JP3409097B2 - 静電荷像現像用負帯電性トナーの製造方法および該トナーを用いた静電荷像現像剤 - Google Patents

静電荷像現像用負帯電性トナーの製造方法および該トナーを用いた静電荷像現像剤

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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、静電印刷法等において形成される静電潜像を現像す
るためのトナーに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子写真法または静電記録法等
においては、光導電性感光体または誘電体等よりなる潜
像担持体上に形成された静電潜像を現像するために、現
像スリーブ等トナー供給ローラ上でブレード等によって
薄層化され、かつ、適当に帯電され微粉末化されたトナ
ー、または、キャリアと混合され適当に帯電され微粉末
化されたトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転
写材にトナー画像を転写した後、加熱圧力、溶剤蒸気等
によって定着し、複写物を得る。これらの現像法に適用
されるトナーは、従来、熱可塑性樹脂、着色剤、電荷制
御剤その他の添加剤を溶融混練した後、冷却し粉砕して
分級する、いわゆる混練粉砕法を用いて製造されてきた
が、生産性および収率に問題があるのみか、着色剤や電
荷制御剤などの分散が十分でないことから形成される各
粒子の摩擦帯電特性が異なり、これが解像度低下につな
がり、今後益々要求される画質の高精細化に対応するに
は限界がある。そこで、これらの欠点を改良する方法と
して乳化重合法、懸濁重合法あるいは分散重合法などに
より着色微粒子をストレートに合成する方法が提案され
ている。これら重合法により得られる重合粒子は形状が
円形で流動性に優れるため摩擦帯電性が均一であること
など混練粉砕法と比較して優れた点が多い。
【0003】ところで、このような重合粒子の極性制御
方法として、一般に、次の二つが知られている。 1)重合後、得られた粒子表面に適度に分散または溶解
した電荷制御剤(CCA)を外添する 2)重合中に適度に分散または溶解した電荷制御剤を添
加する このうち、2)の方法は重合方式やCCAの種類により
製造条件が複雑となりやすく、さらに、1)の方法の数
倍量のCCAを必要とすることから、重合トナーの極性
制御法としては限定的である。これに対して、1)の方
法では、重合工程後に処理するため、重合方式によら
ず、また、表面だけの集中処理であるためCCA添加量
は少なくてすみ、また、外添法として湿式または乾式を
選択でき、簡便な方法であるといえる。しかしながら、
1)の方法は、使用するCCAの性能をよく反映する反
面、その選択は非常に国難である。なぜなら従来トナー
が持つ熱的および電気的特性に近い性質をCCAが兼ね
備えなければならないからである。
【0004】一方、電荷制御剤の一般的な課題の一つ
は、トナー帯電の正負符号および大きさを確定させるこ
とであり、もう一つは樹脂結合剤の帯電ドリフトを阻止
し、一定のトナー帯電を保証することである。また、正
確な色相調和を必要とするフルカラー用には、有色トナ
ーで調和させることは非常に困難であり、固有の色を持
たない無色の電荷制御剤が必要である。
【0005】これまで提案された電子写真用トナーおよ
び現像剤用の無色の電荷制御剤には、アンモニウム化合
物、ホスホニウム化合物、金属錯塩、有機金属化合物お
よびその他多数の化合物がある。しかしながら、正の無
色の電荷制御剤として、一般に、第四アンモニウム化合
物は分散性が悪く、トナーを不均一帯電させ、特に高温
高湿時において安定性がない。また、ホスホニウム塩は
電荷制御剤としてアンモニウム塩より有効でなく毒性の
問題もある。また、有機スズ化合物や有機アンチモン化
合物も重金属を含有する間題がある。一方、負の無色の
電荷制御剤には、クロム錯塩、鉄錯塩、コバルト錯塩お
よび亜鉛錯塩などが包含されるが、重金属の問題の他に
有色性の問題もある。この点、特開平3−1162号公
報に記載されたフッ素化された4級アンモニウム塩また
はイミニウム化合物からなる電荷制御剤は、混練粉砕法
による粒子に用いられ、高湿において良好な帯電性を得
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたもので、複写を長時間繰リ返しても
安定した帯電性を有すると共に高温高湿下においても高
いQ/Mが得られる重合粒子からなる静電荷像現像用ト
ナーを得ることを日的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第一
に、重合後乾燥前の重合粒子分散液に下記一般式(I)
で表わされるアンモニウム化合物及び亜鉛錯塩を溶解ま
たは分散して添加し乾燥することを特徴とする静電荷像
現像用負帯電性トナーの製造方法が提供される。
【化1】 (式中、R1〜R4は水素原子または有機基を表わし、R
1〜R4の少なくとも一つは1〜69個の炭素原子と3〜
66個のフッ素原子を有しており、X-は有機または無
機アニオンを表わす。)第二に、上記第一または第二に
記載した製造方法により得られる静電荷像現像用負帯電
性トナーとアミノシラン含有シリコンで被覆されたキャ
リアからなることを特徴とする静電荷像現像剤が提供さ
れる。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者
らは、負帯電性重合トナーの表面処理材料として、上記
一般式(I)で表わされるアンモニウム化合物を用いた
際、優れた帯電性が得られることを見い出し本発明に至
った。
【0009】一般に、4級アンモニウム化合物は、正帯
電性トナー用CCAとして主として用いられているが、
上記一般式(I)の化合物のように高度にフッ素化する
と、その理由は定かでないが、負帯電性を示すようにな
る。しかも、負帯電させる際、その帯電立上りが良好
で、しかも低湿から高湿にかけて変動が少ないという特
徴を有する。上記一般式(I)中、有機または無機アニ
オンを示すX-としては、例えば、C1-、Br-また
は、I-および/または、PF5 -、スルファート、ホス
ファート、シアナート、チオシアナート、BF4 -、B
(アリール)4 -、例えば、テトラフェニルボラート、p
−クロロテトラフェニルボラート、p−メチルテトラフ
ェニルボラート、テトラナフチルボラート、および/ま
たは、フェノラート、ニトロフェノラート、亜鉛テトラ
シアナート、亜鉛テトラチオシアナート、CH3OSO3
-、飽和、または、不飽和脂肪族、または、芳香族カル
ボキシレート、または、スルホナート、例えば、アセテ
ート、ラクテート、ベンゾエート、サリチレート、2−
ヒドロキシ−3−ナフトエート、2−ヒドロキシ−6−
ナフトエート、エチルスルホナート、フェニルスルホナ
ート、および/または、過フッ素化飽和、または、不飽
和脂肪族、または、芳香族カルボキシレート、または、
スルホナート、例えば、パーフルオロアセテート、パー
フルオロアルキルベンゾエート、パーフルオロエチルス
ルホナート、または、パーフルオロアルキルベンゾエー
トがある。上記一般式(I)で表わされる個々の化合物
または混合物としては、例えば、以下の化合物を挙げる
ことができる。
【0010】
【化2】
【0011】一般式(I)のアンモニウム化合物を重合
トナーに外添する際、亜鉛錯体と共に外添する。これは
一般式(I)で表わされる化合物だけだと、装置内で長
時間の撹拌に曝した場合、トナーの負帯電量が若干弱く
なる傾向が見られること、また、トナー濃度が低く、ト
ナー自身による強い撹拌が及ぶ場合も同様の傾向がある
からである。
【0012】これに対して一般式(I)のアンモニウム
化合物と亜鉛錯体を併用添加することによって前述の懸
念される点が改善され、帯電特性上、より安定したトナ
ーとすることができる。また、キャリアによっても前記
した耐久性を改善することができる。すなわち、シリコ
ンコートキャリアで、そのシリコン中にアミノシランを
含有させたものはキャリア自身が強く正帯電するように
なり、現像剤の帯電に関する耐久性が維持できるように
なる。さらに、キャリアの極性が強くなっているため、
帯電の湿度依存性を減少させる傾向があり、本発明のト
ナーと組み合わせるキャリアとして好ましいものであ
る。
【0013】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、これによって本発明の態様が限定されるもの
ではない。なお、以下で示す部は重量部である。
【0014】〔合成例1〕撹拌翼、冷却コンデンサ、窒
素ガス導入管を取リ付けた密閉可能な反応容器を恒温水
槽内に取り付け、この反応容器内に次の組成のものを仕
込んだ。 メタノール 90部 メチルビニルエーテル/無水マレイン酸共重合体 2部 撹拌によりメチルビニルエーテル/無水マレイン酸共重
合体を完全に溶解させたのち、以下の組成のものを容器
内に仕込んだ。 スチレン 30部 アクリル酸メチル 15部 tert−ドデシルメルカプタン 1部 tert−ブチルアクリルアミトスルフォン酸 1部 容器内の空気を窒素ガスで置換し終えたところで、水槽
内を65℃にまで昇温し、次のものを添加した。 メタノール 1部 アゾビスイソブチロニトリル 0.4部 その後、24時間反応を続けた後に室温に冷却した。次
に、以下の染料を投入後、50℃に昇温し5時間反応さ
せた。 オイルブラック860 1部 オイルオレンジ201 0.2部 染着液中の染着粒子の平均粒径は7.5μm(標準偏差
σ:10%)であった。この染着液中の余剰成分を3回
の遠心分離で除去し、分散液Aを得た。この分散液Aを
スプレードライヤーGS31(ヤマト科学社製)に投入
し、乾燥粒子を得た。次いでこの乾燥粒子100部に対
し疎水性シリカR972(日本アエロジル社製)0.7
5部を加え、高速混合機によって混合しトナーを得た。
以下に示す合成例2〜5の乾燥粒子も同様にしてトナー
とした。
【0015】〔合成例2〕合成例1の分散液A中にその
固形分100部に対し、前述の式(1)の化合物混合物
0.5部をメタノール溶液にして加え、室温で1時間撹
拌した後に、スプレードライヤーに投入し、乾燥粒子を
得た。
【0016】〔合成例3〕合成例1の分散液A中にその
固形分100部に対し、前述の式(1)の化合物混合物
0.5部と3,5−ジメチルサリチル酸の亜鉛錯体{化
合物(9)}0.25部をメタノール溶液にして加え、
室温で1時間撹拌した後に、スプレードライヤーに投入
し、乾燥粒子を得た。
【0017】〔合成例4〕合成例1の分散液A中にその
固形分100部に対し、下記式(10)の化合物混合物
0.5部をメタノール溶液にして加え、室温で1時間撹
絆した後に、スプレードライヤーに投入し、乾燥粒子を
得た。
【化3】
【0018】〔合成例5〕合成例1の分散液A中にその
固形分100部に対し、化合物(9)0.5部をメタノ
ール溶液にして加え、室温で1時間撹拌した後に、スプ
レードライヤーに投入し、乾燥粒子を得た。合成例1〜
5のそれぞれの乾燥粒子100部に対し、疎水性シリカ
R972(日本アエロジル社製)0.75部を加え、高
速混合機によって混合しトナーを得た。 <使用キャリア>キャリアには次の2種を使用した。 キャリアα:シリコンで被覆したフェライト(平均粒径
=約50μm、σs65emu) キャリアβ:キャリアαのシリコン中に10部のアミノ
シランを含有
【0019】参考例1 キャリアα95部に対し、合成例2のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤をリコー製複写機IMAGIO420で常温常湿
(20℃,50%RH)の条件下でコピーテストを行っ
たところ、初期画像濃度(マクベス濃度計)は1.39
と良好であった。さらに、20,000枚の連続コピー
を行ったところ、ベタ画像にムラがなく、また、カブリ
やクリーニング不良に基づく汚れのない優れた画像が得
られた。さらに、高温高湿(30℃,90%RH)の条
件下で5,000枚の連続コピーを行ったが、平均帯電
量も−17.9μC/gと安定し画質の変化は殆ど認め
られなかった。
【0020】実施例1 キャリアα95部に対し、合成例3のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温常湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行った。
【0021】参考例2 キャリアα95部に対し、合成例2のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温常湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行った。
【0022】実施例2 キャリアβ95部に対し、合成例3のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温常湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行なった。
【0023】比較例1 キャリアα95部に対し、合成例1のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温帯湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行なった。
【0024】比較例2 キャリアα95部に対し、合成例4のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温常湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行なった。
【0025】比較例3 キャリアα95部に対し、合成例5のトナー5部を混合
し、帯電量−18.3μC/gの現像剤を得た。上記現
像剤で実施例1と同様にして、常温常湿と高温高湿の2
環境下でコピーテストを行なった。
【0026】
【表1】 (注)カブリのランク:良5−4−3−2−1悪 k :複写1000枚を表わす 表1から実施例のものは常温常湿および高温高湿共に帯
電量(Q/M)が安定していること、また、20000
枚複写後も安定したQ/Mが得られること、さらに、式
(I)のアンモニウム塩と亜鉛錯塩を併用添加すること
により高温高湿下におけるQ/Mが安定することが分か
る。さらにまた、実施例のものはカブリも殆ど発生しな
い。
【0027】
【発明の効果】以上のように、一般式(I)で表わされ
るアンモニウム塩及び亜鉛錯塩を負電荷制御剤として用
いた本発明の重合トナーによれば、常温常湿下はもちろ
ん多数枚複写後も高温高湿下においても安定したQ/M
が得られる。また、一般式(I)で表わされるアンモニ
ウム塩と亜鉛錯体を併用しているので高温高湿下におけ
るQ/Mがより安定したものとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 明美 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平5−281787(JP,A) 特開 平6−11897(JP,A) 特開 平6−110255(JP,A) 特開 平5−66612(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/097 G03G 9/113

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合後乾燥前の重合粒子分散液に下記一
    般式(I)で表わされるアンモニウム化合物及び亜鉛錯
    を溶解または分散して添加し乾燥することを特徴とす
    る静電荷像現像用負帯電性トナーの製造方法。 【化1】 (式中、R1〜R4は水素原子または有機基を表わし、R
    1〜R4の少なくとも一つは1〜69個の炭素原子と3〜
    66個のフッ素原子を有しており、X-は有機または無
    機アニオンを表わす。)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造方法により得られる
    静電荷像現像用帯電性トナーとアミノシラン含有シリコ
    ンで被覆されたキャリアからなることを特徴とする静電
    荷像現像剤。
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