JPH03146964A

JPH03146964A - 静電荷像現像用トナー

Info

Publication number: JPH03146964A
Application number: JP1284805A
Authority: JP
Inventors: Masanori Suzuki; 政則鈴木; Toshiki Minamitani; 俊樹南谷
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1991-06-21

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］本発明は電子写真法、静電印刷法などに用いられる静電
荷像現像用トナーに関し、より詳しくは負帯電性現像用
トナーに関する。

［従来の技術］従来から、特開昭６１−１４７２６１号公報に開示され
ているように静電荷像をトナーを用いて現像する方法は
大別して、トナーとキャリアとが混合されてなるいわゆ
る二成分系現像剤を用いる方法と、キャリアと混合され
ずにトナー単独で用いられるー成分系現像剤を用いる方
法とがある。

前記の方法は、トナーとキャリアとを撹拌摩擦すること
により各々を互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯電
したトナーにより反対極性を有する静電荷像が可視化さ
れるものであり、トナーとキャリアの種類により鉄粉キ
ュ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、ファーブラシ法などがある。

後者の一成分系現像法には、トナー粒子を噴霧状態にし
て用いるパウダークラウド法、トナー粒子を直接的に静
電潜像面に接触させて現像する接触現像法（タッチダウ
ン現像ともいう）、磁性の導電性トナーを静電潜像面に
接触させる誘導現像法などがある。

これらの各種の現像方法に適用されるトナーとしては、
天然樹脂あるいは合成樹脂からなる結着樹脂にカーボン
ブラック等の着色剤を分散させた微粉末が用いられてい
る。例えばポリスチレン等の結着樹脂中に着色剤を分散
させたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子がトナ
ーとして用いられている。またこれらの成分に更にマグ
ネタイト等の磁性材料を含有せしめたものは磁性トナー
として用いられる。

前述のごとく、種々の現像方法に用いられるトナーは現
像される静電荷像の極性に応じて正または負の電荷が保
有せしめられるが、トナーに保有せしめるにはトナーの
成分である樹脂の摩擦耐電性な利用することもできるが
、この方法ではトナーの耐電性が小さいので現像によっ
て得られる画像はカブリやす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
性を付与する染料、顔料あるいは荷電制御剤なるものを
添加することが行われている。

従来、負極性荷電制御剤としてはモノアゾ染料の金属錯
塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフト
エ酸、ジカルボン酸のＧｏ、　Ｃｒ、　Ｆｅ等の金属錯
体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、ニトロ基、
ハロゲンを導入したスチレンオリゴマー、塩素化パラフ
ィン、メラミン樹脂などがある。

［発明が解決しようとする課題］しかし、前述の負極性荷電制御剤では次のような問題が
見られた。

■構造が複雑で性質が一定せず安定性に乏しい。

■熱混練時に分解、機械的衝撃、摩擦、湿温度条件の変
化などにより分解または変質しやすく、そのため荷電制
御性が低下しやす（また環境により帯電性が変化するも
のが多い。

■これらの荷電制御剤を含有するトナーを長時間使用し
た場合、帯電不良に起因して感光体へフィルミングを起
こしたりする。

■またトナーの帯電の立ち上がり特性が十分でないため
、トナー飛散が発生し複写機内を汚染する。

したがって、トナー飛散がなく、連続複写後も初期画像
と同等の品質を示す画像が得られ、負極性の安定した摩
擦帯電性を示すトナーを提供することが重要な課題とな
っていた。

本発明は上記の点を解決しようとするもので、その目的
は、トナー粒子間、またはトナーとキャリア間、−成分
現像の場合のトナーと現像スリーブあるいはブレードの
ごとき帯電付与部材との摩擦帯電が安定で、かつ、摩擦
帯電量分布がシャープで均一であり使用する現像システ
ムに適した帯電量にコントロールできるトナーを提供し
、さらに鮮やかなカラートナーを提供し、地汚れやトナ
ー飛散がなく、連続使用時においても初期画像と同等の
忠実度の高い画像の得られるトナーを提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］本発明は、一般式［式中、Ｒは水素原子またはＣ１〜Ｃ＋ｏのアルキル基
を表し、かつ、ＸおよびＹはそれぞれ水素原子、水酸基
、カルボキシル基、ニトロ基またはシアノ基を表し、か
つ、Ｚは水素原子、水酸基、０１〜ＣＩＯのアルキル基
またはカルボキシル基を表す。］で示されるビスフェノール系化合物を荷電制御剤として
含有することを特徴とする静電荷像現像用負帯電性トナ
ーを提供するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明において、荷電制御剤として用いられる前記一般
式の化合物の代表的な具体例としては、以下のようなも
のが挙げられ、すべて白色または淡色を示しカラー写真
法にも用いられる。

本発明において荷電制御剤として使用されるビスフェノ
ール系化合物の使用量は、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、一義的に限定されるも
のではないが、好ましくは結着剤１００重量部に対して
ｏ、ｉ〜２０重量部の範囲で用いられる。０，１重量部
未満ではトナーの負帯電が不足し実用的ではない。また
２０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ
キャリアとの静電的吸引力の増大のため現像剤の流動側
低下や画像濃度の低下を招く。

トナーは上記荷電制御剤の他に結着樹脂、着色剤、また
は必要に応じてキャリア粉、磁性材料、添加物を含有す
る。

本発明に使用される結着樹脂としては、ポリスチレン、
ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチ
レンおよびその置換体の単重合体；スチレン−プロピレ
ン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチ
レン−ビニルナフタレン共重合体、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−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−α−クロルメ
タクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体
、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン
−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−
アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレ
イン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系
共重合体、ポ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、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン
、ポリアミド、エポキシ樹脂、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、テルペン樹
脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂
、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワ
ックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用でき
る。

また、特に圧力定着用に好適な結着樹脂として例を挙げ
ると下記のものが単独あるい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、低分子量ポリプ
ロピレン、酸化ポリエチレン、ポリ４フツ化エチレン等
）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタ
ジェン共重合体（モノマー比５〜３０：９５〜７０）、
オレフィン共重合体（エチレン−アクリル酸共重合体、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メ
タクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル
共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−
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−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。

本発明に使用さ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０１０−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、トリアリルメタ
ン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系等の従来公知のいか
なる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得る。

さらに本発明のトナーはさらに磁性材料を含有させ、磁
性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に
含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト
、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのよ
うな金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト
、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベ
リリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガ
ン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム１２のような金属の合金およびその混合物などが挙げられる
。

これらの強磁性体は平均粒径が０．１〜２μｍ程度のも
のが望ましく、トナー中に含有される量としては樹脂成
分１００重量部に対し約２０〜２００重量部、特に好ま
しくは樹脂成分１００重量部に対し４０〜１５０重量部
である。

また本発明のトナーは必要に応じて添加物を混合しても
よい。添加物としては例えばテフロン、ステアリン酸亜
鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素等の
研磨剤、あるいは、例えばコロイダルシリカ、酸化アル
ミニウム等の流動性付与剤、ケーキング防止剤、あるい
は例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤
、あるいは低分子量ポリオレフィン等の定着助剤等があ
る。

［実施例］以下本発明を下記の実施例によって具体的に説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。なお、部数
はすべて重量部である。

実施例１スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート　１００部ポリプ
ロピレン　　　　　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグプロ
ピレン　　　　　　　　　５部例示化合物（１）　　　
　　　　　　　３部上記組成の混合物をヘンシェルミキ
サー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで１３０〜１
４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し室温まで冷却後得
られた混線物を粉砕分級し５〜２０μｍの粒径の青色ト
ナーを得た。このトナー２．５部に対しシリコーン樹脂
を被覆した１００〜２５０メツシユのフェライトキャリ
ア９７．５部とをボールミルで混合し現像剤を得た。次
に上記現像剤を当社製ＦＴ４０６０にセットし現像を行
ったところ良好な画像が得られその画像は２０万枚画像
出し後も変わらなかった。またトナーの帯電量をブロー
オフ法で測定したところ、初期の帯電量は−１６，６μ
Ｃ／ｇであり２０万枚ランニング後におけるトナーの帯
電量は−１６，１μＣ／ｇと初期値とほとんど差はなか
った。また３５℃９０％ＲＨという高湿環境下、および
ｌＯ℃１５％ＲＨという低湿環境下でも常湿と同等の画
像が得られた。また感光体へのトナーフィルミングもな
かった。

比較例１実施例１の例示化合物（１）の代わりにサリチル酸亜鉛
塩（オリエント化学製Ｅ−８４）を用いる以外は実施例
１と・同様に現像剤を得、画像テストを行った。初期画
像はカブリのない鮮明な画像が得られたが、１０万枚頃
からカブリのある不鮮明な画像になり感光体表面にはト
ナーのフィルミングが見られた。また３５℃９０％ＲＨ
の高温環境下で画像テストを行ったところ画像濃度が０
．９５と低く、カブリのある画像が得られた。また実施
例１と同様に帯電量を測定したところ、初期の帯電量は
−１２，５μＣ／ｇであったがｌＯ万枚後には−５，５
μＣ／ｇと低下していた。

実施例２エポキシ樹脂　　　　　　　　　　　１００部ポリエチ
レン　　　　　　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグメント
ブルー１５　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグメントイエ
ロー１７　　　　　５部例示化合物（３）　　　　　　
　　　　３部上記組成の混合物を実施例１と同様にヘン
シェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで
１３０〜１４０°Ｃの温度で約３０分間加熱溶融し室温
まで冷却後得られた混線物を粉砕分級し５〜２０μｍの
粒径の緑色トナーを得た。このトナー３．５部に対し１
００〜２５０メツシユの鉄粉キャリア９６．５部とをボ
ールミルで混合し現像剤を得た。次に上記現像剤を当社
製ＦＴ４０６０にセットし現像を行ったところ実施例１
と同様、鮮やかな緑色を呈する良好な画像が得られその
画像は２０万枚画像出し後も変わらなかった。またトナ
ーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、初期の帯
電量は−１６．９μＣ／ｇであり２０万枚ランニング後
におけるトナーの帯電量は−１６．２μＣ／ｇと初期値
とほとんど差はなかった。また３５℃９０％ＲＨという
高温環境下、およびｌＯ℃１５％ＲＨという低湿環境下
でも常温と同等の画像が得られた。また感光体へのトナ
ーフィルミングもなかった。

実施例３５６スチレンー２−エチルヘキシルアクリレート共重合体　　　　　　１００部ポリプロピ
レン　　　　　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグメントレ
ッド５７　　　　　　５部Ｃ，１，ピグメントレッド４
８　　　　　　３部例示化合物（２）　　　　　　　　
　　３部上記組成の混合物を実施例１と同様にヘンシェ
ルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで１３
０〜１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し室温まで冷
却後得られた混線物を粉砕分級し５〜２０μｍの粒径の
赤色トナーを得た。このトナー１００部に対し炭化ケイ
素（粒径２μｍ）３部、疎水性コロイダルシリカ０．１
部をスピードニーダで十分撹拌混合してトナーを得た。

このトナーを第１図に示すような現像装置に挿入して連
続複写を行ない画像テストを行ったところ、良好な画像
が得られた。その画像は５万枚画像出し後も変わらなか
った。

この現像方法を説明すると、第１図に示すようにトナー
タンク７に内蔵されているトナー６は撹拌羽根５により
スポンジローラー４に強制的に寄せられトナー６はスポ
ンジローラー４に供給される。そしてスポンジローラー
４に取り込まれたトナー６はスポンジローラー４が矢印
の方向に回転することによりトナー搬送部材２に運ばれ
、摩擦され、静電的あるいは物理的に吸着し、トナー搬
送部材２が矢印の方向に強く回転し、弾力プレート３に
より均一なトナー薄層が形成されるとともに摩擦帯電す
る。その後、トナー搬送部材２と接触もしくは近接して
いる静電潜像担持体１の表面に運ばれ潜像が現像される
。静電潜像は有機感光体８００■のマイナスＤＣ帯電後
、露光し、潜像を形成し、反転画像されるのである。ま
たトナー搬送部材２上のトナーの比電荷量：　Ｑ／Ｍを
測定するために出口側にフィルター層を具備したファラ
デーケージな会してトナー搬送部材２上のトナーを吸弓
し、ファラデーゲージ内にトラップされたトナーの比電
荷を測定する吸引比電荷量測定装置によりＱ／Ｍを測定
したところ−８，５μＣ／ｇと十分な帯電がなされてい
るのが確かめられた。また５万枚ランニングにおける帯
電量は−７，８μＣ／ｇと初期値とほとんど差がなかっ
た。また高温、低湿下でも常温と同等の画像品質が得ら
れた。また感光体へのトナーフィルミングもなかった。

比較例２実施例３の例示化合物（２）の代わりに含金属モノアゾ
染料０．５部（オリエント化学工業製Ｓ−３４）を用い
る以外は実施例３と同様にトナーを作成し、画像テスト
を行った。初期画像はカブリのない鮮明な画像が得られ
たが１万枚目頃からカブリのある不鮮明な画像になった
。また５℃９０％ＲＨの高温環境下で画像テストを行っ
たところ画像濃度が０．８６と低くカブリも生じた。ま
た実施例３と同様に帯電量を測定したところ初期の帯電
量は−９，１μＣ／ｇであったが、５万枚後には−２，
５μＣ／ｇと低下していた。

実施例４架橋ポリエステル　　　　　　　　　１００部ポリプロ
ピレン　　　　　　　　　　　５部カーボンブラック　
　　　　　　　　　ｌＯ部例示化合物（４）　　　　　
　　　　　３部上記組成の原料化合物を実施例３と同様
に溶融混線、冷却、粉砕、分級して５〜２５μｍの粒径
の黒色トナーを得た。このトナー１００部に対し炭化ケ
イ素（粒径２μｍ）２．５部、疎水製コロイダルシリカ
０．１部を実施例３と同様にスピードニーダで十分撹拌
混合してトナーを得た。このトナーを実施例３と同じ現
像装置にて同様に現像し画像テストを行ったところ、鮮
明かつ良好な画像が得られ吸引性比電荷量測定装置によ
りＱ／Ｍを測定したところ、初期は−１０．９μＣ／ｇ
と十分な帯電を示し、また５万枚ランニングにおける帯
電量は−９，３μＣ／ｇと初期値とほとんど差がなかっ
た。また高温、低湿下でも常温と同等の画像品質が得ら
れた。また感光体へのトナーフィルミングもなかった。

実施例５〜８第１表に示す現像剤組成実施例１と同様の方法によりト
ナーを得た。これらのトナーの画像性および帯電性につ
いても併せて第１表にまとめた。

　９０［発明の効果］以上述べたように本発明のビスフェノール系化合物を荷
電制御剤として使用することによって、トナー飛散がな
く、連続複写後も初期画像と同等の品質を示す画像が得
られ、負極性の安定した摩擦帯電性を示すトナーが得ら
れる。またバインダー樹脂への分散性が良好で環境安定
性の優れたトナーが得られ、鮮明な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例、比較例で作成したトナーを使
用した連続複写の画像装置の断面図である。１・・・静電潜像担持体、２・・・トナー搬送部材、３
・・・弾性プレート、４・・・スポンジローラー５・・
・撹拌羽根、６・・・　トナー７・・・　トナータンク。

Claims

【特許請求の範囲】一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼［ I ］［式中、Ｒは水素原子またはＣ＿１〜Ｃ＿１＿０のアル
キル基を表し、かつ、ＸおよびＹはそれぞれ水素原子、
水酸基、カルボキシル基、ニトロ基またはシアノ基を表
し、かつ、Ｚは水素原子、水酸基、Ｃ＿１〜Ｃ＿１＿０
のアルキル基またはカルボキシル基を表す。］で示されるビスフェノール系化合物を荷電制御剤として
含有することを特徴とする静電荷像現像用負帯電性トナ
ー。