JPS61219963A - 正帯電性トナ− - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は電子写真法、静電記録法、静電印刷法などに用
いられる乾式トナーに関し、更に詳しくは、マグネタイ
ト等の磁性体を含有することなく、実質上非磁性の正帯
電性トナーに関する。

〔従来技術の説明〕

従来、電子写真法における非磁性トナーを用いる現像法
としては、例えば米国特許第２，６１８，５５２号明細
書に記載されているところのカスケード法、例えば米国
特許第２，２２１，７６６号明細書に記載されていると
ころのパウダークラウド法等の方法も知られているが、
一般には、代表例として米国特許第２．８７４．０６３
号明細書に見られるような非磁性トナーを効率よく現像
部へ搬送するために、該トナーを鉄粉、フェライト粉等
の磁性粒子と混合する方法、即ち、実質的に非磁性なト
ナーと磁性粒子とを混合して磁気ブラシを形成し、該磁
気ブラシが静電荷像を有する感光体表面を摺擦すること
によｐ静電荷像を現像する、いわゆる二成分磁気ブラシ
現像法が広く知られている。そしてこの方法にあっては
、実質的に非磁性なトナーは、現像部において、磁性粒
子と均一混合状態に保たれなければならないものであシ
、その状態を達成する力としては、主に静電気的引力及
び物理的付着力が支配的である。

即ち、トナーの有する静電荷量、摩擦帯電能力が精密に
制御されることが要求される。そして、特に正帯電性ト
ナーについて、その帯電性の精密な制御のため、至適な
正荷電制御性、正帯電性樹脂を見い出すべく探索が行わ
れて来ていることは周知である。そして、カラー画像が
望まれる昨今では、樹脂自身が無色であることから、ト
ナーを均一に強く正帯電させ、カラートナーにも応用可
能な適切な正帯電性樹脂の出現が強く望まれているとこ
ろである。

しかしながら、特に正帯電性トナーについて均一な正帯
電トナー用樹脂はこれまでのところあまり見い出されて
はおらず、また従来知られているものにしてもいずれも
問題があって充分満足のゆくものではない。例えば、特
公昭４７−４１９３１号公報に記載されている実施例に
示されている正帯電性樹脂は、正帯電性をつかさどるア
ミノ成分が過剰に入っているため、機械的にもろい樹脂
であシ、トナー用の結着樹脂として必要な、機械強度、
耐久性、さらには安定した生産性等の点で問題点を有し
ている。又、特開昭５４−１４３６４７号公報に記載さ
れている実施例に示されている正帯電性樹脂ヲ、トナー
用結着樹脂として用いた場合には、トナー粒子製造時の
粉砕工程における粉砕性と、トナー粒子の定着における
定着性とのバランスをうまく保つことが困難な、いわゆ
る粘りのないトナーしか得られない等の問題点を有して
いる。更に、特開昭５８−７２９５０号公報に記載され
ている正帯電性樹脂の場合には、アミノ成分が少ないた
め、トナー用結着樹脂としては固くなシ過ぎる場合が多
く、又、安定した正帯電性も得られにくいといった問題
点を有している。このように、従来の正帯電性トナー用
結着樹脂は、適切な正帯電性を有するものであったとこ
ろ、で、トナー用結着樹脂として要求される、耐久性、
熱安定性、定着性、保存性、感光体表面のクリーニング
性、そして生産性といった要件を全て満足する正帯電性
樹脂たり得ないのが実情である。即ち、従来正帯電性樹
脂とされているものは、いず九も帯電制御的役割が主た
る目的のものであって、それ等をトナーの主結着樹脂と
して用いることは到底適わないものである。因みに、特
に前述の二成分磁気ブラシ現像法において用いられるト
ナーの場合、固い磁性粒子と混合される磁性体を含有し
ない実質的に有機物のみからなる正帯電性非磁性トナー
であるところ、主たる結着てはいなく、シたがってそう
した適切な樹脂を主結着樹脂にしたトナーについては例
が見られない。

また、従来の非磁性の正帯電性トナーについては、一般
に、その帯電性、流動性等は現像性に対しては制御し得
るものではあっても、例えばトナー飛散といった不測の
事態の発生防止については十分なものではなく、特に磁
力による捕集の不可能なトナーであれば場合によっては
、深刻な問題を惹起することにもなシかねない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述のごとき問題点を解決してなる正
帯電性トナーを提供することにある。

本発明の他の目的は、磁性粒子と混合して用いるのに適
した正帯電性トナーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、他の重合体、着色剤との相溶
性、親和性に優れた共重合体と無機粒子とを組み合せ使
用してなり、微粒子化が容易で、且つまた生産性に富ん
だ正帯電性トナーを提供することにある。

本発明のもう１つの目的は、長期の使用に対し耐久性の
優れた正帯電性トナーを提供することにある。

本発明の更にもう１つの他の目的は、定着性の優れた正
帯電性トナーを提供することにある。

本発明の別の目的は、環境安定性、保存性の優れた正帯
電性トナーを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、感光体表面の損傷、フィルミ
ング等を起こさないクリーニング性ノーを提供すること
にある。

〔発明の構成、効果〕

本発明の上述の目的を達成する、本発明の正帯電性トナ
ーは、構成成分として、アミノアクリル系単量体を全構
成成分中に２〜１５重量％含有し、重合開始剤として構
造式： ％式％ 〔但し、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ４は、それぞれ炭
素数が１〜８個の飽和炭化水素基であり、その中の少く
とも１つの基は炭素数が２個以上のものである。〕 で表わされる化合物を用いて得られる共重合体と、金属
、金属酸化物、金属硫化物および金属ハライドの中の一
種又は二種以上を含有し、且つ外部磁場５０００エルス
テッド（Ｏｅ）における飽和磁化が１０　ｅｍｕ　／　
を以下であることを特徴とするものである。

本発明者らは、従来の正帯電性トナーについて前述の各
種問題点を排除して至適な正帯電性トナーを開発すべく
鋭意研究し次結果、構造式（１）で表わされる化合物を
用いて得られる共重合体を金属、金属酸化物、金属硫化
物または金属ハライドの粒子と共にトナー用結着樹脂と
して用いた場合、両者が相剰的に作用して優れた溶融混
練性をもたらし、程よい堅さ、粘度、そしてもろさ特性
を具有するところとなシ、機械的粉砕性、溶融噴霧造粒
性等に富んでいて、トナーへの微粒化が容易、′即ちト
ナー生産性に優れ、得られるトナーは、安定した正帯電
性を有することは言うに及ばず、トナーとしての長期連
続使用に対する耐久性、定着性、更には高温高湿、低温
低湿等の特殊環境の下での保存安定性にも優れ、そして
ま次、現像、転写、定着の工程でのトナー飛散が極めて
少く、更には、有機光導電性物質やアモルファスシリコ
ン等からなる感光体表面を損傷したシ、フィルミング等
の問題が生じないことを事実として見い出し、それ等の
事実に基いて本発明を完成に到らしめた。

本発明の共重合体に用いるアミノアクリル系単量体は、
下記の構造式（ｎ）で表わされるものが好ましい。

ＣＨ，＝　Ｃ（ｎ） 〔但し％　Ｒ５は、水素原子、メチル基又はエチル基で
あシ、Ｒ６は、炭素数が１〜４個の置換又は未置換アル
キレン基であり、Ｒ７、Ｒ８は、それぞれ炭素数が１〜
６個の置換又は未置換アルキル基、又はフェニル基であ
る。〕 構造式（Ｉｔ）で表わされるアミノアクリル単量体とし
ては、具体的には、ジメチルアミノエチルアクリレート
、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジブチルアミノ
エチルアクリレート％Ｎ−エチルーＮ−ンエニルアミノ
エチルアクリレートなどのアクリレート誘導体及び、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、ジェチルアミノエ
チルメタクリレート、ジブチルアミノエチルメタクリレ
ート、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルアミノエチルメタアク
リレートなどのメタクリレート誘導体などが使用できる
。得られる共重合体の堅さ、粘度に及ぼす影響等を考慮
すると、中でもジエチルアミノエチルアクリレート、ジ
エチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミンメ
チルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレー
トが特に好ましい。

本発明に用いられる共重合体の上記のアミノアクリル系
単量体以外の構成成分としては、従来知られている単量
体がすべて使用できるが、一般にはビニル系単量体、特
に、スチレン−アクリル系共単量体ヲ７０重量％量以上
含むことが望ましい。スチレン系単量体としては、具体
的には例えばスチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン等を挙げることができ、アクリル系単量体として
は、具体的には例えばアクリル酸、アクリル酸のメチル
、エチル、プロピル、ブチル、又は２−エチルヘキシル
の各々のエステル、メタクリル酸、メタクリル酸のメチ
ル、エチル、フロビル、ブチル、又は２−エチルヘキシ
ルの各々のエステル等を挙げることができる。これ等の
中、特に好ましいものは、少くとも、スチレン系単量体
とホモポリマーのＴｙ（ガラス転移点）がおおよそ３０
℃以下のアクリル酸若しくはメタクリル酸エステル、と
前記アミノアクリル単量体とからなる共重合体である。

本発明の共重合体に用いる重合開始剤としては、構造式
（１）で表わされるすべての化合物が使用できるが、得
られる共重合体の堅さ、粘度、もろさ等を適度に調整す
るためには％Ｒ，，Ｒ２、Ｒ３、およびルとして、−Ｃ
Ｈａ、−ＣＨ２ＣＨ２，−ＣＨ２ＣＨ２（Ｊ肱ＣＨ（Ｃ
Ｈ３）２、−ＣＨ２ＣＨ，ＣＨ，ＣＨ，、−ＣＨ（ＣＨ
３）　ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２、−Ｃ
（ＣＨａ　）ｆｉ、　−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ
ａ、−ＣＬＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨｓ、−ＣＨ２
ＣＨ（ＣＴＣ迅）Ｃ迅ＣルＣルＣムー６心等の基の中か
ら１種又は２種以上を適宜選択することが望ましい。又
ｓ　Ｒｌｓ　Ｒ２％　Ｒ３、および山のすべてが−ＣＨ
３基である場合、共重合体の機械的・熱的性質に開始剤
の添加効果が現われにくり、良好な物性制御が困難とな
るため、好ましくない。

本発明において使用する前述の共重合体は、その機能を
十二分に発揮せしめるためには、トナー中に３０重量％
以上、よシ好ましくは５０重量％以上の量含ませること
が望ましい。

本発明において用いる金属、金属酸化物、金属硫化物及
び金属ハライドについては、常温で安定であって、強い
磁性を有さないものであれば従来公知の全てのものが使
用できるが、具体的には、例えばｃｒ、　Ｍｎｘ　　ｌ
；’ｅ１ｃｏ、　　Ｎｉ％ｃｕ％ｚｎ。

Ｔｉ　％Ｂａ％Ｃｅ、、Ａ４．Ｖ％Ｍｏ、　Ａｇｓ、Ｉ
ｎ％Ｓｎ％Ｓｂ、　Ｗ、　Ｐｔ。

Ａｕ、　（：：ｄ等の金属及びこれ等の酸化物、硫化物
、ハロゲン化物、を挙げることができる。また、前記金
属の合金、前記金属化合物の共晶体であってもよい。こ
れ等の無機物質は粒子状のものとして用いられ、それ等
は、トナー中に均一に分散せしめるものであることから
、粒径が５μ以下、好ましくは３μ以下のものであるこ
とが望ましい。

そして、こうした無機物質粒子は、前述した効果を発揮
させる友めには、トナー結着樹脂１００重量部に対し、
５重量部以上、好ましくは７重量部以上１２０重量部以
下の範囲で添加するのが望ましい。

本発明においては、前記共重合体以外にも、その他の樹
脂重合体等をトナー中に加えることが可能である。それ
等の例として、ポリスチレン、ポリスチレン・ブタジェ
ン共重合体、スチレン・アクリル共重合体等のスチレン
系共重合体、ポリエチレン、ポリエチレン酢酸ビニル共
重合体、ポリエチレンビニルアルコール共重合体のよう
なエチレン系共重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系
樹脂、アリルフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、マレイン酸系樹脂等がある。これ等のいず
れの樹脂もその製造法等は特に制約されるものではない
。

本発明のトナーに用いる着色材料としては、従来公知の
カーボンブラック、染料、顔料などの色材が使用できる
。

又、トナーにシリカ、アルミナ等の流動性向上剤を添加
しても良い。

更に、本発明のトナーをマイクロカプセルトナーとして
用いる場合、本発明の構成をその芯材又は殻材、或いは
その両方で実施することができる。

〔実施例〕

本発明の内容を以下に実施例及び比較例を挙げて更に詳
しく説明するが、本発明はこれ等によって限定されるも
のではない。なお、各側における「部」はすべて重量部
である。さらに、各側の結果をまとめて表１に示す。

実施例１ スチレン　　　　　　　　　　　　８２部ｎ−ブチルメ
タクリレート１５部 ジメチルアミノエチルメタクリレート　　　　３部から
なる共単量体を、構造式： ％式％ の化合物２部を重合開始剤として用い、キシレン溶媒中
で共重合し、共重合体を得た。この共重合体１００部と
、α−Ｆｅ２ｏ３微粒子（平均粒径０．５μ）６０部を
混線、ジェット粉砕・分級して平均粒径１０μの非磁性
トナーを得た。トナー収率は９０チと良好であった。

該トナー８部と、鉄粉キャリア１００部とを混合し、負
潜像を形成するように、改造したキャノン製複写機ＮＰ
・５０００に投入し、複写を行ったところ、良好なセピ
ア色画像が得られた。トナーを適当に補充することにょ
シ１０万枚の複写を行った後にも画像が劣化することは
なかった。

また、トナーの飛散はなく複写機が汚れることはなかっ
た。更に又、得られた画像は、折れ曲げによシはがれる
ことはなく、強力に定着していた。

同様のことヲ、１５℃、１０％ＲＨ或いは３５℃、９０
％ＲＨという特殊環境下で行ったところ、良好な画像が
得られた。

又同猿境下で３ケ月放置した後であっても画質の劣化は
なかった。

実施例２ 実施例１で得られた共重合体１００部と、酸化チタン微
粒子（平均粒径０．４μ）１０部と、ローダミンレーキ
顔料７部とを混練、ジェット粉砕・分級し、平均粒径１
２μのトナーを得た。その後、実施例１と同様の試験を
行ったところ、実施例１の場合と同様に良好な結果とな
った。

比較例１ α−Ｆｅ２０３　ｆ含有させなかった以外は、すべて実
施例１と同様の操作を実施したところ、画質、耐久性、
定着性等は良好ではあったが、トナー飛散が著しかった
。

比較例２ スチレン　　　　　　　　　　　　８１部ブチルメタク
リレート　　　　　　　　　１８部ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート　　　１部からなる共単量体を、実施
例１におけるのと同じ重合開始剤２部を用い、実施例１
の方法に準じて共重合体を得た。その他は実施例１と同
様に行ったところ、得られた平均粒径１０μのトナーの
収率は６０チとよくながった。

又、実施例１と同様に複写試験を行ったところ、得られ
た画像はカブリが多く、また、定着性も悪かった。

比較例３ スチレン　　　　　　　　　　　　７０部ブチルメタク
リレート　　　　　　　　　　１２部ジメチルアミノエ
チルメタクリレート１８部からなる共単量体を実施例１
におけるのと同じ重合開始剤２部を用いて実施例１の方
法に準じて共重合し、共重合体を得た。

以下は実施例１と同様に行ったところ、トナー収率、画
像共に良好ではあったが、３５℃、９０％ＲＨ＠境下で
著しく画像濃度が低下し、１ケ月放置ではほとんど画像
が消失した。

比較例４ 重合開始剤として過酸化ベンゾイル２部を用いた以外は
実施例１の方法を行って共重合体を得た。この共重合体
はかつ色に着色し、実施例１と同様にトナー化を行った
が、安定した粉砕ができなかった。また、１５℃、１０
チＲＨ環境下では、チャージアップしてしまい、３５℃
、９０チＲＨ環境下では、著しく画像濃度が低下する等
、帯電性が全く安定しなかった。

実施例３ スチレン　　　　　　　　　　　　８０部２−エチルへ
キシルアクリレート１６部ジエチルアミノエチルメタク
リレート　　　８部からなる共単量体を、構造式： の化合物１．５部を重合開始剤として用い、キシレン溶
媒中で共重合し、共重合体を得た。

この共重合体６０部と、スチレン−ブタジェン共重合体
４０部と、アルミナ微粒子（平均粒径５０ｍμ）１５部
と、ローダミン系顔料５部とを溶融、混線、ジェット粉
砕・分級して平均粒径１４μのトナーを得た。トナー収
率は８８チと良好であった。

このトナー５部と鉄粉キャリア１００部と全混合し、実
施例１と同様に複写試験したところ、実施例１の場合と
同様に良好な結果が得られた。

実施例４ スチレン　　　　　　　　　　　　８０部ｎ−ブチルア
クリレート　　　　　　　　　８部ジエチルアミノエチ
ルアクリレート１２部からなる共単量体を、実施例３に
おけるのと同じ重合開始剤４部を用いて実施例３と同様
にして共重合体を得た。

この共重合体１００部と、硫化モリブデン微粒子（平均
粒径０．４μ）８０部と、アゾ系赤色顔料６部とを溶融
、混練、ジェット粉砕・分級して平均粒径１０μのトナ
ーヲ９２％の高収率で得た。

このトナー３部とフェライトキャリア１００部とを混合
し、実施例１と同様の複写試験を行ったところ、画質、
耐久性、保存性、定着性、環境依存性とも実施例１と同
様、良好な結果が得られた。

実施例５ 硫化モリブデンに代えてヨウ化銅微粒子（平均粒径１μ
）３０部を用いた以外は、すべて実施例４と同様に行っ
たところ、同様に良好な結果が得られた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）構成成分として、アミノアクリル系単量体を全構
   成成分中に２〜１５重量％量含有し、重合開始剤として
   、下記の構造式（ I ）で表わされる化合物を用いて得
   られる共重合体と、金属、金属酸化物、金属硫化物およ
   び金属ハライドの中の一種又は二種以上を含有し、且つ
   外部磁場５０００エルステッド（Ｏｅ）における飽和磁
   化が１０ｅｍｕ／ｇ以下であることを特徴とする正帯電
   性トナー。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） 〔但し、式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は、そ
   れぞれ炭素数が１〜８個の飽和炭化水素基であり、その
   中の少くとも１つの基は炭素数が２個以上のものである
   。〕
2. （２）構造式（ I ）で表わされる化合物を用いて得ら
   れる共重合体を、結着樹脂中に３０重量％以上含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の正帯電
   性トナー。
3. （３）金属、金属酸化物、金属硫化物、金属ハライドの
   中の一種又は二種以上を、結着樹脂１００重量部に対し
   、５重量部以上含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の正帯電性トナー。