JPH04151165A - 静電荷像現像用トナー - 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〕 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５特に正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一成分系現像剤を用いる方法とが
ある。

前者の方法は、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ｉｉＪ
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、ファーブラシ法等がある
。

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
接触させる銹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１〜３０１ＩＭ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
にさら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、トナーに電荷を保有せしめるた
めには、トナーの成分である樹脂の摩擦帯電性を利用す
ることもできるが、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Ｉｊ、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なわれて
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、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフト
エ酸、ジカルボン酸のＣｏ、　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、メラミン樹脂等があるが、これらの染料は構造が
複雑で性質が一定せず、安定性に乏しい。また、熱混練
時に分解、機械的衝撃、摩擦、温湿度条件の変化などに
より分解または変質し易く、荷電制御性が低下する現象
を起こし易い。または環境により、帯電性が変化するも
のが多い。更に、従来の該荷電制御剤を含有するトナー
を長時間使用した際には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、耐塩ビマット融着性やカラートナーの色材の本来
の色を損なうことがない等の利点から、最近ポリエステ
ル樹脂がバインダー樹脂としてよく使用されている。し
かし、ポリエステル樹脂をバインダー樹脂としてトナー
に使用すると、いずれの場合にも、帯電量が低いか、ま
たは高くても繰り返し使用すると帯電量が低下し、カブ
リ・トナー飛散等が生じて使用し難いという問題があっ
た。これはポリエステル樹脂は化学構造上−ＣＯＯＩＩ
、−〇１１基等の官能基が残っており、安定な帯電性を
維持することを阻害しているためと考えられる。

さらにまた、シリコーン樹脂を被覆層に含有するキャリ
アは、ポリエステル樹脂をバインダーとするトナーとは
負帯電性が低く、環境安定性が不良で、帯電特性の安定
で良好な現像剤は得られていない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の［１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、かつ摩擦帯電全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？Ｉｌｔ量にコンＩ・ロ
ールできるトナーを提供することであり、さらに他の目
的は、鮮やかなカラートナーを提供することであり、更
に他の目的は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］ 本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、バインダー樹脂と
着色剤からなる静電荷像現像用トナーにおいて、下記一
般式（１）で示されるアルコール成分を含む重合体を含
有せしめることで、ｉ′Ｉｉｊ記従来の欠点を改良する
静電荷像現像用トナーを得ることができることを見出し
た。

（式中、Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ、
　ｙはそれぞれＯ以−Ｌの整数である。）特に、一般式
（＋）で示されるアルコール成分を含むポリエステルを
、ポリエステルを主たるバインダーとして成るトナーに
含有せしめると、良好な静電荷像現像用トナーが得られ
る。

本発明における一般式（１）のアルコール成分としては
、 例えば以下の構造のものが列挙できる。

本発明において、前記一般式のアルコール成分と多価カ
ルボン酸と重縮合させて、ポリエステル樹脂とする場合
、次のようなカルボン酸が使用できる。

例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコ
ン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コ
ハク酸、アジピン酸、セパチン酸、マロン酸、これらを
炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置
換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級ア
ルキルエステルとリルイン酸の２量体、その他の２価の
有機酸単量体を挙げることができる。

次に本発明の一般式のアルコール成分を含むポリエステ
ル樹脂の製造例をいくつか示す。これらの合成例は、公
知の手段により行うことができる。

製造例１ 例示アルコール（１）　　　　　　　　　　　６Ｗｔχ
ヘキサ、メチレンジイソシアネート　　　　６ｗｔχア
ジピン酸　　　　　　　　　　　　　５６ｗｔ％ブチレ
ングリコール　　　　　　　　　　３２ｗｔ％これらの
混合物を２１０℃で約６時間加熱撹拌し、反応終了後室
温に冷却し、ポリエステル樹脂Ａ（Ｍｗ１５０００、Ｍ
ｗ／Ｍｎ＝５）を得た。

製造例２ 例示アルコール（１）　　　　　　　　　　　６ｗｔ％
ヘキサメチレンジイソシアネート　　　　５ｗｔ％アジ
ピン酸　　　　　　　　　　　　　５５ｗｔ％ブチレン
ゲリコール　　　　　　　　　　３３ｗＬ％これらの混
合物を２００℃で約７時間加熱撹拌し、反応終了後室温
に冷却し、ポリエステル樹脂Ｂ　（Ｍｗ＝４００００．
Ｍｉｖ／Ｍｎ；８）を得た。

本発明において荷電制御剤として使用される重合体は結
着剤としても作用するが、他の樹脂結着剤を併用できる
。併用樹脂の混合量は、本発明で用いる重合体の１００
倍まで可能であり、好ましくは１〜８０倍である。前記
一般式（１）を含む重合体の使用量は、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、１〜８０重量部の範囲で用いられる。

重量部未満では、トナーの負帯電が不足し実用的でない
。また８０重量部を越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
剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。

本発明に使用される結着樹脂としては、ポリエステル、
エポキシ樹脂、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などのスチレン及びその置換体の
単量合体；スチレン−ｐ−グ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−ビニルトルエ
ン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、ス
チレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エチレンー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などのス
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、ポリウレタン、ポリ
アミド、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、
脂肪族又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、
このものは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弗化エチレンなど
）、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、マレイン酢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Ｇ、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、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
。

更に本発明のトナーは、二成分系現像剤として用いる場
合にはキャリア粉と混合して用いられる。

本発明に使用し得るキャリアとしては、公知のものがす
べて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッ
ケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスピーズ等及び
これにの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられる
。

更に本発明のトナーは更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の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０．１〜２ｐ程度のもの
が望ましく、トナー中に含有させ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＋００ｆｉＸ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
素等の研摩剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化
アルミニウムなどの流動性付与剤、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などの定着助
剤等がある。

［実施例］ 以下、本発明を下記の実施例によってさらに具体的に説
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　　　８０部ポリ
プロピレン　　　　　　　　　　　　　５部Ｃ０１，ピ
グメントブルー１５　　　　　　　　５部ポリエステル
樹脂Ａ　　　　　　　　　　　　１０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１３０〜１４０℃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
〜２０ｐ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。

次に上記現像剤を自社製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１０
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−１８，５μＣ／ｇであり、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は−１７゜７μＣ
／ｇと初期値とほとんど差がなかった。また、３５℃９
０％ＲＨという高湿環境下、及び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。

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（オリエント化学工業製Ｅ−８４）を１．５部用い
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フィルミングがみられた。また３
５℃９０％Ｒ１１の高湿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、カブリのある不鮮明な
画像となった。

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、−５，５μＣ／ｇと低下していた。

実施例２ スチレン−２−エチルヘキシル アクリレート共重合体　　　　　　　　　　７２部ポリ
プロピレン　　　　　　　　　　　　５部Ｃ，１，ピグ
メントレッド５７　　　　　　　　５部Ｃ，ｌ、ピグメ
ントレッド４８　　　　　　　　３部ポリエステル樹脂
Ａ　　　　　　　　　　　　Ｉ５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℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
粉砕分級し、５〜２０Ｉ」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２ｐ）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とした。

このトナーを第１図に示すような現像装置に装入し、連
続複写を行い、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。

この現像方法について説明すると、図面に示すようにト
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４に強制的に寄せられ、トナーはス
ポンジローラ４に供給される。

そして、スポンジローラ４に取り込まれたトナーはスポ
ンジローラが矢印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が矢印方向に強く回転し、弾
性ブレード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ｌ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に８００ＶのマイナスＤＣ帯電を
した後、露光し、潜像を形成し、反転現像されるのであ
る。

また、トナー搬送部材上のトナーの比電荷ｆｔ：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
ァラデーケージを介してトナー搬送部材上のトナーを吸
引し、ファラデーケ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性比電荷量測定装置により、Ｑ／Ｍ
を測定したところ＝ＩＩ。

８μＣ／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を−ＩＱ、６４Ｃ
／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３ エポキシ樹脂　　　　　　　　　　　　　ｇｏｓポリエ
チレン　　　　　　　　　　　　　４０Ｃ，Ｉ、ピグメ
ントブルー１５　　　　　　　　４０Ｃ０１，ピグメン
トイエロー１７４０ ポリエステル樹脂８８ｎ 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１３０〜１
４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後
、得られた混練物を粉砕分級し、５２０１Ｚｎｌの粒径
の緑色トナーを得た。このトナー３．５部に対し、１０
０〜２００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。

次にこの現像剤を実施例１のような当社製の複写機ＦＴ
４０６０にセットし、画像テストを行ったところ、実施
例１と同様、鮮やかな線像を呈する良好な画像が得られ
、その画像は１０万枚画像出し後も変わらなかった。

また、トナーの帯＠量をブローオフ法で測定したところ
、初期の帯電量は−２０，１μＣ／ｇであり、１０万枚
ランニング後におけるトナーの帯電量は−１８゜５μＣ
／ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０％
Ｒ１（という高湿環境下、及び１０℃＋５％ＲＩ＋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２ 実施例２のポリエステルＡの代わりに、含金属モノアゾ
染料２部（オリエント化学工業製Ｓ−３４）を用いる以
外は実施例２と同様にトナーを作製し、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、３５℃９０ＸＲＩ４の高湿環境下で画像テス
トを行ったところ、画像濃度が０．７８と低く、カブリ
も生じた。

また、実施例２と同様に帯電量を測定したところ、初期
の帯電量を刊１，１７１ｃ／ｇであったが、５千枚後に
は、−４，４μＣ／ｇと低下していた。また、赤色の不
鮮明な貧弱な画像であった。

実施例４ ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　７７「ｗポリ
プロピレン　　　　　　　　　　　　５　ｒ’ｈカーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　　８ｆＦ！ポリエス
テルＡ　　　　　　　　　　　　　　１０部上記組成の
混合物を実施例２と同様に、溶融混線、冷却、粉砕、分
級して、５〜２５ｐの粒径の黒色トナーを得た。このト
ナー１００部に対し、灰化ケイ素（粒径２戸）２．５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とした。

このトナーを実施例２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、その画像は５万枚画像出し後も変わらなかった
。

実施例２と同様に、吸引性比電荷量測定装置によ九〇／
Ｍを測定したところ、初期は−１２，４μＣ／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
−１０，８μＣ／ｇと初期値とほとんど差がなかった。

また、高湿、低湿下でも、常湿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 ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　７９部ポリプ
ロピレン　　　　　　　　　　　　　５部カーボンブラ
ック　　　　　　　　　　　１０部ポリエステル８　　
　　　　　　　　　　　６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℃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、５〜２０ｐの粒径のトナーを得た。

このトナー３．５部に対し、１００〜２００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。

次にこの現像剤を実施例１のような自社製の複写機ＦＴ
４０６０にセットし、画像テストを行ったとごろ、実施
例１と同様、良好な画像が得られ、その画像はｌＯ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−２２，３μＣ／ｇであり、ｌ（万枚
ランニング後におけるトナーの帯電値は−１９２μＣ／
ｇと初期値とほとんど差がなかった。又３５℃９０％Ｒ
）Ｉ　トイ’）高ｔｌＲ［Ｆ、及び１０℃１５％ＲＩＩ
　トイう但湿環境下でも、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［効果１ 以上述べたように、本発明の特定の化合物を萄電制御剤
として使用することによって、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捺
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
、鮮明なカラー画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、 本発明で好ましく使用される現像装 置の説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式で示されるアルコール成分を含む重合
   体を含有せしめたことを特徴とする静電荷像現像用負帯
   電性トナー。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ、
   ｙはそれぞれ０以上の整数である。）
2. （２）一般式で示されるアルコール成分を含むポリエス
   テルを含有せしめたことを特徴とする静電荷像現像用負
   帯電性トナー。