JPH0442234A - 導電性微粒子トナー - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真法、静電記録法等の静電荷像を現像
するための細線再現性、階調性等に優れた導電性微粒子
トナーに関する。

（従来の技術） 現在、複写機、プリンター等に広く利用されている電子
写真法、静電記録法等の静電荷像を現像する方式、乾式
現像か主流であり、これを現像するためのトナーは粉体
トナーである。粉体トナーには絶縁性トナーと導電性ト
ナーかあるか、導電性トナーによる現像においては次の
ような特長か挙げられる。

■、摩擦帯電による静電荷を利用しないので、湿度によ
る影響を排除できる。

２、静電潜像による誘起電荷または任意の偏倚電圧によ
りトナーの電荷を選択することかできるので、摩擦帯電
を利用したトナーによる現像よりも定量的な現像かでき
、ハーフト−ン再現、ベタ部の再現に優れた画像か得ら
れる。

３、トナーの構成成分である、樹脂、顔料、添加物なと
の選択かより広範囲にわたって可能となる。

４、均一電荷をトナーに与えることができるので、地汚
れの少ない、解像度の優れた画像か得られる。

５、無理のない１成分現像か可能になる。

６、摩擦帯電機構か不必要なため、現像器の構造が簡単
になり、小型化できる。

７、同一トナーて、正現像、逆現像の双方を行うことか
できる。

８　トナーか導電性であるため、清掃か容易になる。

９、導電性トナー層を接触させるたけて良いので、トナ
ー飛散のない現像かできる。

１０　トナー流動性かよく、現像器内部での凝集やフロ
ンキング、トナー補給部の詰まり　等か生しにくい。

一方、トナーには静電潜像を忠実に再現することが要求
されるか、そのためには、トナーの平均粒径が小さ（、
かつ粒度分布か揃っていることか必要である。

粉体トナーを得る方法としては、懸濁重合法、乳化重合
法、噴霧乾燥法等によるものが種々提案されているか、
残存分散安定剤や溶剤の抱き込みの問題等未解決の問題
か多く、現状ては染料、顔料、磁性粉等をバインダーレ
ジンに溶融、混練によって分散し、冷却後これを機械的
に粉砕し、その後分級して得る粉砕法か一般的である。

しかしながら、この粉砕法て得られるｌ・ナーは、その
形状か角の多い不定形であるため、得られるトナーか絶
縁性トナーのときは、トナーの平均粒径か小さくなるに
つれて、トナーの粉体としての流動性が極端に悪化し、
平均粒径５μｍ以下では現像器内部での凝集やブロッキ
ング、トナー補給時の詰まりなとか発生し事実上使用で
きなかった。

（発明か解決しようとする課題） 本発明は、従来はその流動性か悪いために使用できなか
ったような、５μｍ以下の微粒子トナーを用いて、細線
再現性、階調性等に優れた画像を得ることを可能とする
ものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、熱可塑性樹脂に少なくともカーボンブラック
を分散せしめてなる組成物、あるいは着色剤と導電性粒
子を分散せしめてなる組成物を、機械的衝撃力を利用し
た粉砕機により粉砕することにより得られた不定形粒子
であり、重量基準平均粒径０．５μｍ〜５μｍ、かつ、
体積固有抵抗約ｌＸｌ０１０Ωｃｍ以下であることを特
徴とする導電性微粒子トナーに関する。

本発明においてバインダー成分は、アイゾツト衝撃値か
］、　５　ｋｇ　ｃｍ　／　ｃｎｆ以下の熱可塑性樹脂
を主成分として含有することか望ましい。さらには、上
記熱可塑性樹脂を全バインダー成分の７０重量０６以上
、好ましくは全バインダー成分の９０重量９６以上を含
有することである。これ以下である場合は、粉砕によっ
て微粒子トナーか得られにくい。

アイゾツト衝撃値とは、材料の靭性、脆性の程度を判断
するために衝撃荷重を用いて行う利料試験の一種である
。アイゾツト衝撃値の測定原理、方法等については、Ｊ
　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　７１．　Ｉ　Ｏに準拠する。この試験
は一定形状の曲げ試験片をただ１回の衝撃により破壊し
去り、そのとき試験片の吸収するエネルギーの大きさに
よって材料の衝撃強さを判断する。現在このような試験
には、シャルピー型およびアイゾツト型の２種類か用い
られているか、基本的には同一の試験であり、衝撃値の
単位を換算すればとちらても良い。試験結果を表すには
試験片の吸収エネルギーを試験片の断面積て除した商を
ｋｇ−ｃｍ　／　ｃｒｉの単位て表しこれをアイゾツト
衝撃値とする。なお、本発明におけるアイゾツト衝撃値
試験片は、ＪＩＳ　　Ｋ７１１０に記載されている２号
試験片て切欠きをつけないものを使用することとする。

アイゾツト衝撃値か］、　５　ｋｇ−ｃｍ／　ｃｎｒ以
下となるような熱可塑性樹脂であれば、樹脂の組成、分
子量等はとくに限定されない。このような熱可塑性樹脂
としては、ポリスチレン系、スチレンとアクリル酸エス
テルもしくはメタクリル酸エステル、アクリロニトリル
あるいはマレイン酸エステルとのスチレンを含む共重合
体系、ポリアクリル酸エステル系、ポリアミド系、エポ
キシ系、フェノール系、炭化水素系、石油系の樹脂を例
示することができるが、より望ましくは、スチレン系樹
脂、エポキシ樹脂、ロジン変性ポリエステル樹脂、熱溶
融性フェノール樹脂から選はれる重量平均分子量が２０
．０００以下のものである。上記熱可塑性樹脂は２種類
以上の混合物てあってもよい。

上記アイゾツト衝撃値か１．５　ｋｇ　ｃｍ　／　ｃｏ
？以下の熱可塑性樹脂に定着性、耐オフセット性を改良
するために他の樹脂を適宜併用することかできる。これ
らの樹脂としては、ポリスチレン系、スチレンとアクリ
ル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル共重合体系
、アクリロニトリルまたはマレイン酸エステル等とスチ
レン共重合体系、ポリアクリル酸エステル系、ポリメタ
アクリル酸エステル系、ポリエステル系、ポリアミド系
、ポリ酢酸ビニル系、炭化水素系樹脂、石油系樹脂、塩
素化パラフィン等及び各種ワックス等がある。

本発明のＩ・ナー用組成物は、各種マグネタイト、フェ
ライト、ヘマタイト等の磁性粉、含金染料、ニグロノン
染料、アミン化合物等の電荷制御剤および分散助剤等を
、着色剤、電荷調整剤等と共に熱可塑性樹脂に混練する
ことができる。

本発明において着色剤は黒色トナーの場合はカーボンブ
ラックを使用する。カーボンブラック以外の着色剤を使
用する場合は、導電性物質として、酸化スズ、酸化亜鉛
、酸化銅等の各種金属酸化物または金属単体等を併用す
る。これらの導電性物質は一次粒子の平均粒径か０．３
μｍ程度以下であることか好ましい。

着色剤としてはカーボンブラック以外に、亜鉛華、黄色
酸化鉄、ハンザイエロー、ジスアゾイエロー、キノリン
イエロー、パーマネントイエロー、パーマネントレッド
、ベンガラ、リソールレッド、ウオッチャンレッドカル
シウム塩、ウォノチャンレッドマンガン塩、ピラゾロン
レット、レーキレッドＣ１レーキレッドＤ１ブリリアン
トカーミン６Ｂ、ブリリアントカーミン３Ｂ、紺青、フ
タロシアニンブルー、酸化チタン等の顔料あるいは油溶
性の染料を使用することかできる。

本発明では微粒子１ヘナーの重量平均粒径は０．５〜５
μｍであり、実質的に１０μｍ以上の粒子を含まない。

本発明の微粒子トナーは、前記バインダー樹脂に着色剤
、導電性粒子その他必要な微粒子等を加え、溶融混線に
よってバインダー中にこれらの成分を分散させ、冷却後
、粉砕、分級して所望の粒度分布に調製して得るとこか
できる。

本発明の微粒子１〜ナーを得るための機械的衝撃力を利
用する粉砕機としては、気流吸い込み式、気流衝突式、
衝突板衝突式等の圧搾空気の圧力を利用したジェットミ
ルが好ましいが、それ以外の方式として、スイングハン
マーミル、ピンミル、ターボタイプミル、遠心分級ミル
等の衝撃、剪断、摩砕力を利用した高速回転ミルでも良
い。このような粉砕機により得られたトナー粒子は、顕
微鏡による目視観察では角の多い極めて不定形をしてお
り、懸濁重合法、乳化重合法、噴霧乾燥法等その他の製
造法によるものとは著しく異なっている。

本発明のトナーは体積固有抵抗か約ｌＸｌ０”９ｃｍ以
下の導電性である。体積固有抵抗の測定方法としては、
トナーを２００ｋｇ／ｃｎｒ以−Ｅの強い圧ノＪで加圧
しペレットを作製し、両端に電圧を印加してその電流値
から算出する。トナーの体積固有抵抗か約１×１０１０
Ωｃｍを超える場合は、トナーの流動性か不十分てあり
好ましくない。

（発明の効果） 本発明によれば、これまでトナーとしての流動性か悪化
する等の問題によって利用できなかった重量基準平均粒
径５μｍ以下のトナーを使用することかできるようにな
り、高精細、高階調性の印字物を得ることか可能になっ
た。

（実施例）　以下実施例により本発明を説明する。例中
部は重量部を示す。

実施例１ 以下の処方にて原料を予備混合した後、ニーダ−にて溶
融・混練し、冷却後ジェットミルにて粉砕し気流分級機
にて微細粉をカットし、平均粒径４．１μｍのトナー粒
子を得た。平均粒径はコールタ−カウンター（商品名二
Ｔ△−■、コールタ−エレクトリック社製）を使用して
測定した。また体積固有抵抗を測定したところ、６Ｘ１
０６Ωｃｍてあった。

トナー処方 ポリスチレン樹脂（商品名・レジット５−９４、三洋化
成工業＠）製：アイゾット衝撃値０．５ｋｇｃｍ　、／
　ｃｎｆ以下）　　　　　　　　　　　　　　４７．５
部カーボンブラック（商品名：ＭＡ−８、三菱化成工業
■製）　　　　　　　　　　　　　１２．５部四三酸化
鉄（商品名：ＭＧ−ＷＭＫ、三井金属工業■製）　　　
　　　　　　　　　　４０部こうして得られたトナー粒
子は電子顕微鏡による目視観察では角の多い不定形状を
していた。この導電性トナーを、市販の１成分磁性トナ
ーを用いる複写機を改造した機械に適用し静電記録紙に
転写したところ、良好な画像か得られた。

なお、体積固有抵抗の測定法は以下の通りとした。

市販の赤外吸収スペクトル測定用錠剤成形器（成形内部
断面か直径２０ｍｍの円）に、予め、２３°Ｃ・５００
６ＲＨの高温高湿槽に２４時間放置したＩ・ナー約０．
８ｇを入れ、油圧プレス器を用い４００ｋｇ／ｃｎ？て
加圧することにより、厚さ約２ｉ＋ｍ、両端面か直径２
０ｍｍの円形である円筒形ペレットを作成した。このペ
レットの両方の円形端面部の中央に、直径１０ｍｍの主
電極を銀ペーストを塗布して密着させ一端をグランドに
設置した。

次に、一端をグランドに設置したガード電極をペレット
外周部沿って設けた。主電極に直流１００Ｖの電圧を印
加し、電流計て主電極間を流れる電流を直読し、安定し
た段階の値より下記式により体積固有抵抗を算出した。

体積固有抵抗＝（抵抗値Ｘ主電極面積）／ペレット厚み
実施例２ 以下の処方に従い、実施例１と同様にトナーを試作し、
重量基準平均粒径４．７μｍのトナーを得た。

トナー処方： エポキシ樹脂（商品名：エピコート１００４、油化シェ
ルエポキシ＠）製：アイゾット衝撃値１．４ｋｇｃｍ／
ｃｎｒ）　　　　　　　　　　　８０部カーボンブラッ
ク（商品８二Ｍ△−８、三菱化成工業■製）　　　　　
　　　　　　　１５部四三酸化鉄（商品名・ＭＧ−ＷＭ
Ｋ、三井金属工業銖）製）　　　　　　　　　　　　　
　５部体積固有抵抗は６Ｘ１０７Ωｃｍてあった。コロ
イダルシリカ（商品名・Ｒ−９７２、日本アエロジル＠
）製）をトナー１００部に対し０．９部加え充分混合し
た後に、これを市販の１成分トナーを用いる複写機に用
い、静電記録紙に転写したところ、極めて良好な画像が
得られた。

実施例３ 以下の処方の予備混合物をニーダ−にて混練した後、実
施例１と同様にジェットミルにて粉砕し、平均粒径３．
６μｍの黒色磁性粒子を得た。

ロジン変性ポリエステル樹脂（商品名：ＫＲ４４５、荒
用化学工業側製：アイゾット衝撃値１゜４　ｋｇｃｍ／
ｃｉ）　　　　　　　　　　６０部磁性粉（商品名：Ｅ
ＰＴ−５００、戸田工業■製）　　　　　　　　　　　
　　　　　４０部この磁性粒子９５部に対し５６部のカ
ーボンブラック（実施例１に同じ）を加え、試験用媒体
撹拌ミルに導入し、２０分間、４００ｒｐｍで処理した
。こうして得られたトナーは平均粒径４．５μｍであり
、体積固有抵抗は６Ｘ１０６Ωａｍてあった。この導電
性トナーを市販の１成分磁性トナーを用いる複写機を改
造した機械に適応し、静電記録紙に転写したところ、良
好な画像が得られた。

比較例１ 下記の処方でトナーを実施例１と同様な方法で製造した
。

エポキシ樹脂（実施例２に同じ）　　　９３部カーボン
ブラック（実施例２に同じ）　　２部四三酸化鉄（実施
例２に同じ）　　　　　　５部こうして得られたトナー
粒子は、平均粒径４．５μｍであり、体積固有抵抗は１
０１５以上であった。この絶縁性トナーは、そのままで
は流動性か極めて悪くトナーとしては使用できるもので
は無かった。

比較例２ 実施例３において、カーボンブラックの量を２部として
同様な方法でトナーを試作した。体積固有抵抗は２Ｘ１
０１３Ωｃｍてあり、そのままでは流動性か極めて悪く
トナーとしては使用できるものでは無かった。

実施例４ 以下の処方に従い、実施例１と同様にしてトナーを試作
し、重量基準平均粒径４．１μｍの青色導電性トナーを
得た。

ポリスチレン樹脂（実施例１に同じ）７８部フタロシア
ニンブルー（商品名：りオノールブルーＳＭ、東洋イン
キ製造■製）　　１５部四三酸化鉄（実施例１に同じ）
　　　　７部酸化スズ（商品８二Ｔ−１、三菱金属相製
）１０部 得られたトナーはやや暗青色で体積固有抵抗値７×１０
７Ωｃｍであった。このトナーを用いて実施例１と同様
にして転写したところ、極めて良好な画像が得られた。

特許出願人　東洋インキ製造株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バインダー成分としての熱可塑性樹脂に少なくとも
   カーボンブラックを分散せしめてなる組成物を、機械的
   衝撃力を利用した粉砕機により粉砕することにより得ら
   れた不定形粒子であり、重量基準平均粒径０．５〜５μ
   ｍ、かつ、体積固有抵抗約１×１０＾１＾０Ωｃｍ以下
   であることを特徴とする導電性微粒子トナー。 ２、バインダー成分としての熱可塑性樹脂に少なくとも
   着色剤と導電性粒子を分散せしめてなる組成物を、機械
   的衝撃力を利用した粉砕機により粉砕することにより得
   られた不定形粒子であり、重量基準平均粒径０．５〜５
   μｍ、かつ、体積固有抵抗約１×１０＾１＾０Ωｃｍ以
   下であることを特徴とする導電性微粒子トナー。