JP2000275911A - 負帯電性カラートナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非磁性一成分現像法に用いた場合であっても、
印刷初期及び耐刷後のいずれにおいても感光体カブリを
生じることなく優れた画像が得られる負帯電性カラート
ナー及び該負帯電性カラートナーを用いた非磁性一成分
現像法を提供すること。 【解決手段】ポリエステルを含有する結着樹脂、着色
剤、荷電制御剤及び外添剤を含有する負帯電性カラート
ナーであって、前記荷電制御剤が負帯電性荷電制御剤と
４級アンモニウム塩とを含有し、前記外添剤が負帯電性
の無機微粒子と正帯電性の無機微粒子とを含有する負帯
電性カラートナー、並びに該負帯電性カラートナーを使
用する非磁性一成分現像法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法等において形成される静電潜像の現
像に用いられる負帯電性カラートナー及び該負帯電性カ
ラートナーを用いた非磁性一成分現像法に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャリアを使用することなく、しかも磁
性粉を含有しないトナーを用いることができる非磁性一
成分現像法が、トナー像の現像法として広く採用されて
いる。しかし、非磁性一成分現像法では、帯電ブレード
を通過する瞬間にしかトナーに電荷が付与されないた
め、トナーの帯電性の調整が困難である。特に、カラー
トナーの場合は、使用する荷電制御剤が無色のものに限
定されるため、トナーの帯電性の調整がさらに困難であ
り、感光体カブリ等が生じやすい。

【０００３】ところで、トナーの帯電特性を向上させる
ために、負帯電性荷電制御剤と４級アンモニウム塩を含
有した負帯電性の電子写真用カラートナー（特開平５−
１４２８５２号公報）、負帯電性荷電制御剤と正帯電性
荷電制御剤とを含有した電子写真用現像剤組成物（特開
昭６３−６８８４９号公報）等の二成分現像剤用のトナ
ー（以下、トナー（Ａ）という）が提案されている。一
方、外添剤として負帯電性の無機微粒子と正帯電性の無
機微粒子が樹脂微粒子の表面に添加された非磁性一成分
用フルカラートナー（特開平１０−１７１１５５号公
報）（以下、トナー（Ｂ）という）も報告されている。

【０００４】しかし、トナー（Ａ）には、トナー（Ｂ）
のように、外添剤として負帯電性の無機微粒子と正帯電
性の無機微粒子の両方を用いることは開示されておら
ず、またトナー（Ｂ）には、トナー（Ａ）のように、荷
電制御剤として負帯電性及び正帯電性の荷電制御剤の両
方を含有したトナーは開示されていない。すなわち、ト
ナー（Ａ）は二成分現像剤として使用されるため、帯電
性の調整が困難な非磁性一成分現像剤として用いた場合
には、耐刷後の帯電量が不十分となり、感光体カブリが
生じやすい。一方、トナー（Ｂ）は、非磁性一成分現像
用のトナーであるが、印刷初期での感光体カブリが生じ
やすいという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非磁
性一成分現像法に用いた場合であっても、印刷初期及び
耐刷後のいずれにおいても感光体カブリを生じることな
く優れた画像が得られる負帯電性カラートナー及び該負
帯電性カラートナーを用いた非磁性一成分現像法を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリエステル
を含有する結着樹脂、着色剤、荷電制御剤及び外添剤を
含有する負帯電性カラートナーであって、前記荷電制御
剤が負帯電性荷電制御剤と４級アンモニウム塩とを含有
し、前記外添剤が負帯電性の無機微粒子と正帯電性の無
機微粒子とを含有する負帯電性カラートナー並びに該負
帯電性カラートナーを使用する非磁性一成分現像法に関
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の負帯電性カラートナーに
含有される結着樹脂は、ポリエステルを含有する。ポリ
エステルの含有量は、着色剤の分散性、定着性及び帯電
性の観点から、結着樹脂中、好ましくは５０〜１００重
量％、より好ましくは９０〜１００重量％、特に好まし
くは１００重量％である。なお、ポリエステル以外に使
用可能な樹脂としては、スチレン−アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げら
れる。

【０００８】ポリエステルの原料モノマーとしては、特
に制限がなく、公知の多価アルコール成分と、カルボン
酸、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル等の多価カ
ルボン酸成分が用いられる。

【０００９】多価アルコール成分としては、ポリオキシ
プロピレン（２．２）−２，２−ビス (４−ヒドロキシ
フェニル) プロパン、ポリオキシエチレン（２．２）−
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等の
ビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２又は３）オキ
サイド（付加モル数１〜１０）付加物、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリ
スリトール、トリメチロールプロパン、水素添加ビスフ
ェノールＡ、ソルビトール、又はそれらのアルキレン
（炭素数２又は３）オキサイド（付加モル数１〜１０）
付加物等が挙げられ、これらの１種以上を含有するもの
が好ましい。さらにはトナーの耐久性を向上させる点か
ら、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物が
アルコール成分中に５モル％以上、好ましくは５０モル
％以上使用されていることが望ましい。

【００１０】また、多価カルボン酸成分としては、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フマル酸、マレイ
ン酸等のジカルボン酸、ドデセニルコハク酸、オクチル
コハク酸等の炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数２
〜２０のアルケニル基で置換されたコハク酸、トリメリ
ット酸、ピロメリット酸、それらの酸の無水物及びそれ
らの酸のアルキル（炭素数１〜８）エステル等が挙げら
れ、これらの１種以上を含有するものが好ましい。

【００１１】ポリエステルは、例えば、多価アルコール
成分と多価カルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中に
て、要すればエステル化触媒を用いて、１８０〜２５０
℃の温度で縮重合することにより製造することができ
る。

【００１２】ポリエステルの軟化点は、定着可能領域の
広さ及び耐久性の観点から、好ましくは９５〜１３０℃
である。

【００１３】ポリエステルの酸価と水酸基価の和は、耐
久性、帯電性及び色再現性の観点から、好ましくは６０
ＫＯＨｍｇ／ｇ以下、より好ましくは４０〜６０ＫＯＨ
ｍｇ／ｇである。

【００１４】着色剤としては、従来のトナー用着色剤と
して用いられている染料、顔料等のすべてを使用するこ
とができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、
パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカ
ーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベー
ス、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146 、ソル
ベントブルー35、ピグメントレッド122 、キナクリド
ン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、これ
らは単独で又は２種以上を混合して用いることができ
る。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対し
て、０．５〜１０重量部が好ましい。

【００１５】荷電制御剤は、負帯電性荷電制御剤と４級
アンモニウム塩とを含有する。本発明では、負帯電性荷
電制御剤に加えて、正帯電性荷電制御剤である４級アン
モニム塩が含有されているために、印刷初期において安
定した帯電量が得られる。

【００１６】負帯電性荷電制御剤としては、着色剤の発
色性に影響を与えない点から、サリチル酸のアルキル誘
導体の金属錯体、例えば「ボントロンＥ−８１」、「ボ
ントロンＥ−８２」、「ボントロンＥ−８４」及び「ボ
ントロンＥ−８５」（以上、オリエント化学工業社
製）；ベンジル酸ホウ素錯体、例えば「ＬＲ−１４７」
（日本カーリット社製）；有機金属化合物、例えば「Ｔ
Ｎ−１０５」（保土谷化学工業社製）等が好ましい。負
帯電性荷電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に
対して、好ましくは０．５〜５重量部、より好ましくは
０．７〜３重量部である。

【００１７】４級アンモニウム塩としては、式（Ｉ）：

【００１８】

【化１】

【００１９】（式中、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ は、同一又は異なって
いてもよく、炭素数１〜８の低級アルキル基、炭素数１
０〜２０の長鎖アルキル基もしくは長鎖アルケニル基、
ベンジル基又はスチレン−（メタ）アクリル酸エステル
共重合体残基、Ａはアニオンを示す。）で表される化合
物が好ましく、式（Ｉ）において、Ｒ¹ 〜Ｒ⁴ の少なく
とも２個が低級アルキル基又はベンジル基である化合物
がさらに好ましい。市販品としては、通常、正帯電性の
荷電制御剤として用いられる「ボントロンＰ−５１」、
「ボントロンＰ−５２」（以上、オリエント化学工業社
製）、「ＴＰ−４１５」（保土谷化学工業社製）等が挙
げられる。その含有量は通常、結着樹脂１００重量部に
対して、好ましくは０．０１〜２重量部、より好ましく
は０．０３〜１重量部が好ましい。

【００２０】式（Ｉ）において、アニオンとしては、ト
ルエンスルホン酸イオン、ヒドロキシナフタレンスルホ
ン酸イオン等の芳香族スルホン酸イオン、モリブテン酸
等の無機アニオン等が挙げられる。

【００２１】４級アンモニウム塩の含有量は、負帯電性
荷電制御剤１００重量部に対して、帯電性の安定化の観
点から、０．１重量部以上で、高い帯電量を得る観点か
ら、５０重量部以下が好ましく、より好ましくは１〜１
０重量部である。

【００２２】さらに、本発明のトナーには、耐オフセッ
ト性の観点から、カルナウバワックス、ライスワック
ス、キャンデリラワックス等のワックスが結着樹脂１０
０重量部に対し、０．５〜１０重量部含有されているこ
とが好ましい。

【００２３】外添剤は、負帯電性の無機微粒子と正帯電
性の無機微粒子とを含有している。通常、トナーは、母
体となる粉体と同極性の無機微粒子等の外添剤を添加し
て、帯電性及び流動性を確保しているが、本発明のトナ
ーは、外添剤として、粉体と同極性の無機微粒子だけで
なく、逆極性の無機微粒子も添加されているため、安定
した帯電性を有しており、耐刷後も非磁性一成分現像方
式で問題となる帯電性の調整に起因するカブリが発生し
にくい。

【００２４】本発明に使用される無機微粒子としては、
二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、
酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化
セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等の微粒子が挙げら
れ、これらのなかでは、変成のしやすさ、入手の容易性
等の点から、シリカ微粒子が好ましい。

【００２５】本発明に用いられる正帯電性の無機微粒子
の鉄粉と摩擦帯電させた時の帯電量は１０〜５００μＣ
／ｇ、好ましくは５０〜２００μＣ／ｇであることが望
ましく、負帯電性の無機微粒子の帯電量は−１０〜−５
００μＣ／ｇ、好ましくは−３０〜−２００μＣ／ｇで
あることが望ましい。正及び負に帯電する無機微粒子の
帯電量が、それぞれ前記範囲内に制御されていると、安
定した帯電性を確保することができる。

【００２６】負帯電性の無機微粒子の市販品としては、
「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製、平均粒子径：１
６ｎｍ）、「ＴＳ−７２０」（キャボット社製、平均粒
子径：１２ｎｍ）、「ＲＹ−５０」（日本アエロジル社
製、平均粒子径：４０ｎｍ）等が挙げられ、これらは単
独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。

【００２７】また、正帯電性の無機微粒子の市販品とし
ては、「ＨＶＫ−２１５０」（ワッカーケミカル社製、
平均粒子径：１３ｎｍ）、「ＲＡ２００ＨＳ」（日本ア
エロジル社製、平均粒子径：１２ｎｍ）等が挙げられ、
これらは単独で用いても２種以上を混合して用いてもよ
い。

【００２８】正帯電性の無機微粒子の含有量は、負帯電
性の無機微粒子１００重量部に対して、帯電性の安定化
の観点から、５重量部以上で、高い帯電量を得る観点か
ら、１００重量部以下が好ましく、より好ましくは２０
〜４０重量部である。

【００２９】外添剤の粒子径は、好ましくは４〜２００
ｎｍ、より好ましくは８〜３０ｎｍである。外添剤の粒
子径は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡を用い
て求めることができる。

【００３０】外添剤の含有量は、外添剤による処理前の
トナー１００重量部に対して、転写性改善の観点から、
好ましくは１重量部以上で、定着性の観点から、好まし
くは５重量部以下であり、より好ましくは１．５〜３．
５重量部である。

【００３１】本発明の負帯電性カラートナーは、混練粉
砕法、スプレイドライ法、重合法等の公知の方法により
得られた粉体に、外添剤を添加して製造される。例え
ば、結着樹脂、着色剤、荷電制御剤等をボールミル等の
混合機で均一に混合した後、密閉式ニーダー又は１軸も
しくは２軸の押出機等で溶融混練し、冷却、粉砕、分級
して粉体を得る。その後、得られた粉体と外添剤とをス
ーパーミキサー、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機等
で攪拌混合することにより、外添剤をトナーの表面に付
着させて、本発明のトナーが得られる。本発明の負帯電
性カラートナーの重量平均粒子径は、通常、５〜１５μ
ｍ程度であることが好ましい。

【００３２】なお、本発明のトナーには、導電性調整
剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止
剤、老化防止剤等の添加剤が、適宜添加されていてもよ
い。

【００３３】本発明のトナーのガラス転移点は、保存安
定性の観点から、５６℃以上で、定着性の観点から、７
５℃以下が好ましい。

【００３４】本発明の負帯電性カラートナーには、トナ
ー粒子中に、負帯電性荷電制御剤と正帯電性の４級アン
モニム塩とが含有されているだけでなく、その表面に
も、負帯電性の無機微粒子と正帯電性の無機微粒子とが
外添されている。荷電制御剤はトナー粒子中に存在する
粒子として比較的大きいため、トナー粒子中で不均一に
分布し、大きい帯電量を与えることはできるが、トナー
粒子表面の電荷は不均一になる。そこに正及び負の無機
微粒子が添加されると、無機微粒子は相反する電荷の荷
電制御剤のまわりに吸着し、トナー表面の電荷をより均
一なものとすることができるため、トナーの帯電性が大
きく安定化する。

【００３５】本発明の負帯電性カラートナーは、非磁性
一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分
系現像剤として使用されるが、帯電性及び耐オフセット
性に優れる点から、非磁性一成分現像剤として使用され
ることが好ましい。

【００３６】さらに、本発明では、本発明の負帯電性カ
ラートナーを用いた非磁性一成分現像法をも提供する。
本発明の現像法としては、例えば、非磁性現像ロール
と、該現像ロール上に形成されるトナー層の厚さを均一
に規制しトナーに電荷を付与するブレードとを有する現
像装置に、本発明のカラートナーを使用する方法が挙げ
られる。また、本発明のトナーは、定着性にも優れてい
るため、ヒートロールを用いた定着器にも好ましく用い
ることができる。

【００３７】

【実施例】〔軟化点〕高化式フローテスター（島津製作
所製、ＣＦＴ−５００）を用い、樹脂の半分が流出する
温度を軟化点とする（試料：１ｇ、昇温速度：６℃／
分、荷重：１．９６ＭＰａ、ノズル：１ｍｍφ×１ｍ
ｍ）。

【００３８】〔ガラス転移点〕示差走査熱量計（セイコ
ー電子工業（株）製、ＤＳＣ２１０）を用いて昇温速度
１０℃／分で測定する。

【００３９】〔酸価及び水酸基価〕ＪＩＳ Ｋ００７０
の方法により測定する。

【００４０】樹脂製造例１ ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパン３５０．０重量部、フマ
ル酸１１６．０重量部及びハイドロキノンモノメチルエ
ーテル０．２重量部を、窒素気流下２１０℃で脱水縮合
反応させて、樹脂Ａを得た。樹脂Ａの軟化点は１０１．
６℃、ガラス転移点は６１．５℃、酸価は１９．８ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇ、水酸基価は２６．５ＫＯＨｍｇ／ｇであっ
た。

【００４１】実施例１ 樹脂Ａ１００重量部、着色剤「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド１２２」４重量部、負帯電性荷電制御剤「ボントロン
Ｅ−８４」（オリエント化学工業社製）１．０重量部、
４級アンモニウム塩「ボントロンＰ−５１」（オリエン
ト化学工業社製）０．０５重量部を予備混合した後、２
軸押出機で溶融混練し、冷却後、粉砕、分級工程を経
て、重量平均粒子径７．５μｍの粉体を調製した。得ら
れた粉体１００重量部に、負帯電性の無機微粒子「Ｒ−
９７２」（日本アエロジル社製）２．０重量部と正帯電
性の無機微粒子「ＨＶＫ−２１５０」（ワッカーケミカ
ル社製）０．５重量部との混合物を添加して、ヘンシェ
ルミキサーで混合し、トナーを得た。得られたトナーの
ガラス転移点は、６０℃であった。

【００４２】比較例１ 正帯電性の無機微粒子である「ＨＶＫ−２１５０」を使
用しなかった以外は、実施例１と同様にしてトナーを得
た。

【００４３】比較例２ ４級アンモニウム塩である「ボントロンＰ−５１」を使
用しなかった以外は、実施例１と同様にしてトナーを得
た。

【００４４】試験例１ 非磁性一成分現像装置「ページプレストＮ−４」（カシ
オ計算機社製）に、実施例１及び比較例１、２で得られ
た各トナーを実装し、３０００枚の印刷試験を行った。
その際、３０枚印刷後（印刷初期）と３０００枚印刷後
（耐刷後）の感光体上の各画像をメンディングテープに
写し取り、色差計「ＣＲ−２２１」（ミノルタ社製）を
用いて測定したマゼンタＹ値から、ブランク値を引い
た。結果を表１に示す。なお、表中の値が大きいほど、
感光体カブリの程度が大きいことを示している。

【００４５】

【表１】

【００４６】以上の結果から、実施例１のトナーを用い
た場合は、感光体カブリがほとんど生じず、優れた画像
が得られるのに対し、比較例１のトナーは、外添剤とし
て負帯電性の無機微粒子のみが用いられているため、耐
刷後に感光体カブリが生じ、比較例２のトナーは、４級
アンモニウム塩が用いられていないため、印刷初期及び
耐刷後の両方において感光体カブリが生じることが分か
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明により、非磁性一成分現像法に用
いた場合であっても、印刷初期及び耐刷後のいずれにお
いても感光体カブリを生じることなく優れた画像が得ら
れる負帯電性カラートナー及び該負帯電性カラートナー
を用いた非磁性一成分現像法を提供することが可能にな
った。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステルを含有する結着樹脂、着色
   剤、荷電制御剤及び外添剤を含有する負帯電性カラート
   ナーであって、前記荷電制御剤が負帯電性荷電制御剤と
   ４級アンモニウム塩とを含有し、前記外添剤が負帯電性
   の無機微粒子と正帯電性の無機微粒子とを含有する負帯
   電性カラートナー。
2. 【請求項２】 荷電制御剤が、結着樹脂１００重量部に
   対して、０．５〜５重量部の負帯電性荷電制御剤と、
   ０．０１〜２重量部の４級アンモニウム塩とを含有し、
   該４級アンモニウム塩の含有量が、該負帯電性荷電制御
   剤１００重量部に対して、０．１〜５０重量部である請
   求項１記載の負帯電性カラートナー。
3. 【請求項３】 外添剤の含有量が外添剤による処理前の
   トナー１００重量部に対して１〜５重量部であり、正帯
   電性の無機微粒子の含有量が、負帯電性の無機微粒子１
   ００重量部に対して、５〜１００重量部である請求項１
   又は２記載の負帯電性カラートナー。
4. 【請求項４】 外添剤の粒子径が４〜２００ｎｍである
   請求項１〜３いずれか記載の負帯電性カラートナー。
5. 【請求項５】 請求項１〜４いずれか記載の負帯電性カ
   ラートナーを使用する非磁性一成分現像法。