に十分対応できる優れた性質を持つという新た
な知見を得るに至り本発明を完成した。

すなわち本発明はアニリン、ビロール、チオフェンおよ
びそれらの誘導体の酸化重合体である導電性高分子をト
ナーを構成する芯物質の表面に付着させたことを特徴と
する電子写真用トナーである。

本発明の導電性高分子とはアニリン、ピロール、チオフ
ェンまたはそれらの誘導体を酸化重合せしめたものであ
り、該誘導体とはアニリンの２位または３位、ビロール
およびチオフェンの３位または４位を炭素数１〜１８の
アルキル基またはアルコキシ基で置換した化合物を意味
する。

芯物質の表面に導電性高分子を付着させる方法としては
、水、メタノール、エタノール、プロパツール、アセト
ニトリルの１種または２皿以上からなる溶剤中に芯物質
を浸漬し、アニリン、ピロール、チオフェンまたはそれ
らの誘導体（以下、モノマーと略す）の１種または２種
以上と酸化剤およびドーパントの存在下、−４０〜５０
℃の温度で１分〜１０時間攪拌することにより、芯物質
表面に該モノマーの酸化重合体を付着させ、電子写真用
トナーを製造する。

上記方法において、水、メタノール、エタノール、プロ
パツール、アセトニトリル以外の溶剤も用いることがで
きるが、モノマーの酸化重合体が処理液中で芯物質への
付着に供されずに単独で沈降する割合を減らし、重合体
の利用率を上げるためには、上記溶剤の使用が好ましい
。

酸化重合に用いられる酸化剤としては、塩素、臭素、、
−ａつ素等のノ１０ゲン類；塩化第二鉄、三フッ化ホウ
素、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン等の金属ハロゲ
ン化物；過酸化水素等の過酸化物：過硫酸、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸およびその塩；ヨ
ウ素酸、過塩素酸カリウム等のハロゲン酸およびその塩
；過マンガン酸カリウム、クロム酸等の遷移金属化合物
；硝酸、硫酸等のプロトン酸、オゾン、酸素等が挙げら
れ、これらは、単独または混合して用いられる。

本発明で使用するドーパントは、一般に使用されるアク
セプター性のドーパントである。具体的には、塩素、臭
素、ヨウ素、塩化水素等の７１０ゲンアニオン；ヘキサ
フロロリン、ヘキサフロロリン、テトラフロロホウ素等
のハロゲン化物アニオン；アルキルベンゼンスルホン酸
、ベンゼンスルホン酸アニオン；過塩素酸、過塩素酸ノ
ｌリウム等過塩素酸アニオン；硫酸等の硫酸アニオンが
挙げられ、これらは単独または混合して用いられる。

重合時におけるモノマー、酸化剤およびドーパントの量
は、処理されるトナーの量、形状、太きさおよび所望す
る抵抗値によっても異なるが、モノマーの量は溶剤１０
０重量部に対して０．０５〜３０重量部、酸化剤は溶剤
１００重量部に対して０，０５〜３０重量部、ドーパン
トは溶剤１００重量部に対して０．０１〜２０重量部、
芯物質は溶剤１００重量部に対して０．１〜５０重量部
とすると、芯物質粒子に効率良く導電性高分子を付着さ
せることができる。モノマーを重合させる際の温度は、
−４０〜５０℃が好ましく、更に好ましくは一１０〜１
０℃程度である。

前記方法において酸化剤として塩化第二鉄のような鉄（
ＩＩ）塩を用いた場合には、導電性高分子中に含有され
た鉄塩を従来公知の方法によって磁性を有する鉄の化合
物に変えることができる。例えばｐＨ調整剤を含む溶液
中に導電性高分子を付着した芯物質を入れ、加熱処理お
よび必要に応じて酸素ガスの導入を併用するなどの方法
を挙げることができる。

本発明に用いる芯物質を構成する材料とは、樹脂成分に
必要により磁性粉、着色剤、流動性改良剤および電荷調
整剤等を混入せしめたものであり、樹脂成分には、例え
ばスチレン樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン
−ブタジェン共重合樹脂、スチレン−マレイン酸共重合
樹脂等のスチレン系共重合樹脂、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニ
ル、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変
性ロジン、パラフィンワックス、ケトン樹脂等を挙げる
ことができ、これらは単独または混合して用いられる。

導電性高分子は一般的には黒色であり、それ自体着色剤
としての機能も有するが、カーボンブラックまたはその
他の染料、顔料を着色剤として芯物質に混入せしめても
何らさしされりない。

本発明のトナーの製造にあたっては、芯物質構成材料を
熱ロール、ニーダ−等の熱混練機によって良く混連した
後、機械的な粉砕、分級によって芯物質を得、この芯物
質に導電性高分子を付着さる方法、結着樹脂を構成すべ
き単量体に所定材料を混合した後、この乳化懸濁液を重
合させることによりトナー芯物質を得、導電性高分子を
付着させる方法などがありその粒径は１〜５０μｍ１好
ましくは５〜１５μｍ程度とするのが望ましい。

また、本発明のトナーはキャリアーと混合して２成分系
現像剤として使用することもできるが普通は１成分系現
像剤として使用するために、芯物質は磁性材料を添加し
たものを調整するのが望ましい。芯物質を構成する結着
樹脂中に含有せしめる磁性体としては、鉄、コバルト、
ニッケルなどの強磁性元素およびこれらを含む合金や化
合物であるマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなが
適宜使用でき、その粒度としては０．１〜０．８μｍ１
更に好ましくは０．３〜０．５μｍであり、結着樹脂１
００重量部に対して１０〜１２０重量部、より好ましく
は３０〜１００重量部含有することが好適である。

（実　施　例） 以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれらの例に何ら限定されるものではない。なお実施
例中の部とは、重量部を表す。

実施例１ スチレン−ブチルアクリレート共重合体６１部、マグネ
タイト３６部、低分子量ポリエチレンワックス３部を混
合する。この混合物をロールミルで加熱溶融混練し、冷
却後、ハンマーミルで粗粉砕した後、更にジェットミル
を用いて微粉砕する。

次いで風力分級機を用いて分級し、粒径８〜１５μｍの
芯物質を得た。

水６１．３部と塩化鉄（ＩＩＩ）六水塩８．１３ｆｆｌ
からなる溶液に、この芯物質４．８８部をメタノール４
．８８部で湿らせ添加した。この混合液を０℃で攪拌し
ながら、ピロール０．８１部を水２０部で溶解した液を
添加し３分間攪拌し、ろ別した。

水、次いでメタノールで洗浄後、乾燥し黒色の導電性磁
性トナーを得た。このトナーは３Ｘ１０２Ω・ｃｍの抵
抗値を示した。この磁性トナーを用い、酸化亜鉛感光体
に形成した静電潜像を顕像化し、記録紙上に画像を転写
させたところ、カブリのない鮮明な画像が得られた。

実施例２ スチＩ／ンーメチルメタクリレート共重合体５８部、マ
グネタイト３６部低分子量ポリエチレンワックス２．５
部、カーボンブラック３部を混合した。この混合物を実
施例１と同様の工程で処理し、平均粒径１２μｍの芯物
質を得た。

水６９部、濃塩酸１．３部およびアニリン０．６部より
なる水溶液にこの芯物質４部をアセトニトリル４部で湿
らせ添加した。この混合液を攪拌しなから０℃に冷却し
、ＩＮ−硫酸１７．９部および過硫酸アンモニウム３．
２部からなる液を添加し、２０分間攪拌した。ろ過後、
水、メタノールで洗浄し、乾燥して、黒色の磁性トナー
を得た。

このトナーは４Ｘ１０５Ω・Ｃｍの抵抗値を示した。こ
の磁性トナーを用い、酸化亜鉛感光体に形成した静電潜
像を顕像化し、記録紙上に画像を転写させたところ、ガ
ブリのない鮮明な画像が得られた。

実施例３ 水３０部、アセトニトリル３１．３部と塩化鉄（ＩＩＩ
）六水塩８．１３部からなる溶液に、実施例２で得た芯
物質４．８８部をアセトニトリル４．８８部で湿めらせ
添加した。この混合液を室温で攪拌しなから３−メトキ
シチオフェン０．８１部をアセトニトリル２０部で溶解
した液を添加し３０分攪拌し、ろ別した。水、次いでメ
タノール洗浄後、乾燥し、黒色の磁性トナーを得た。こ
のトナーは６Ｘ１０９Ωφｃｍの抵抗値を示した。この
磁性トナーを用い酸化亜鉛感光体に形成した静電潜像を
顕像化し、記録紙上に転写したところ、カブリのない鮮
明な画像が得られた。

実施例４ スチレン−ブチルアクリレート共重合体７０部、マグネ
タイト２４部、低分子量ポリエチレンワックス２．５部
、カーボンブラック３部を混合した。

この混合物を実施例１と同様の方法で処理し、粒径８〜
１５μｍの芯物質を得た。この芯物質を実施例１と同様
に処理して、芯物質表面にポリピロールを付着させ黒色
の磁性トナーを得た。このトナーは８Ｘ１０２Ω・ｃｍ
の抵抗値を示した。このトナーを水酸化ナトリウム水溶
液中に入れｐＨを約１１に調整して９０℃で６０分間加
熱処理するとポリピロール中に含有する鉄の塩は磁性酸
化物となった。この磁性酸化物を含有するポリピロール
を付着した芯物質をろ別し、水洗後、乾燥して磁性トナ
ーを得た。このトナーは８Ｘ１０３Ω・ｃｍの抵抗値を
示した。この磁性トナーを用い酸化亜鉛感光体に形成し
た静電潜像を顕像化し、記録紙上に転写したところ、ガ
ブリのない鮮明な画像が得られた。

（発明の効果） 本発明においては必要により着色剤、磁性粉、電荷調整
剤等を混入せしめた高分子樹脂またはゴムの微粒子から
なる芯物質の表面に、簡単な装置を用い、溶液中で撹拌
するという簡単な方法で導電性高分子を付着させること
ができる。導電性高分子の１部は芯物質と複合化し、更
に一般的には極めて薄い層となり芯物質を被覆している
ために、この付着は強固となる。

本発明の電子写真用トナーは１Ω・ｃｍ〜１０１５Ω・
ｃｍ程度までその抵抗を自在に制御でき、また導電性高
分子の導電機構は電子伝導であるために周囲環境、特に
湿度に影響されるようなことは全くなく安定である。

更に導電性高分子は一般的には黒色であるために着色剤
としての機能をも有し、モノマーの酸化重合時に酸化剤
として鉄（ＩＩＩ）塩を用いれば公知の方法により導電
性高分子に磁性を付与することもできる。

従って、本発明により、より高い機能および安定性が要
求されるトナーの特性を満足する電子写真用トナーを安
価に提供することが可能になった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　トナーを構成する芯物質の表面に導電性高分子を付
   着させたことを特徴とする電子写真用トナー。 ２　導電性高分子が、アニリン、ピロール、チオフェン
   またはそれらの誘導体のポリマーからなることを特徴と
   する請求項１記載の電子写真用トナー。