JPH02240665A

JPH02240665A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JPH02240665A
Application number: JP1061468A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Aoki; 三夫青木; Tetsuo Isoda; 磯田　哲夫; Yasutaka Iwamoto; 康敬岩本; Takahisa Kato; 貴久加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1990-09-25
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JP2779943B2

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】［産業上の利用分野］本発明は静電荷像現像用トナーに関し、より詳しくは、
電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を
現像するための乾式トナーに関する。

［従来の技術］従来、電子写真法としては、米国第２，２９７，６９１
号明細書、特公昭４９−２３９１０号公報、および特公
昭４３−２４７４Ｂ＠公報等に各種の方法が記載されて
いるが、一般には光導電性物質を利用し、様々の手段に
より感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をト
ナーを用いて現像し、必要に応じて紙等に粉像を転写し
た後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着し、コピーを
得るものである。

電気的潜像を現像する方式には大別して絶縁性有機液体
中に各種の顔料や染料を微細に分散させた現像剤を用い
る液体現像方式とカスケード法、磁気ブラシ法、パウダ
ークラウド法等のように天然または合成樹脂にカーボン
ブラック等の着色剤を分散せしめたトナーを用いるいわ
ゆる乾式現像方式とがあり、乾式現像方式の一例として
は二成分系乾式現像剤を使用する方式がある。この二成
分乾式現像剤は、比較的大きなキャリア粒子表面上に微
小なトナー粒子が雨粒子の摩擦により発生した電気力に
より保持されており、静電潜像に近接されると静電潜像
が形成する電界によるトナ粒子に対する該潜像方向への
吸収力がトフー粒子とキャリア粒子間の結合力に打ち勝
ってＩ・ナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜
像が可視化されるものである。そして、現像剤は現像に
よって消費されたトナーを補充しながら反復使用される
。

従って、キャリアは長期間の使用中、常にトナー粒子を
所望とする極性で、かつ充分な帯電量に摩擦帯電しなけ
ればならない。

しかしながら、従来の現像剤は、粒子間の衝突または粒
子と現像機械との衝突等の機械的衝突またはこれらの衝
突等による発熱でキャリア表面にトナー膜が形成される
、いわゆるスペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使
用時間と共に低下し、現像剤全体を取り替える必要が生
じる。このようなスペント化を防止するため、従来より
キャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されて
いる。シリコーン樹脂によりキャリア表面を被覆する方
法もその一つであり、これによりスペント化は防げるよ
うになる。しかしながら、シリコーン樹脂被覆キャリア
はそれ白身、トナーを帯電する能力が低いため、トナー
粒子に充分な帯電を与えられないという欠点を有してい
る。

トナー粒子に充分な摩擦帯電を付与するには、トナーの
主成分である結着樹脂の摩擦帯電性を利用する方法や、
電荷付与剤を添加する方法等がある。

正電荷付与剤として実用化されているものとしては特公
昭４１−２４２７号公報等に記載されているニグロシン
系染料や、米国特許筒３．５６５．６５４号明細書等に
記載された第四級アンモニウム塩等が挙げられる。ニグ
ロシン系染料は高電荷付与性と安価であることから従来
より広く使用されてきている。

しかし、ニグロシン系染料は一般的にＰ造が複雑で安定
性に乏しく、例えば機械的摩擦や衝撃、温湿度条件、電
気的衝撃や光照射等により分解あるいは変質したりして
電荷付与性能が低下するという欠点を有している。これ
らの欠点を改良した電荷付与剤として特開昭６０−１６
９８５７号公報には新規な第四級アンモニウム塩化合物
が開示されており、従来の諸問題の多くは改良されてい
る。

また、特公昭５９−９９０６号公報にはキサンチン系染
料をレーキ化した正荷電性トナーが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、使用環境により、現像剤の帯電量が大き
く変動するという問題は未だに未解決である。これは特
にカーボンブラックを含有したトナーの場合顕著である
。

また、シリコーン樹脂被覆キャリアを使用した場合も使
用環境により現像剤の帯電量の変動が大きくなることが
判明している、このため、高温高湿時に使用した場合、現像剤の帯電量
が低下し、地汚れ、解像力の悪化、トナーの飛散等が発
生し、また低温低湿では、現像剤の帯電量が上昇し、画
像′ａ度の低下、エツチング効果等が発生し、安定した
画像が１９られなくなるという欠点を有している。

本発明の目的の一つは、温度、湿度の変化に影響を受け
ない安定した画像を再現する現像剤の提供にある。

本発明のもう一つの目的は、長時間使用してもトナーの
スペント化の発生しない優れた耐久性をもつ現像剤の提
供にある。

本発明のもう一つの目的は充分に高い安定した帯電性を
示す現像剤の提供にある。

１課題を解決するための手段］本発明は、着色剤、電荷付与剤および結着剤を主成分と
する静電荷現像用トナーにおいて、電荷付与剤としてＣ
，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８１に分類される化合
物と下記−数式（Ｉ＞で示される第四級アンモニウム塩
化合物を含有することを特徴とする静電荷現像用トナー
である。

（但し、式中Ｒ１はＣ１〜Ｃ８のアルキル基、Ｒ２゜Ｒ
３はＣ１〜Ｃ１８のアルキル基、Ｒ４はＣ１〜Ｃ８のア
ルキル基またはアラルキル基を示すａ）本発明は、Ｃ，
１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８ｔに分類される化合物
と一般式（Ｉ＞で示される第四級アンモニウム塩化合物
を併用することが重要であり、これにより従来の欠点を
改良することが可能となった。

また、本発明者らは、Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ
　８１に分類される化合物、−数式（Ｉ＞で示される第
四級アンモニウム塩化合物それぞれ単独の帯電量よりも
、併用した時の帯電量の方が高くなることを見出したも
のである。これによりシリコーン樹脂被覆キャリアを使
用しても充分な帯電量が保持できるようになった。

本発明に使用される結着剤（結着樹脂）の例としては、
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−ブタジェ
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、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、スチレン−メタクリル
酸オクチル共重合体、スヂレンー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、スチレン−７クリロニトリル一アクリル酸エ
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、スチレン−酢酸ビニル共重合体、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、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、ポリビニルブチラール樹脂
等があるが、これらの樹脂は単独使用に限らず、二種以
上併用することもできる。

また、これらの製造方法も、特に限定されるものでなく
、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも利
用できる。

本発明に用いられるＣ、１．Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　
８１に分類される化合物は下記（ＩＩ）の構造式で示さ
れるものが使用される。

（Ｐ、Ｗ、ＭＯ−レーキ）具体的には旧ｔｒａ　Ｒｏｓｅ　Ｒ，Ｕｌｔｒａ　Ｒｏ
ｓｅ　３Ｂ　　（以上東洋インキ社製）　、Ｒ４０Ｆａ
ｓｔ　ＲＯｓｅ　、　１４４　ＦａｓｔＲｏｓｅ　　（
以上大日精化社製）等がある。

−数式（Ｉ＞で示される第四級アンモニウム塩化合物の
具体例としては下記のものがある。

前記Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８１に分類され
る化合物と一般式（Ｉ＞で示される化合物の比率は手最
で５゜９５〜９５：５、好ましくは２０　：　８０〜８
０　：　２０である。

また、トナーに対する添加６はｃ、　ｒ、Ｐｉｇｍｅｎ
ｔＲｅｄ　８１に分類される化合物と、−数式＜　Ｉ　
）で示される化合物の合計が結着剤１００重量部に対し
、０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である
。

着色剤としては、カーボンブラックの他、公知の染顔料
が使用される。

カーボンブラックとしてはファーネスブラックアセチレ
ンブラック、サーマルブラック等が使用できる。カーボ
ンブラックの添加量は結着剤１００重量部に対し、１〜
１５重量部が好ましい。

本発明に使用するトナーは、例えば、結着剤、Ｃ，１，
Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８Ｂ：分類される化合物、−
数式（Ｉ）で示される第四級アンモニウム塩化合物、カ
ーボンブラック等をミキサーで分散しておき、次に加圧
式ニーダ−１加熱二本ロール等で混練し、その後冷却固
化し、粉砕、分級することにより製造することができる
。

上記本発明の静電荷像現像用トナーに表面がシリコーン
樹脂で被覆されたキャリア粒子を加え乾式二成分現像剤
を構成することができる。

キャリア粒子表面に被覆するシリコーン樹脂としては、
従来知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよ
く、例えば−数式（１）で示される常温硬化型シリコー
ン樹脂が挙げられるが他のシリコーン樹脂も使用可能で
ある。

（上記式中、Ｒは水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ
ル基、メトキシ基、０１〜Ｃ４の低級アルキル基または
フェニル基を示す。）具体的には、例えばＫＲ２７１、にＲ２５５、ＫＲ１５
２（以上信越化学社製）　、５Ｒ２４００，５Ｒ２４０
６，３８８４０（以上トーレシリコーン社製）等がある
。

本発明において、シリコーン樹脂で被覆するキャリア芯
材としては、平均粒径が２０〜１０００μｍ、好ましく
は５０〜５００μｍのコバルト、鉄、銅、ニッケル、亜
鉛、アルミニウム、黄銅、ガラス等の非金属や金属、金
属合金等の従来使用されている材料が広く用いられる。

シリコーン樹脂の被覆法としては、該樹脂を溶剤に溶解
して前記芯材表面に噴霧法等の従来公知の手段でコーテ
ィングすればよい。

キャリアおよびトナーの使用筒とじでは、トナー粒子が
キャリア粒子の表面に付着して、その表面積の３０〜９
０％を占める程度に雨粒子を混合づるのが好ましい。

［実施例］次に実施例を挙げて本発明を説明する。なお、部は重量
基準である。

実施例１くトナー〉ポリスチレン（Ｄ−１２５：エッソ石油化学製）８８．
０部Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８ｉ（＃／１４　Ｆ
ａｓｔ　Ｒｏｓｅ　：大日精化製　　１．０部第四級ア
ンモニウム塩カーボンブラック（１４４：三菱化成製）　　　　１０．０部以上の処方
で加熱二本口−ラを用い混線を行ない、体積平均粒径１
０μｍのトナーを得た。

比較例］、２比較のため、実施例１の処方において、電荷付与剤を１
４４　Ｆａｓｔ　Ｒｏｓｅ　２部だけとしたもの（比較
例１）、上記構造を有する第四級アンモニウム塩２部と
したもの（比較例２）も作成した。

くキャリア〉芯物質：平均粒径１００μｍの球形酸化鉄粉１００部コーティング溶液上記芯物質にコーティング溶液を流動床型コーティング
装置を用いてコーティングし、乾燥固化し、本発明に使
用するキャリアを）ｑた。

上記３種類のトナーとキャリアを用いて現像剤帯電量の
環境依存性（温湿度の変化でどれだけ帯電量が変化する
か）の測定を行った。

・現像剤帯電量の環境依存性の求め方：環境依存性は低
温低湿帯電量と高温高湿帯電量との変動率として表わす
。

（イ）低温低湿帯電量１０℃、２０％相対湿度（Ｒ旧の低湿低湿室にトナー３
．００、キャリア９７．ＯＣＪを３時間調湿する。

その後１２０ｍ１ステンレスポツトにトナーとキャリア
を入れ、１０分間攪拌し、ブローオフ法により帯電量を
求める。

（ロ）高温高湿帯電量３０°Ｃ１８５％ＲＨの高温高湿室にトナー３．０にＪ
、キャリア９７．ＯＱを３時間調湿する。その後、１２
０ｍ１ステンレスポツトにトナーとキャリアを入れ、１
０分間攪拌し、ブローオフ法により帯電量を求める。

（ハ）上記方法により測定１ノだ環境依存性は下記衣１のよう
であった。

以上のように本発明の現像剤は帯電量の環境による変動
が極めて少ない。また、電荷付与剤をそれぞれ単独使用
するより併合して使用した方が帯電量が高くなることが
わかる。

実施例２くトナー〉スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体８７，０
部Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｒｉｔ　Ｒｅｄ　８１（旧ｔｒａ　
Ｒｏｓｅ　Ｒ：東洋インキ製）２．０部第四級アンモニ
ウム塩カーボンブラック（１１４４）　　　　　　　１０．０
部以上の処方で加熱二本ローラを用い混線を行い、体積
平均粒径１０μｍのトナテを得た。

比較例３，４比較のため、実施例２の処方において、電荷付与剤を旧
ｔｒａ　Ｒｏｓｅ　Ｒ３部だけとしたもの（比較例３）
、上記構造を有する第四級アンモニウム塩３部としたも
の（比較例４）も作成した。

くキャリア〉芯物質：平均粒径１００μｍの球形フェライト粒子　　　１００部コーティング溶液上記芯物質にコーティング溶液を流動床型コテイング装
置を用いてコーティングし、乾燥固化し、本発明に使用
するキャリアを得た。

上記３種類のトナーとキャリアを用いて実施例１ど同様
に現像剤帯電量の環境依存性の測定を行った。結果を表
２に示す。

実施例３くトナー〉スチレン−ｒｌ−ブチルメタクリレート共重合体８７．
０部Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ　８１（＃４０　Ｆａ
ｓｔ　Ｒｏｓｅ　：大日精化製）２．Ｏ部用四級アンモ
ニウム塩カーボンブラック（１４４）　　　　　　　１０．０部
以上の処方で加熱二本ローラを用い混練を行い、体積平
均粒径１０μｍの１−ナーを得た。

比較例５．６比較のため、実施例３の処方において、電荷付与剤を１
４０　Ｆａｓｔ　Ｒｏｓｅ　３部だけとしたもの（比較
例５）、上記構造を有する第四級アンモニウム塩３部と
したちのく比較例６）も作成した。

くキャリア〉芯物質：平均粒径７０μｍの不定形酸化鉄粉　　　　　１００部コーティング溶液上記芯物質にコーディング溶液を流動床型コーティング
装置を用いてコーティングし、乾燥固化し、本発明に使
用するキャリアを得た。

上記３種類のトナーとキャリアを用いて実施例］と同様
に現像剤帯電間の環境依存性の測定を行った。結果を表
３に示す。

［発明の効果］以上の説明で明らかなように、本発明の静電荷像現像用
トナーは、温度、湿度の変化に影響を受けない安定した
画像を再現することができ、また、長時間使用してもト
ナーのスペント化を発生せず、優れた耐久性を有し、さ
らに充分に高い安定した帯電性を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）着色剤、電荷付与剤および結着剤を主成分とする
静電荷像現像用トナーにおいて、電荷付与剤としてＣ．
I ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ８１に分類される化合物と
下記一般式（ I ）で示される第四級アンモニウム塩化
合物を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー
。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）（但し、式中Ｒ＿１はＣ＿１〜Ｃ＿８のアルキル基、Ｒ
＿２、Ｒ＿３はＣ＿１〜Ｃ＿１＿８のアルキル基、Ｒ＿
４はＣ＿１〜Ｃ＿８のアルキル基またはアラルキル基を
示す。）
（２）着色剤としてカーボンブラックを含有する特許請
求の範囲第１項記載の静電荷像現像用トナー。
（３）Ｃ． I ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ８１に分類され
る化合物と一般式（ I ）で示される化合物の重量比が
５：９５〜９５：５である特許請求の範囲第１項記載の
静電荷像現像用トナー。
（４）Ｃ． I ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ８１に分類され
る化合物と一般式（ I ）で示される化合物の合計が結
着剤１００重量部に対し０．１〜１０重量部である特許
請求の範囲第１項記載の静電荷像現像用トナー。
（５）特許請求の範囲第１項記載のトナーにおいて、さ
らに表面がシリコーン樹脂で被覆されたキャリア粒子を
含有する静電荷像現像用現像剤。