JPH03290672A - 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、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて静電荷像を現像するために使用されるトナーに関す
る。

〔従来の技術〕

電子写真法の一例においては、像担持体上に、帯電、露
光により静電荷像が形成され、この静電荷像はトナーを
含む現像剤によって現像されてトナー像が形成され、次
いでこのトナー像が転写材に転写され、定着されて可視
画像が形成される。

一方、転写材に転写されずに像担持体上に残留したトナ
ーは、好ましくは像担持体の表面に圧接配置されたブレ
ード等のクリーニング部材によりクリーニングされる。

現像剤を構成するトナーの製造方法としては、いわゆる
粉砕法が知られている。この粉砕法は、バインダーとし
ての熱可塑性樹脂に、着色剤、その他必要に応じて用い
られる添加剤を添加し、これらを熔融混練した後、粉砕
、分級してトナーを製造する方法である。

しかし、粉砕法で得られたトナーは、一般に粒度分布が
広く、従ってトナーの摩擦帯電性にムラが生じ、カブリ
等が発生しやすいという弱点がある。また、生産効率の
関係上、体積平均粒径が２〜８μｍの小径のトナーが得
られにくく、従って高画質化の要求に応えられないとい
う問題がある。

かかる事情から、近年においては、造粒重合法の適用が
検討されてきた。二〇造粒重合法とは、バインダーとし
ての樹脂を構成するための重合性単量体と、着色剤等の
添加剤とを含有してなる組成物を造粒重合してトナーを
製造する方法である（特開昭５６　１１０９４５号〜１
１０９５１号公報、特開昭６１−２５５３５３号〜２５
５３５７号公報、特開昭５８−５０５４４号〜５０５４
５号公報等）。

この造粒重合法によれば、体積平均粒径が２〜８μｍの
小径のトナーの製造が可能であり、しかもトナーの粒度
分布が狭いという利点がある。また、ジェット粉砕機等
の高価な設備を必要としないので生産コストの低減化を
図ることも可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、造粒重合法で得られるトナーは、重合過程にお
いて表面張力が作用するため、粒子の真球度が高くなり
、従ってクリーニング工程においては、像担持体上に残
留したトナーをクリーニング手段として好ましいブレー
ドによってクリーニングすることが困難となる問題があ
る。

本発明の目的は、クリーニング不良を伴わずに、解像度
の高い高画質の画像を多数回にわたり安定に形成するこ
とができるトナーを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明者が鋭意研究を重ね
たところ、トナーのＢＥＴ比表面積がクリーニング性に
大きな影響を与える因子であり、このＢＥＴ比表面積を
特定範囲に規定することにより、造粒重合により得られ
るトナーにおいてもクリーニング性が格段に向上するこ
とを見出して本発明を完成したものである。

すなわち、本発明のトナーにおいては、水性媒体中に少
なくとも重合性単量体と着色剤とを存在させて造粒重合
して得られる着色粒子からなるトナーであって、ＢＥＴ
比表面積が２〜４ｍ”／ｇて、体積平均粒径が２〜８μ
ｍである構成を採用する。

上記トナーにおいて、水性媒体中にさらにワックスを存
在させることが好ましい。

上記トナーにさらに無機酸化物が０，５〜５重量％の割
合で添加混合されることが好ましい。

〔作用〕

体積平均粒径が２〜８μｍであるトナーによれば、解像
度の高い高画質の画像が得られる。

しかるに、造粒重合法により得られるトナーは、真球度
が高いためにクリーニング不良が発生しゃいが、本発明
においては、トナーのＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ’７ｇ
であるので、クリーニング性が格段に向上する。

また、水性媒体中にさらにワックスを存在させると、ト
ナーの定着特性が向上する。

また、トナーに所定割合の無機酸化物を外部から添加混
合すると、クリーニング性がさらに向上する。

〔構成の具体的説明〕

以下、本発明の構成を具体的に説明する。

本発明のトナーは、上記のように、水性媒体中に、少な
くとも、重合性単量体と、着色剤と、必要に応じて用い
られるワックスとを存在させて造粒重合して得られる着
色粒子からなり、ＢＥＴ比表面積は２〜４　ｍ２７　ｇ
、好ましくは２．５〜３ｍ２／ｇで、体積平均粒径は２
〜８μｍである。

また、着色粒子にさらに無機酸化物を０．５〜５重量％
の割合で添加混合してトナーを構成してもよい。

ここで、体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定
装置ｒＨＥＬＯ３」　（販売元；日本電子■）により、
レーザー光の散乱による方法により測定した値である。

ＢＥＴ比表面積は、島津製作所社製の「フローソーブＩ
Ｉ　２３００型」を用いて、加熱せずに測定した値であ
る。

トナーのＢＥＴ比表面積が２〜ｂ にあれば、造粒重合により得られる小径トナーでありな
がら、トナーのクリーニング性が格段に向上する。これ
に対して、ＢＥＴ比表面積が２ｍ２７ｇ未満のときには
クリーニング不良が生じやすく、一方４ｍ２／ｇを超え
るものは製造が困難であり、また環境依存性が大きくな
る。

そして、トナーの体積平均粒径が２〜８μｍの範囲にあ
れば、解像度が高くて高画質の画像を形成することがで
きる。これに対して、体積平均粒径が２μｍ未満のとき
には、画像濃度が低下しやすく、またトナー飛散が発生
しやすい。一方体積率均粒径が８μｍを超えるときには
解像度が低下しやすい。

本発明において、トナーのＢＥＴ比表面積を上記のよう
に２〜４ｍ”７ｇの範囲にするためには、次のような方
法を採用することができる。

（１）造粒重合時において、１次重合粒子を会合させて
異形化された２次重合粒子を形成する方法。

（２）造粒重合時において、重合の核となる粒子の表面
に露出する官能基に対して優先的に反応するモノマーを
滴下して異形化された重合粒子を形成する方法。

（３）　互いに相溶しない２種以上のポリマーが得られ
ることとなる重合性単量体を用いて造粒重合することに
より、当該２種のポリマーからなる重合粒子を製造し、
次いで一方のポリマーを溶解させる後処理を施して異形
化された重合粒子を形成する方法。

本発明のトナーに用いる重合性単量体は、トナーのバイ
ンダーとしての樹脂を形成するためのものである。かか
る樹脂としては、スチレン／アクリル系樹脂が好ましい
。

スチレン／アクリル系樹脂を得るための重合性単量体と
しては、スチレン、０−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−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−
ｎ−へキシルスチレン、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−フ
ェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３．４−ジクロ
ルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−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、アクリル酸ドデンル、アクリル酸うウリノヘアク
リル酸２−エチルヘキシノペアクリル酸ステアリル、ア
クリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α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、メタクリル酸プロピノペメタクリル酸ｎ−
ブチノペメタクリル酸インブチノベメタクリル酸ｎ−オ
クチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル
、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステ
アリル、メタクリル酸フェニノペメタクリル酸ジメチル
アミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等の
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、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のア
クリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等のアクリル系単
量体を挙げることができる。

これらの単量体は、適宜併用してもよい。

以上の重合性単量体を用いて水性媒体中において造粒重
合してスチレン／アクリル系樹脂を製造する際には、重
合開始剤を重合性単量体に対して０．５〜１０重量％の
範囲で用いてもよい。かかる重合開始剤としては、パー
オキサイド系開始剤、アゾ系開始剤等を用いることがで
きる。

上記の重合性単量体と共に水性媒体中に存在させる着色
剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、アニ
リンブルー、カルコオイルブルークロムイエロー、ウル
トラマリンブルー、デュポンオイルレッド、オリエント
オイルレッド＃３３０、キノリンイエロー、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
リーンオフサレート、ランプブラック、ローズベンガル
、オイルブラック、アゾオイルブラック等を挙げること
ができる。これらの着色剤は、その表面がシランカップ
リング剤等により処理されたもの、またはグラフト化処
理されたものであってもよい。

水性媒体中には、必要に応じてその他のトナー成分、例
えばワックス等を存在させてもよい。

ワックスとしては、低分子量のポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィンワックス、パラフィンワック
ス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワック
ス等を挙げることができる。

造粒重合法としては懸濁重合法を好ましく用いることが
できる。この懸濁重合法においては、機械的撹拌によっ
て重合用組成物が所定粒径の分散粒子として水性媒体中
に分散懸濁されて重合が行われるが、重合の進行と共に
分散粒子の粘着性が増大するため、分散粒子の合体が過
剰となって大径化しやすい。従って、分散粒子の合体が
過剰とならないようにするために懸濁安定剤を用いるこ
とが好ましい。

かかる懸濁安定剤としては、ゼラチン、澱粉、ポリビニ
ルアルコール等の水溶性高分子物質、硫酸バリウム、硫
酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、リン酸
カルシウム等の難水溶性塩類、これらの難水溶性塩類と
、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデンル硫
酸ナトリウム等の界面活性剤との組合せ、タルク、粘土
、ケイ酸、ケイソウ上等の無機高分子物質、金属酸化物
等の難水溶性無機化合物を用いることができる。

また、水性媒体中に、イオン性物質、例えば窒素含有重
合性単量体、難水溶性アミン類等のカチオン性物質また
はアニオン性物質が存在し、水性媒体中に分散されたと
きに分散粒子が正または負のいずれかの極性に帯電する
場合においては、水性媒体中に分散されたときに前記極
性とは反対の極性に帯電するイオン性分散剤、例えば負
帯電性のコロイダルシリカ、正帯電性の酸化アルミニウ
ム等を懸濁安定剤としてを効に用いることができる。

次に、懸濁重合法を適用して本発明のトナーを製造する
場合の一例について説明する。

まず、重合性単量体、ワックス、重合開始剤等をサント
スタラ−等により充分に混合して重合用組成物を調製す
る。この重合用組成物を懸濁安定剤を含んだ水性媒体中
に加え、ホモジェッター等の高速撹拌機等により懸濁分
散して、所定の温度条件に保って、第１の懸濁分散液を
調製する。

一方、上記と同様の重合用組成物を水性媒体中に分散し
たものにカーボンブラック等の着色剤を懸濁分散させて
第２の懸濁分散液を調製する。

この第２の懸濁分散液を、上記第１の懸濁分散液中に徐
々に滴下して、一定量のカーボンブラック等の着色剤を
核としてその表面に有する官能基に、重合性単量体を優
先的に析出、成長させながら重合反応を行う。

このようにして得られる重合粒子は、その内部に着色剤
を含んだ着色粒子となり、そしてその表面が適度に異形
化されたものとなる。異形化の程度は、重合時間等を調
整することにより、制御することができるので、ＢＥＴ
比表面積を２〜４ｍ２／ｇの範囲に容易に規定すること
ができる。

また、重合用組成物の懸濁分散状態によって、重合粒子
の粒径を規定することができるので、分散条件を調整す
ることによって、体債平均粒径が２〜８μｍの重合粒子
を容易に得ることができる。

本発明においては、以上のようにして得られた着色粒子
のみによりトナーを構成してもよいが、着色粒子にさら
に無機酸化物を０，５〜５重量％の割合で添加混合して
トナーを構成するのが好ましい。この無ａ酸化物の添加
によってトナーのクリーニング性をさらに高めることが
できる。かかる無機酸化物としては、シリカ、酸化アル
ミニウム、酸化チタン等の微粒子を用いることができる
。

また、着色粒子にさらにその他の外部添加剤を添加混合
してトナーを構成してもよい。その他の外部添加剤とし
ては、炭化物微粒子、窒化物微粒子、シリコーン樹脂微
粒子、アクリル系樹脂微粒子、ステアリン酸等の脂肪酸
、脂肪酸金属塩等を挙げることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を比較例と共に説明するが、本発
明の実施の態様はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、以下において１部」は「重量部」を表す。

〈実施例１〉 スチレン　　　　　　　　　　　　　　８０部メタクリ
ル酸ｎ〜ブチル　　　　　　　２０部ポリプロピレンワ
ックス　　　　　　　　１０部２．２°−アゾビス（２
，４−ジメチルバレロニトリル）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２部以上の材料をサントスタラ−によ
り充分に混合して重合用組成物を調製した。この重合用
組成物を、懸濁安定剤を含んだ水性媒体中に加えてホモ
ジェッターにより懸濁分散し、これを４０〜５０℃の温
度に維持して第１の懸濁分散液をｆｌ）ｉｌｌ！した。

一方、上計と同様の重合用組成物１１２部と、カーボン
ブラック１０部とを懸濁安定剤を含んだ水性媒体中にホ
モジェッターにより懸濁分散して第２の懸濁分散液を調
製した。この第２の懸濁分散液を、上記第１の懸濁分散
液中に徐々に滴下して、一定量のカーボンブラックの表
面に有する官能基に、重合性単量体を優先的に析出、成
長させながら３０時間にわたり重合反応を行った。

その後、反応液を濾過して固形物を採取し、この固形物
を洗浄し、乾燥させて、着色粒子からなるトナーを製造
した。このトナーのＢＥＴ比表面積は、３．０３ｍ”　
／　ｇで、体積平均粒径は５．５μｍであった。

く比較例１〉 スチレン　　　　　　　　　　　　　　８０部メタクリ
ル酸ｎ−ブチル　　　　　　　　２０部カーボンブラッ
ク　　　　　　　　　　１０部ポリプロピレンワックス
　　　　　　　　１０部２．２°−アゾビス（２，４−
ジメチルバレロニトリル）　　　　　　　　　　　　　
　　　２部以上の材料をサントスタラ−により充分に混
合して重合用組成物を調製した。この重合用組成物を、
懸濁安定剤を含んだ水性媒体中に加えてホモジェッター
により懸濁分散し、４０〜５０℃の温度に維持して、３
０時間にわたり重合反応を行った。

その後、反応液を濾過して固形物を採取し、この固形物
を洗浄し、乾燥させて、真球状の着色粒子からなる比較
用トナーを製造した。この比較用トナーのＢＥＴ比表面
積は、１．５０ｍ’／ｇで、体積平均粒径は６．０μｍ
であった。

〈実施例２〉 スチレン　　　　　　　　　　　　　　８０部メタクリ
ル酸ラウリル　　　　　　　　２０部ポリエチレンワッ
クス　　　　　　　　　１０部２．２’　−アゾビス（
２，４−ジメチルバレロニトリル）　　　　　　　　　
　　　　　　　２部以上の材料をサントスタラ−により
充分に混合して重合用組成物を調製した。この重合用組
成物を用いて実施例１と同様にして着色粒子からなるト
ナーを製造した。このトナーのＢＥＴ比表面積は、２．
８０ｍ’／　ｇで、体積平均粒径は７．０　ｐ　ｍであ
った。

〈比較例２〉 スチレン　　　　　　　　　　　　　　８０部メタクリ
ル酸ラウリル　　　　　　　　２０部カーボンブラック
　　　　　　　　　　１０部ポリエチレンワックス　　
　　　　　　　１０部２．２°−アゾビス（２，４−ジ
メチルバレロニトリル）　　　　　　　　　　　　　　
　　２部以上の材料をサントスタラ−により充分に混合
して重合用組成物を調製した。この重合用組成物を用い
て比較例１と同様にして着色粒子からなる比較用トナー
を製造した。この比較用トナーのＢＥＴ比表面積は、１
．３９ｍ２／　ｇで、体積平均粒径は７．０　μｍであ
った。

〈比較例３〉 比較例２と同様にして、ＢＥＴ比表面積が４．８５ｍ２
　／　ｇで、体積平均粒径が１．５μｍの比較用トナー
を製造した。

〈実施例３〉 実施例１と同様にして着色粒子を製造し、この着色粒子
に酸化ケイ素からなる無機酸化物を０．８重量％となる
割合で外部から添加混合してトナーを製造した。

〈実施例４〉 実施例２と同様にして着色粒子を製造し、この着色粒子
に酸化チタンからなる無機酸化物を１．０重量％となる
割合で外部から添加混合してトナーを製造した。

く評価〉 以上の実施例および比較例で得られた各トナーと、キャ
リアとを混合して二成分系現像剤を調製し、各二成分系
現像剤を用いて、コニカ■製の電子写真複写機ｒＵ−Ｂ
ｉｘ　１５５０Ｊによりコピー画像を形成する実写テス
トを行い、下記の項目について評価した。結果は後記第
１表に示すとおりである。

（解像度） 目視で明確に識別できる１ｍｍ当りの細線の本数で判定
した。

（クリーニング性） クリーニング不良に起因する画像不良の有無によって判
定した。

（現像剤の耐久性） 鮮明なコピー画像が得られるコピー回数で判定した。

（画像濃度） コニカ側部のサクラデンシトメーターにより相対濃度を
測定して判定した。

（トナー飛散） コピー画像および電子写真複写機の内部を目視により観
察して判定した。

第１表から明らかなように、本発明の実施例のトナーに
よれば、クリーニング不良に起因する画像不良が発生せ
ず、トナー飛散も発生せず、解像度が高くて画像濃度の
高い鮮明なコピー画像を多数回にわたり安定に形成でき
ることが明らかである。

これに対して、比較例１のトナーでは、ＢＥＴ比表面積
が過小でかつ体積平均粒径が過大であるため、解像度、
クリーニング性、耐久性の点で本発明の実施例のトナー
よりも劣っていることが明らかである。

また、比較例２のトナーでは、ＢＥＴ比表面積が過小で
あるため、クリーニング性、耐久性の点で本発明の実施
例のトナーよりも劣っていることが明らかである。

また、比較例３のトナーでは、ＢＥＴ比表面積が過大で
かつ体積平均粒径が過小であるため、クリーニング性、
画像濃度、トナー飛散、耐久性の点で本発明の実施例の
トナーより劣っていることが明らかである。

〔発明の効果〕

本発明のトナーによれば、ＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ”
／ｇで、体積平均粒径が２〜８μｍであるので、クリー
ニング不良を伴わずに、解像度の高い高画質の画像を多
数回にわたり安定に形成することができる。

また、水性媒体中にさらにワックスを存在させるとトナ
ーの定着性が向上する効果が相乗される。

また、トナーにさらに無機酸化物が０．５〜５重量％の
割合で添加混合されるとトナーのクリーニング性がさら
に向上する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水性媒体中に少なくとも重合性単量体と着色剤と
   を存在させて造粒重合して得られる着色粒子からなるト
   ナーであって、 ＢＥＴ比表面積が２〜４ｍ＾２／ｇで、体積平均粒径が
   ２〜８μｍであることを特徴とするトナー。
2. （２）水性媒体中にさらにワックスを存在させることを
   特徴とする請求項１に記載のトナー。
3. （３）請求項１または２に記載のトナーにさらに無機酸
   化物が０．５〜５重量％の割合で添加混合されてなるこ
   とを特徴とするトナー。