JPH03103860A - 静電荷像現像用カラートナー - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電子写真、静電記録及び静電印刷等における静
電荷像を現像するための新規な静電荷像現像用カラート
ナーに関する。

［従来の技術］ 従来より電子写真法等に適用される現像方法としては、
大別して乾式現像法と湿式現像法とがある。後者は、溶
剤を使用しており、今後公害問題等で減少していくと予
測される。対して前者は取扱いの容易さ、情報量の多量
化に伴ない、用途の拡がりが増大すると予測される。

ところで、カラートナーの現像は、この乾式現像法の中
の二成分系現像法によるものが有用である。この二成分
系現像法には、トナーを搬送するキャリアの種類により
鉄粉キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャ
リアを用いるカスケード法、ファーを用いるファーブラ
シ法等がある。又キャリアを用いず、ブレード及びスリ
ーブによる帯電によって現像を行なう、非磁性一成分現
像法もある。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
或は合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が使用
されている。例えば、ボリズチレンなどの結着樹脂中に
着色剤を分散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕し九
粒子がトナーとして用いられている。いわゆる２成分系
現像剤を用いる方式の場合には、上記のようなトナーは
通常、ガラスビーズ、鉄粉などのキャリアー粒子と混合
されて用いられる。

また、トナーには、現像される静電潜像の極性に応じて
予め正または負の電荷が与えられる。

トナーに電荷を付与するためには、トナーの成分である
樹脂の摩擦帯電性のみを利用することも出来るが、この
方法では，トナーの帯電性が小さいので、現像によって
得られる画像はカブリ易く、不鮮明なものとなる。そこ
で、所望の摩擦帯電性をトナーに付与するために、帯電
性を強化する染料、顔料等をはじめとする電荷制御剤を
添加することが行われている。

今日、当該技術分野で知られている電荷制御剤としては
、ニグロシン染料、アジン系染料（特公昭４２−１ｆｉ
２７号公報）、モノアゾ染料の金属錯塩、サリチル酸、
ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯塩、銅フタロシア
ニン顔料などがある。これらの電荷制御剤は、染顔料か
ら派生したものが多く、一般的に構造が複雑で、その多
くが強い着色性をもっている。従って、これらの電荷制
御剤を微量でもカラートナーに用いるとトナーの色の鮮
明さを損なうことになる。

また、最近無色ないしは淡色の電荷制御剤として提案さ
れたものには、トリブチルベンジルアンモニウムヒドロ
キシナフヂルスルホン酸などの第４級アンモニウム塩、
ジブチルスズオキサイドなどの有機錫オキサイド、或は
、アくノ基を含有するビニル系ボリマー　アよノ基を含
有する縮合系ボリマーなどのポリアミンなどがある。し
かし、これらの電荷制御剤は、親水性のものが多く、特
に、高温条件下で、摩擦帯電量が低下する。又、高温条
件下で摩擦帯電量が低下しないものは、低湿条件下で、
摩擦帯電量が異常に増加する。このような摩擦帯電量が
湿度により著しく変動する電荷制御剤を含有したトナー
を用いると、温湿度の変化により画質が変化してしまい
、常に良好な品質の画像を提供することが極めて困難に
なる。

ところで、最近オフィスにおける情報量の多量化、特に
カラー複写物の二−ズが高まりを見せており、それに伴
い複写枚数が増加し、必然的に複写機の複写速度も高速
化の傾向にある。又、色再現性の良いトナーの開発も望
まれている。

このように複写の高速化やより厳しい環境下での複写に
おいてカラートナーの帯電性の安定化は絶対不可欠の要
件である。従って、帯電性能を左右する電荷制御剤の役
割は大きい。複写の高速化に伴い、トナー−キャリア間
、トナー−スリーブ間の摺擦等によるトナーの受ける力
は大きくなるために、郁電性能を維持するためには、電
荷制御剤の分散性を高め、トナー成分をより均一にする
必要があり現在用いられている先述の電荷制御剤では、
未だ不十分である。つまり、電荷制御剤の分散性が悪く
なると、キャリアやスリーブを汚染し、複写枚数が増す
につれ画像濃度が低下したり、カブリを生じたりするな
ど画質の低下を招く等問題がある。

これらの理由から当該技術分野では摩擦−ＩＦ電量の温
・湿度依存性が少なく無色もしくは実質無色と見なし得
るほど淡色の電前制御剤の開発が強く要詰されている。

［発明が解決しようとする課題コ 本発明の目的は、かかる問題点を解決したカラートナー
を提供することにある。

木発明の目的は、トナー粒子間、又は、トナーとキャリ
ア間の如きトナー担持体との間等の摩擦η１Ｆ電量が温
度、湿度の変化を受けずに安定で、環境条件の変化に影
響され難い安定した画像を再現し得るカラートナーの提
供にある。

木発明の目的は、鮮やかで色再現性の良いカラートナー
の提供にある。

本発明の目的は、正又は負の良好な摩擦帯電性を有する
カラートナーの提供にある。

本発明の目的は、耐久性に優れカブリのなＣ）鮮明な画
像を得るカラートナーの提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明者は前記
の目的を達成する為鋭意検討した結果、無色若しくは実
質的に無色と見なし得るほど淡色である、一般式（Ｉ）
で表され、重量平均分子量が２，０００〜１，０００，
０００であるポリシラン化合物を含有することを特徴と
する静電荷像現像用カラートナー （式中、Ｒ，，　Ｒ２，　Ｒ３及びＲ４は、アルキル、
アリール、置換アルキル、置換アリール及びアルコキシ
から成る群から選ばれ、いずれも同じであっても或いは
異なってもよい。ｎとｍはボリマー中の総モノマーに対
するそれぞれの千ノマー数の割合を示すモル比であり、
ｎ＋ｍ＝１となり、Ｏ　＜　ｎ≦１、Ｏ≦ｍ＜１である
。） により本発明は達成される。

即ち、本発明は殆ど無色で重合度の異なるポリシラン化
合物を含有することにより正又は負の良好な摩擦帯電性
を制御することが可能となり、鮮明な有彩色の現像可視
像を得ることができる。

ポリシランは主鎖のａ一結合の軌道準位が高く、共役に
よってσ電子が非局在化（フィジカル・レビュー８　３
０　５８７１　ＰＰ　（１９ａ４））シて半導体的な特
性を示す。又、Ｓｔ主鎖が長くなる、つまり分子量が大
きくなるとイオン化ポテンシャルが小さくなる。（ジャ
ーナル・オプ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー，
　９２，　５１９　ＰＰ　（１９７０））これにより、
ポリシランの分子量を調節することにより低分子量ポリ
シランは負帯電性トナーの電荷制御剤として、又高分子
量ポリシランは、正帯電性トナーの電荷制御剤として用
いることが可能であると考えられる。又、局在したπ一
軌道を有する側鎖基は、主鎖のσ一軌道と相互作用を及
し、結果的にイオン化ポテンシャルを小せしめるため、
側鎖基としてフェニル基など置換したポリシリコンで高
分子量のものは正の電荷制御剤として有用であると考え
られる。

本発明の電荷制御剤は、現在用いられている電荷制御剤
に比べ高分子量てあるため樹脂との相溶性も良く、分散
も均一であり、良好な電荷制御が望める。又、主釦が疎
水性のため高湿下でも’ＩＩ！’　■性は失われず、良
好な電荷制御が行なえると考えられる。

正又は負の電荷制御剤として用いる場合の境界は分子量
、側鎖基と考慮する必要があり、一義的には決められな
いが、負の電荷制御剤としては、重量平均分子量が２０
，０００以下のものか好ましく、正の電荷制御剤として
は、重量平均分子量が２０，０００以上のものが好まし
い。

重量平均分子量が、２，０００より小なるものは、結着
樹脂との相溶性が不十分であり、又、重量平均分子量が
１，０００，０００より大なるものは、トナー作製時の
混練過程において混合性が悪く、偏析や凝集が起こり、
帯電性能の低下を生じる。

中でも好ましくは結着樹脂の重量平均分子量よりも低い
重量平均分子量を有するポリシラン化合物を用いること
である。

本発明における一般式［Ｉ］で表される上述のポリシラ
ン化合物の具体例として以下のものが挙げられる。

Ｃ１１３ 上記構造式中のＸとＹはいずれも単量体の重合単位を示
す。モしてｎは、Ｘ／　（Ｘ＋Ｙ）．また、ｍはＹ／　
（Ｘ＋Ｙ）の計算式によりそれぞれ求められる。

上記ポリシラン化合物は多くの公知方法で製造でき、単
独又は２種以上の併用で用いられるが、必要に応じて、
従来公知の電荷制御剤を木発明の電荷制御剤と組み合わ
せて使用することもてき１１ る。

これら電荷制御剤を結着樹脂及び着色剤を必須成分とす
るトナー（着色微粉末）中に配合することにより、本発
明のトナーが得られる。配合の形態としては、トナー中
に均一に内包させる、いわゆる内添形態と、トナーに混
合し付着させる、いわゆる外添形態のいずれも採用可能
である。

内添する場合、電荷制御剤の使用量は結着樹脂の種類、
必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含め
たトナー製造方法によって決定されるもので一般的に限
定されるものでは無いが、好ましくは結着樹脂１００　
ｆｆｌ量部に対して０．１〜２０重量部（より好ましく
は０５〜１０重量部）の範囲で用いられる。

外添する場合は、樹脂１００重量部に対し、０．０１〜
１０重量部が望ましい。外添方法としてはメカノケミカ
ル的な方法で固着させるのが特に好ましい。

尚、必要に応じて、従来公知の電荷制御剤を、本発明の
電荷制御剤と組み合わせて使用すること１　２ もできる。

トナーの結着樹脂としては、ボリスチレン、ポリーｐ−
クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及
びそのＭ換体の単重合体；スチレンーｐ−クロロスチレ
ン共重合体、スチレンープロピレン共重合体、スチレン
ービニルトルエン共重合体、スチレンービニルナフタレ
ン共重合体、スチレンーアクリル酸メチル共重合体、ス
チレンーアクリル酸エチル共重合体、スチレンーアクリ
ル酸ブチル共重合体、スチレンーアクリル酸オクチル共
重合体、スチレンーアクリル酸２−エチルヘキシル共重
合体等のスチレンーアクリル共重合体、スチレンーメタ
クリル酸メチル共重合体、スチレンーメタクリル酸エチ
ル共重合体、スチレンーメタクリル酸ブチル共重合体、
スチレンーα−クロルメタクリル酸メチル共重合体、ス
チレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンービニル
メチルエーテル共重合体、スヂレンービニルエチルエー
テル共重合体、スチレンービニルメチルケトン共重合体
、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーイソブレ
ン共重合体、スチレンーアクリロニトリルーインデン共
重合体、スチレンーマレイン酸共重合体、スチレンーマ
レイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；
ボリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ボ
リプロビレン、ポリエステル、ポリウレタン、ボリアミ
ド、エボキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリ
ル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルベン樹脂、フェノ
ール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石
油樹脂、塩素化バラフィン、パラフィンワックスなどが
挙げられ、単独或は混合して使用できる。

又特に圧力定着に適したトナーを与えるために好適な結
着樹脂として限定して挙げると下記のものが単独或は混
合して使用できる。

ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低分子量ボリ
ブロピレン、酸化ポリエチレン、ボリ４フッ化エチレン
など）、エボキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンー
ブタジエン共重合体（モノマー比：５〜３０　：　９５
〜７０）、オレフィン共重合体（エチレンーアクリル酸
共重合体、エチレンーアクリル酸エステル共重合体、エ
チレンーメタクリル酸共重合体、エチレンーメタクリル
酸エステル共重合体、エヂレン酢酸ビニル共重合体、ア
イオノマー樹脂）、ポリビニルピロリドン、メチルビニ
ルエーテルー無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性
フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂。

着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、
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
１ローダミン６Ｇ，　　レーキ、カルコオイルブルー、
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、トリアリールメタン系染料、モノアゾ
系、ジスアゾ系染顔料等、従来公知の染顔料を単独或は
混合して使用し得る。着色剤は結着樹脂１００重量部に
対して１〜ｌＯ重量部使用するのが好ましい。

又木発明のトナーには、必要に応じて上記以外１　５ の添加剤を混合してもよい。添加剤としては、例えばテ
フロン、ステアリン酸亜鉛の如き滑剤；酸化セリウム、
炭化ケイ素等の研磨材：例えばコロイダルシリカ、酸化
チタン、酸化アルミニウム等の流動性付与剤；ケーキン
グ防止剤；例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電
性付与剤；低分子量ポリエチレンなどの定着助剤等があ
る。特に、アルキルクロロシラン、アルキルア稟ノシラ
ン、アルキルアルコキシシラン或はシリコーンオイル等
で処理された疎水性シリカがトナーに外添されることが
好ましい。

本発明の静電荷像現像用カラートナーを作製するには、
前記本発明に係るポリシラン化合物電荷制御剤を、上記
した如き結着樹脂、及び着色剤としての顔料又は染料、
必要に応じて添加剤等をボールミルその他の混合機によ
り充分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストル
ーダー等の熱混練機を用いて溶融及び樅練して樹脂類を
互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後、粉砕及び分級して平均粒径１　６ ５〜２０μのトナーを得ることが出来る。或は結着樹脂
溶液中に材料を分散した後、噴霧乾燥することにより得
る方法、或は、結着樹脂を構成すべき単量体に所定材料
を混合して乳化懸濁液とした後に重合させてトナーを得
る重合法トナー製造法、或はコア材とシェル材からなる
いわゆるマイクロカプセルトナーのコア部及び／又はシ
ェル部に含有させる方法等の方法が応用できる。

更に、本発明のトナーを、二成分系現像剤として用いる
こともでき、その場合には、キャリアと混合して用いら
れる。本発明に使用しうるキャリアとしては、公知のも
のが使用可能であり、例えば鉄粉、フエライト粉、ニッ
ケル粉の如き磁性を有する粉体、ガラスビーズ等が挙げ
られ、更にこれらの表面を樹脂等て処理したものなどが
挙げられる。

表面処理する樹脂としてはボリスチレン、スチレンーア
クリル酸エステル共重合体、スチレンメタクリル酸エス
テル共重合体、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素
樹脂等が挙げられる。

上記の方法により作製されたトナー或は現像剤は、従来
公知の手段で電子写真、静電記録及び静電印刷等におけ
る静電荷像を顕像化するための現像用には全て使用出来
る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるもので
はない。

尚、以下の配合におけるｒ部」は全て重量部である。

実施例１ とも２回以上溶融混練し、冷却後ハンマーよルを用いて
約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方
式による微粉砕機で４０μｍ以下の粒径に微粉砕した。

更に得られた微粉砕物を分級して、１〜２０μｍを選択
して負帯電性トナーを得た。このトナー１０部に対して
キャリア（日本鉄粉製樹脂コートフェライト）９０部を
混合し現像剤とした。

市販のキヤノン製複写機（商品名カラーレーザーコピア
ＩＣＬＣ−Ｉ）にこの現像剤を適用し、画像テストを行
なったところ、鮮やかなシアン色を呈し、濃度が高＜　
２０，０００枚耐久後もカブリのない良好な画像が得ら
れた。

まｋ、低温低湿下、高温高温でも良好な結果が得られた
。

実施例２ 実施例１において、ポリシラン化合物を上記の各処方蚤
を十分にヘンシェルミキサーにより予備混合を行ない、
３本ロールミルで少なく１　９ に変える以外は実施例１と同様にトナーを作製した。

得られたトナーは正帯電性トナーであり、このトナー８
部に対してキャリア（日本鉄粉製樹脂コートフェライト
）９２部を混合し、現像剤とした。

．市販のキヤノン製複写機（商品名ＮＰ−４８３５）に
この現像剤を適用し、実施例１と同様に画像テストを行
なったところ、良好な画像が得られた。

実施例３ ２０ たところ低温低湿下で高画像濃度であり、又、高温高湿
下ではカプリのない良好な画像が得られた。又、耐久２
０，０００枚後も良好な画像が得られた。

比較例１ 実施例１においてポリシラン化合物をペンタシラン４部
にする以外は実施例１と同様にトナーを作製した。得ら
れたトナーは負帯電性トナーであり、実施例１と同様に
キャリアと混合し画像テストを行なった結果、低温環境
下に・おいて帯電量が高く、画像濃度が低下した。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のトナーはいかなる環境下におい
ても長期に渡り、高品質の画像を提供できる。

上記の各処方量を実施例１と同様にしてトナーを作製し
て、負帯電性マゼンタトナーを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式（ I ）で表され、重量平均分子量が２，０００
   〜１，０００，０００であるポリシラン化合物を含有す
   ることを特徴とする静電荷像現像用カラートナー。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３及びＲ＿４は、アルキ
   ル、アリール、置換アルキル、置換アリール及びアルコ
   キシから成る群から選ばれ、いずれも同じであっても或
   いは異なってもよい。ｎとｍはポリマー中の総モノマー
   に対するそれぞれのモノマー数の割合を示すモル比であ
   り、ｎ＋ｍ＝１となり０＜ｎ≦１、０≦ｍ＜１である。 ）