JP2738162B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法、静電記録法
等において使用される静電荷像現像用現像剤に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機等で使用される現像剤は、そ
の現像工程において、例えば静電荷像が形成されている
感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程にお
いて感光体から転写紙に転写された後、定着工程におい
てコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形
成される静電荷像を現像するための現像剤として、キャ
リアとトナーとから成る二成分系現像剤およびキャリア
を必要としない一成分系現像剤（磁性トナー）が知られ
ている。

【０００３】又、従来より現像剤に正帯電を付与するも
のとして、ニグロシン系染料、トリアミノトリフェニル
メタン系化合物、４級アンモニウム塩等の帯電制御剤や
磁性キャリアのコーティング剤等が知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の正帯電性付与剤の帯電性付与効果は必ずしも充分
ではなく、適度な帯電性を環境等によらず安定的に示
し、且つその帯電の経時変化が好ましい形態を得るのは
難しく、特に、夏場のハンドリング時及び倉庫保管時な
どに高温下長時間現像剤がさらされるとこの様な現像剤
を使用して連続複写した場合にカブリ等の画像汚れが発
生し、或いは安定したコピー濃度が得られない点が問題
となっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の処理を施した導
電性微粒子を添加したことにより、画質の経時変化およ
び環境による劣化の少ない帯電特性に優れたトナーが得
られることを見い出し、本発明に到達した。すなわち本
発明の要旨は、少なくとも、樹脂及び着色剤を含む正帯
電性トナー粒子と、アミノ基を 有するスチレンアクリ
ル系樹脂で表面処理された導電性微粒子からなり、該導
電性微粒子を該正帯電性トナー粒子表面に有することを
特徴とする静電荷像現像用トナーにより容易に達成され
る。

【０００６】

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけ
るトナー用バインダー樹脂としては、公知のものを含む
広い範囲から選択することができ、例えばポリスチレ
ン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、
スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共
重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体およびスチレン−アクリル酸フェニル
共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン
−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル
酸ブチル共重合体およびスチレン−メタクリル酸フェニ
ル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチ
ル共重合体およびスチレン−アクリロニトリル−アクリ
ル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンま
たはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、
塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂、飽和または不飽和ポリエステル
樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン
樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重
合体、キシレン樹脂並びにポリビニルブチラール樹脂等
があるが、本発明に用いるのに特に好ましい樹脂として
はスチレン系樹脂、飽和または不飽和ポリエステル樹脂
およびエポキシ樹脂等を挙げることができる。また、上
記樹脂は単独で使用するに限らず、２種以上併用する事
もできる。

【０００７】そして、該トナー用バインダー樹脂のガラ
ス転移温度は、示差熱分折装置又は示差走査熱量計で測
定した時の転移開始温度（変曲点）が５７℃以上である
ことが必要である。ガラス転移開始温度が５７℃未満の
場合は、４０℃以上の高温で長時間にトナーを放置した
時にトナーの凝集或いはトナーの固着をまねき、使用上
の問題がある。

【０００８】トナー用に用いられる着色剤としては、カ
ーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロ
シン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン
系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジン
イエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、
モノアゾ系、ジスアゾ系染顔料など従来公知のいかなる
染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。

【０００９】本発明におけるトナー中には、求められる
帯電性に応じて帯電制御剤を含有せしめるのが好まし
い。帯電制御剤としては公知の任意のものを採用しうる
が、例えば下記一般式（Ｉ）で表される４級アンモニウ
ム塩とナフトールスルホン酸の造塩化合物が好ましく具
体的には下記の化合物が挙げられる。

【００１０】

【化１】

【００１１】（式中、Ｒ¹ は炭素数１〜８のアルキル基
を表し、Ｒ² およびＲ³ はそれぞれ炭素数１〜１８のア
ルキル基を表し、Ｒ⁴ は炭素数１〜８のアルキル基また
はベンジル基を表す。） （１）Ｒ¹ ：-C₂H₅ ，Ｒ² ：-C₂H₅ ， Ｒ³ ：-C₂H₅ ，Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph （２）Ｒ¹ ：-C₃H₇ Ｒ² ：-C₃H₇ Ｒ³ ：-C₃H₇ Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph （３）Ｒ¹ ：-CH₃， Ｒ² ：-C₁₂H₂₅ Ｒ³ ：-CH₃ Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph （４）Ｒ¹ ：-CH₃ Ｒ² ：-C₆H₁₃ Ｒ³ ：-CH₃ Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph （５）Ｒ¹ ：-C₄H₉ Ｒ² ：-C₄H₉ Ｒ³ ：-C₄H₉ Ｒ⁴ ：-C₄H₉ （６）Ｒ¹ ：-C₂H₅ Ｒ² ：-C₁₈H₃₇ Ｒ³ ：-C₂H₅ Ｒ⁴ ：-C₂H₅ （７）Ｒ¹ ：-C₈H₁₇ Ｒ² ：-C₈H₁₇ Ｒ³ ：-C₈H₁₇ Ｒ⁴ ：-C₈H₁₇ （８）Ｒ¹ ：-C₈H₁₇ Ｒ² ：-C₁₈H₃₇ Ｒ³ ：-C₈H₁₇ Ｒ⁴ ：-C₂H₅ （９）Ｒ¹ ：-C₃H₇ Ｒ² ：-C₃H₇ Ｒ³ ：-C₃H₇ Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph （10）Ｒ¹ ：-C₄H₉ Ｒ² ：-C₄H₉ Ｒ³ ：-C₄H₉ Ｒ⁴ ：-CH₂-Ph 尚、Ｐｈはベンゼン環を示す。

【００１２】トナー中の帯電制御剤の含有量は、樹脂１
００重量部に対して１〜５重量部が好ましい。帯電制御
剤の含有率が少なすぎると帯電性の向上効果が期待でき
ずまた過剰であるとトナーの品質が低下するので好まし
くない。この他、トナー中には熱特性・物理特性等を調
整する目的で各種可塑剤・離型剤等の助剤を添加するこ
とも可能である。その添加量は、０．１〜１０重量部が
適当である。

【００１３】さらに、トナー粒子にＴｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ
₃ ，ＳｉＯ₂ 等の微粉末を添加し、これらでトナー粒子
表面を被覆せしめることによってトナーの流動性・耐凝
集性の向上を図ることができる。その添加量は、トナー
粒子１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好まし
い。トナー粒子の製造方法には、従来から用いられてい
る各種トナー製造法が適用できるが、例えば一般的製造
法として次の例が挙げられる。

【００１４】まず、樹脂、着色剤（場合により帯電制御
剤を初めとする添加剤を加えてもよい）をボールミル、
Ｖ型混合機、Ｓ型混合機、ヘンシェルミキサー等で均一
に分散する。次いで分散物を双腕ニーダー、加圧ニーダ
ー、エクストルーダー、ロールミル等で溶融混練する。
混練物をハンマーミル、カッターミル、ジェットミル、
ボールミル等の粉砕機で粉砕し、さらに得られた粉体を
風力分級機等で分級する。

【００１５】二成分現像剤用として本発明トナーと共に
用い得る磁性キャリアとしては粒径３０〜２００μｍ程
度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キ
ャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、こ
れらの表面にシリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素系
樹脂などあるいはこれら樹脂の混合物をコーティングし
たものも好適に使用できる。現像剤中のキャリアとトナ
ーの含有比は１００：１〜１０が好ましい。

【００１６】本発明における導電性微粒子のコアとして
は、磁性を有しない、酸化チタンに酸化スズ、酸化アニ
チモンをドーピングした複合酸化物、酸化スズに酸化ア
ンチモンをドーピングした複合酸化物など及び磁性を有
するマグネタイト（Ｆｅ₃ Ｏ ₄）、マグヘマイト（α−
Ｆｅ₂ Ｏ₃ ）、フェライト（ＭｘＦｅ₃ −ｘＯ₄ ：式中
ＭはＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｎ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｄ
等あるいはその混晶系）などが挙げられる。

【００１７】導電性微粒子コアの比抵抗は、平行電極板
内に試料を入れ直流電圧１００Ｖを印加した時の抵抗を
絶縁抵抗計で測定して求められる値が１０¹⁰Ωｃｍ以
下、更に好ましくは１０⁷ Ωｃｍ以下であることが好ま
しい。そして、本発明において、導電性微粒子は、アミ
ノ基を有するスチレンアクリル系樹脂で表面処理し、そ
れ自体の帯電性を正帯電性方向に調整する。該アミノ基
を有するスチレンアクリル系樹脂とは、その側鎖中にジ
メチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアミノ基を有す
るスチレンアクリル系樹脂を意味しており、公知の広い
分野から選択しうるが、例えば、アクリル酸アルキルア
ミノエステル又はメタクリル酸アルキルアミノエステル
をスチレン−アクリル系共重合体モノマーと共に共重合
してなる樹脂が好ましい。そして、該樹脂のガラス転移
温度は６０℃以上が好ましい。

【００１８】導電性微粒子とその表面に処理する物質と
の重量比は、特に限定されないが、好ましくは、１０
０：０．２〜１００：２０である。また、処理後の導電
性微粒子は、トナー粒子１００重量部に対して０．０２
〜５重量部、好ましくは０．０５〜３重量部外添すれば
充分である。該微粒子の粒径は、例えば走査型電子顕微
鏡で観察し、画像処理することにより求められ、その１
次平径粒径は３μｍ以下、より好ましくは０．０１〜１
μｍ程度がよい。導電性微粒子を特定の樹脂で処理する
方法としては特に限定されるものではないが、例えば導
電性微粒子と特定樹脂をニーダー等で練り込んだ後、粗
解砕すればよい。

【００１９】更に微粒子の凝集した粒子をより解砕する
方法としては、例えば、ジェット式粉砕機を用いて細解
砕し、バッグフィルターで補集し、篩いで選別すればよ
い。処理後の導電性微粒子の粒度は、ＪＩＳ Ｋ５１０
１の２０項（顔料のふるい残分試験方法）に準じた方法
で測定し、３２５メッシュふるい残分として５％以下、
好ましくは２％以下とする。

【００２０】尚、本発明の導電性微粒子を添加すること
は、感光体の研摩効果、トナーの導電性調整効果、トナ
ーの帯電性制御効果、またはそれぞれの複合効果が期待
でき、表面処理物質の種類及び量を選択することで、上
記効果をコントロールすることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは、常に
適度で且つ安定した帯電性を示す等帯電性能が良好で、
従来問題となっていた４０℃以上の高温に長時間現像剤
がさらされた後、この現像剤を使用して連続複写した場
合にもカブリ等の画像汚れがなく、安定したコピー濃度
が得られ、或いは、複写機等機内のトナー飛散による汚
染も少ない等多大な工業的利益を提供するものである。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り実施例により
何ら限定されるものではない。なお、下記実施例中、単
に「部」とあるものはいずれも「重量部」を意味するも
のとする。 （実施例１）・スチレン／ｎ−ブチルアクリレート＝モ
ノマー重量比８２／１８の共重合樹脂 （ガラス転移温度６１℃） １００部 ・着色剤 カーボンブラック ＭＡ７ （三菱化成（株）製） ５部 ・４級アンモニウム塩帯電制御剤 ボントロンＰ−５１（オリエント化学（株）製） ２部 ・低分子量ポリプロピレン ビスコール５５０Ｐ（三洋化成（株）製） ２部 を配合、混練、粉砕し分級して平均粒径１０μｍの黒色
トナーを得た。

【００２３】マグネタイト（Ｆｅ₃ Ｏ₄ ）１００部に対
して正帯電性を有するジメチルアミノ基を側鎖中に含有
するガラス転移温度が７５℃のスチレン−アクリル酸ア
ルキル共重合体（以下処理樹脂Ａと言う）３部で表面処
理した平均粒子径約０．３μｍの表面処理導電性微粒子
０．５部とシリカ粉末（日本アエロジル（株）製Ｒ・９
７２）０．２部とを上記の黒色トナー１００部に対して
ヘンシェルミキサーを用いて外添処理した。得られた外
添処理トナー４部とメチルシリコーン系樹脂でコートさ
れた平均粒子径約１００μｍの球状フェライトキャリア
１００部とを混合、攪拌しスタート用現像剤を作製し、
スタート用現像剤に使用した外添処理トナーと同じもの
を補充用トナーとした。

【００２４】次に、これらスタート用現像剤と補充用ト
ナーをそれぞれボトルに入れ密閉状態にして、４５℃の
環境下で１０日間保管し、冷却した後、有機光導電体を
感光体とする複写機を用いて２３〜２５℃，６０〜６５
％ＲＨの環境条件下で２０．０００枚の実写テストを実
施した。実写テストの結果、２０．０００枚実写中でも
コピーの白地部の汚れであるカブリの増加がなく、コピ
ー黒色部の濃度も安定して高く、又複写機内のトナー飛
散による汚染もなく良好であり、高温で長時間さらされ
た後に使用しても耐久性能、コピー画質安定性に優れた
トナー及び現像剤であった。 （実施例２）酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）１００部に酸化ス
ズ（ＳｎＯ₂ ）８０部、酸化アンチモン（Ｓｂ₂ Ｏ₄ ）
１０部をドーピングした導電性チタニアの微粒子コア１
００部に対して処理樹脂Ａ３部で表面処理した平均粒子
径０．３μｍの表面処理導電性微粒子０．５部とシリカ
Ｒ９７２ ０．２部をトナーの外添剤とした以外は実施
例１と同様にスタート用現像剤と補充用トナーを作製
し、実施例１と同様な熱処理を施した後実施例１と同様
な実写テストを実施した。

【００２５】その結果を表１に示すが問題ないレベルで
あった。

【００２６】

【表１】

【００２７】（実施例３） 導電性微粒子コアをＦｅ Ｏ ９５部とＺｎＯ５部を含有
するフェライト微粒子とした以外は、実施例２と同様な
表面処理−現像剤の作製−熱処理−実写テストを実施し
た。

【００２８】その結果を表１に示すが問題なく良好であ
った。 （比較例１）実施例１の表面処理しないマグネタイト微
粒子を用いて、実施例１と同様な現像剤の作製−熱処理
−実写テストを実施した。その結果を表１に示すが問題
あるレベルであった。 （比較例２）実施例２の表面処理しない導電性チタニア
微粒子を用いて、実施例２と同様な現像剤の作製−熱処
理−実写テストを実施した。

【００２９】その結果を表１に示すが問題あるレベルで
あった。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、樹脂及び着色剤を含む正帯
   電性トナー粒子と、アミノ基を有するスチレンアクリル
   系樹脂で表面処理された導電性微粒子からなり、該導電
   性微粒子を該正帯電性トナー粒子表面に有することを特
   徴とする静電荷像現像用トナー。