JPH05181318A - 正帯電性トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 バインダー樹脂中に、数１で規定される分散
度が８５％以上で、荷電制御剤としてトリアミノトリフ
ェニルメタンを分散し、含有せしめた正帯電性トナー。 【効果】 帯電特性に優れ、多数枚プリント後も高い画
像濃度が安定して得られ、カブリの発生も十分防止でき
る。 【数１】分散度Ｄ(％)＝１００−Ｘ／Ｖｓ ［Ｘ＝１０μｍ×１０μｍの面積の区画１００００個中
に存在する、直径５μｍ以上のトリアミノトリフェニル
メタン化合物の凝集物の数 Ｖｓ＝（トナーの比重／トリアミノトリフェニルメタン
化合物の比重）×トナー中のトリアミノトリフェニルメ
タン化合物の含有重量％］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法等におい
て、静電潜像の現像に用いられるトナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は、従来から汎く知られてお
り、代表的なカールソン法においては以下の各工程を経
て画像形成がなされる。

【０００３】（１） コロナ放電等により、感光体上を
均一帯電させる帯電工程。 （２） 画像露光（アナログ露光）あるいはレーザ光の
走査等による信号露光（デジタル露光）により選択的に
感光体に光照射し静電潜像を形成する露光工程。

【０００４】（３） 現像剤により静電潜像を現像して
トナーを付着せしめ、感光体上にトナー像を形成する現
像工程。 （４） 感光体上のトナー像を紙などに転写する転写工
程。 （５） 転写されたトナーを熱、圧力などにより固定化
する定着工程。

【０００５】また、感光体上に現像剤溜りを形成し、現
像剤を介して感光体に電荷注入して帯電せしめ、感光体
の背面側から画像信号露光すると同時に現像する非カー
ルソンタイプの画像形成方法も知られており、通常、光
背面露光記録方式と呼ばれている。

【０００６】このような画像形成方法においてはいずれ
の場合も、現像剤の性能が、各工程の成否に大きな影響
を与える。

【０００７】現像剤は、その構成からみて、トナーとキ
ャリアとからなる二成分系現像剤と、トナーのみからな
る一成分系現像剤とに大別され、前者の場合には主とし
てキャリアとの摩擦によりトナーが帯電され、後者の場
合にはトナー粒子間あるいはトナーとスリーブ等との摩
擦により帯電される。

【０００８】また、現像方式からみると、感光体の電荷
担持部にトナーが付着する正規現像方式と、電荷非担持
部に付着する反転現像方式に大別される。

【０００９】トナーは、現像方式、感光体の帯電特性な
どに合わせて正または負に帯電するように設計される
が、いずれの場合もトナーの帯電特性およびその安定な
制御が重要な課題となる。

【００１０】トナーに用いられるバインダー樹脂自体も
固有の帯電特性を有しているが、一般には荷電制御剤
（ＣＣＡ）を添加して帯電特性を制御しており、特にバ
インダー樹脂として一般に用いられるスチレン／アクリ
ル共重合体等は負帯電性であるので、正帯電性トナーを
製造する場合には、荷電制御剤の添加が必要となる。

【００１１】正帯電性の荷電制御剤としては、従来から
ニグロシン化合物、第４級アンモニウム塩等が用いられ
ており、また、近年、トリアミノトリフェニルメタンが
注目されている（特表平２−５０１５０６号公報、特開
平２−２６７５６５号公報、書籍“Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏ
ｆ Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ａｇｅｎ
ｔ ａｎｄ Ｔｏｎｅｒｇｒａｄｅ Ｐｉｇｍｅｎｔ
ｓ”，Ｈａｎｓ−Ｔｏｂｉａｓ Ｍａｃｈｏｌｄｔ）。

【００１２】トリアミノトリフェニルメタンは、一般に
Ｃ（Ｐｈ−ＮＲ₂）₃・Ｘ［Ｐｈ：フェニレン基、Ｒ：水
素またはアミノ基の置換基、Ｘ：対イオン］で表わさ
れ、優れた正電荷制御性を有するといわれているが、非
常に厳格な帯電特性を要求される場合など、必ずしも安
定した画質が得られない場合のあることが判明した。

【００１３】例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）系の感光体を用い反転現像により画像形成する場合
は、セレン、有機感光体と異なりａ−Ｓｉ系感光体の耐
圧電圧が低いため、５００Ｖ程度の低い表面電位しか掛
けられない。そのため、一定の画像濃度を得ようとする
と、カブリに対する余裕度が小さくなり、安定した画像
形成が困難となる。また、ａ−Ｓｉ系感光体は、感光波
長にもよるが、光感度が高いため、逆帯電トナーが存在
するとカブリが発生しやすい。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、カブリ等の
発生を防止して、安定した画像形成が可能な正帯電性ト
ナーを提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の正帯電性トナー
は、バインダー樹脂中に、数２で規定される分散度Ｄが
８５％以上でトリアミノトリフェニルメタン化合物を分
散、含有することを特徴とする。

【００１６】

【数２】分散度Ｄ(％)＝１００−Ｘ／Ｖｓ ［Ｘ＝１０μｍ×１０μｍの面積の区画１００００個中
に存在する、直径５μｍ以上のトリアミノトリフェニル
メタン化合物の凝集物の数 Ｖｓ＝（トナーの比重／トリアミノトリフェニルメタン
化合物の比重）×トナー中のトリアミノトリフェニルメ
タン化合物の含有重量％］

【００１７】

【発明の実施態様】本発明では、トナーの荷電制御剤と
して、トリアミノトリフェニルメタン化合物を用いる。
トリアミノトリフェニルメタン化合物は、強力な正帯電
性の荷電制御剤であるが、単にバインダー樹脂中に添加
しただけでは、安定して画像を形成できず、具体的には
数３の分散度Ｄ（％）が８５％以上、好ましくは９０％
以上となるように添加する。

【００１８】

【数３】分散度Ｄ(％)＝１００−Ｘ／Ｖｓ

【００１９】ここで、Ｘは、１０μｍ×１０μｍの面積
の区画１００００個中に存在する直径５μｍ以上のトリ
アミノトリフェニルメタン化合物の凝集物の数である。
具体的には、Ｘは、トナー粒子をスライスして試料と
し、この顕微鏡写真からランダムに１００００区画を設
定し、この中に存在するトリアミノトリフェニルメタン
化合物の直径５μｍ以上の凝集物の数を数えることによ
り求められる。但し、１０μｍ以上の大きな粒子の場合
は、長径の長さを５μｍで割った整数値の値を個数とす
る。

【００２０】また、Ｖｓは、トナーの比重とトリアミノ
トリフェニルメタン（ＴＡＰＭ）の比重の比（トナーの
比重／ＴＡＰＭの比重）に、トナー中のＴＡＰＭの含有
量（単位：重量％）を掛けたものである。

【００２１】分散度Ｄが８５％未満になると、バインダ
ー樹脂中にトリアミノトリフェニルメタンが均一に分散
しなくなり、トリアミノトリフェニルメタンが強力な荷
電制御剤でることから、トナー中には、帯電性の強いト
ナーと、帯電性の弱いトナーと、逆帯電性トナーが存在
することになる。

【００２２】現像時に帯電の弱いトナーや逆帯電したト
ナーが存在すると、カブリの発生や画像濃度の低下が生
じる。また、トリアミノトリフェニルメタンが極度に偏
在し強く帯電したトナーが存在すると、トナー同志の接
触により逆帯電トナーが発生し、上記の如き不都合が生
じることも考えられる。

【００２３】特に、ａ−Ｓｉ系感光体を用いて反転現像
方式により画像形成をする場合は、前述のように低い表
面電位した掛けられず、弱い帯電トナーや逆帯電トナー
の存在は安定な画像形成の大きな障害となる。

【００２４】８５％以上の分散度は、強力な混練押出機
を用いるなどして達成でき、ニーダのようなバッチ方式
の混練によっても可能である。しかし、あまり混練条件
を強くすると、バインダーの分子量の低下により定着時
にオフセットが生じやすくなる場合もある。

【００２５】トナーの粒度が小さくなるほど、トリアミ
ノトリフェニルメタンの分散度の高さが重要となる。ト
ナー中へのトリアミノトリフェニルメタンの配合量は、
０．５〜５重量％の範囲が好ましく、より好ましくは
１．０〜３．０重量％である。

【００２６】本発明のトナーで用いられるバインダー樹
脂は特に限定されないが、スチレン／アクリル共重合体
等のスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系
樹脂等のように、負に帯電する傾向が強い樹脂を用いる
場合に効果的である。

【００２７】本発明のトナー中には、バインダー樹脂、
荷電制御剤としてのトリアミノトリフェニルメタン化合
物に加え、必要に応じて他の成分、例えば、着色剤、オ
フセット防止剤、定着向上助剤、磁性体などを含むこと
ができ、また、シリカ粉末等の外添剤を混合することも
できる。

【００２８】着色剤としてはカーボンブラックをはじめ
各種の顔料、染料が；オフセット防止剤、定着向上助剤
としては低分子量ポリプロピレン、低分子ポリエチレン
あるいはその変性物等のオレフィンワックスなどが；磁
性体としてはマグネタイト、フェライトなどが使用でき
る。

【００２９】本発明のトナーは、一成分系現像剤とし
て、また、キャリアと混合して二成分系現像剤として用
いることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、荷電制御剤としてトリ
アミノトリフェニルメタン化合物を用い、このバインダ
ー樹脂中への分散度を８５％以上とすることにより、帯
電特性に優れた正帯電性トナーを得ることができる。こ
の正帯電性トナーは、多数枚プリント後も高い画像濃度
が安定して得られ、また、カブリの発生を十分に防止す
ることができる。

【００３１】

【実施例】

実施例１ スチレン／アクリル酸ｎ−ブチル共重合体（共重合比80/20） 100重量部 カーボンブラック（ＭＡ-100，三菱化成工業（株）製） 5重量部 ポリプロピレンワックス(ビスコール550Ｐ，三洋化成工業(株)製) 4重量部 トリアミノトリフェニルメタン化合物 2重量部 （コピーブルーＰＲ，ヘキスト社製）

【００３２】上記配合比のトナー材料をスーパーミキサ
ーにより混合し、二軸押出機（ＰＣＭ−３０、池貝鉄工
（株）製）を用いて混練し、冷却後、粉砕して分級し、
平均粒径７μｍの分級品を得、これに１％のアルミナ微
粒子を添加、混合して正帯電性トナーを得た。

【００３３】ここで、コピーブルーＰＲは、Ｃ（Ｐｈ−
ＮＨ−Ｐｈ−Ｈ）₂ （Ｐｈ−ＮＨ−Ｐｈ−ｍ−ＣＨ₃）
・１／２ＳＯ₄で表わされるトリアミノトリフェニルメ
タン化合物である（Ｐｈはフェニレン基）。

【００３４】得られたトナーを平均粒径８０μｍのノン
コートフェライトキャリアに対して４％の濃度で十分混
合し、二成分現像剤を作製した。

【００３５】このとき、トナー作製時の混練強度を強・
中・弱の３段で変化させて３種類のトナーを作製した。
得られたトナーは、それぞれ０．９μｍ（９００ｎｍ）
でミクロトームによりスライスし、２００倍の倍率で顕
微鏡写真を撮り、１００００区画（面積＝１０μｍ×１
０μｍ）中の５μｍ以上の荷電制御剤（トリアミノトリ
フェニルメタン化合物）の凝集物の数を数えて、分散度
Ｄ（Ｄ＝１００−Ｘ／Ｖｓ）を求めた。図１に実施例１
の分散度９５％の場合の上記顕微鏡写真（２００倍）
を、また、図２に実施例１の分散度７５％の場合（比較
参考例）の同じく顕微鏡写真を示した。

【００３６】露光光源として京セラ（株）製のＬＥＤラ
インヘッドを用いたａ−Ｓｉドラムプリンターを使用
し、上記現像剤を用いて１０万ページ連続してプリント
し、画像評価（画像濃度、カブリ）を行なった。この結
果および帯電量Ｑ／Ｍ（ブローオフ法）を、以下の比較
例の結果とともに、後記表１に示した。

【００３７】比較例１ 実施例１において、トリアミノトリフェニルメタン化合
物に代えて、荷電制御剤としてニグロシン染料（ボント
ロンＮ−０７，オリエント化学（株）製を用いる他は同
様にしてトナーを作製し、画像評価およびＱ／Ｍの測定
を行ない、その結果を表１に示した。表１から、ニグロ
シン染料を用いた場合は、分散度を高しても、Ｑ／Ｍは
高くなるものの、カブリが発生しやすく、画像濃度も低
く不安定であることが判る。

【００３８】

【表１】 混練 分散度 画像 Ｑ／Ｍ カ ブ リ 試 料 条件 （％） 濃度 (μC/g) 初期 1万枚 5万枚 10万枚 実施例１ 強 95 1.45 ＋12 ○ ○ ○ ○ 中 85 1.40 ＋10 ○ ○ ○ ○ 弱 75 1.30 ＋ 8 △ △ × × 比較例１ 強 85 1.20 ＋18 ○ ○ ○ ○ 中 75 1.10 ＋15 △ △ × × 弱 60 1.00 ＋12 × × × ×

【００３９】画像濃度：１０万枚印刷後にマクベス濃度
計により測定 Ｑ／Ｍ：ブローオフ法により測定 カブリ：○；カブリが発生しない △；わずかにカブリが発生する ×；はっきりとしたカブリが発生する

【図面の簡単な説明】

【図１】分散度９５％におけるトリアミノトリフェニル
メタンの分散状態を示す顕微鏡写真（２００倍）であ
る。なお、本対象は、金属組織の如く製図法に従って描
くことが極めて困難である。

【図２】分散度７５％におけるトリアミノトリフェニル
メタンの分散状態を示す顕微鏡写真（２００倍）であ
る。なお、本対象は、金属組織の如く製図法に従って描
くことが極めて困難である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バインダー樹脂中に、数１で規定される
   分散度Ｄが８５％以上でトリアミノトリフェニルメタン
   化合物を分散、含有することを特徴とする正帯電性トナ
   ー。 【数１】分散度Ｄ(％)＝１００−Ｘ／Ｖｓ ［Ｘ＝１０μｍ×１０μｍの面積の区画１００００個中
   に存在する、 直径５μｍ以上のトリアミノトリフェニルメタン化合物
   の凝集物の数 Ｖｓ＝（トナーの比重／トリアミノトリフェニルメタン
   化合物の比重）×トナー中のトリアミノトリフェニルメ
   タン化合物の含有重量％］