JPH11272015A - 静電荷像現像用帯電制御剤、並びに、それを用いたトナーおよび電荷付与材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電荷現像用トナーに用いる新規な帯電制御
剤を提供する。 【解決手段】 フラーレンアニオンの金属塩またはフラ
ーレン配位子を含む金属錯体からなる静電荷現像用帯電
制御剤。フラーレンアニオンとしては次のものが好まし
い。 【化１】 （式中、Ｒは置換または無置換のアルキル基もしくはフ
ェニル基を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子複写機等に使
用される静電荷像現像用帯電制御剤、並びに、それを用
いたトナーおよび静電荷像の現像に用いるトナーに電荷
を付与する電荷付与材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機等で使用される現像剤は、そ
の現像工程において、例えば静電荷像が形成されている
感光体等の像担持体に一旦付着せしめられ、次に転写工
程において感光体から転写紙に転写された後、定着工程
においてコピー紙面に定着される。その際、潜像保持面
上に形成される静電荷像を現像するための現像剤とし
て、キャリアとトナーとから成る二成分系現像剤および
キャリアを必要としない一成分系現像剤（磁性トナーま
たは非磁性トナー）が知られている。

【０００３】ところで、トナーに要求される重要な特性
の１つに帯電性が挙げられる。すなわちキャリアや現像
槽、現像ローラー、層形成ブレードとの接触などにより
正または負の適度なレベルの帯電を生じること、および
その帯電レベルが、連続使用時や悪影響下においても経
時的にほぼ安定していることが要求される。トナーに帯
電性を付与するには、バインダー樹脂、着色剤自体で行
ってもよいが、充分な帯電性が得られにくい。そこで、
従来よりトナーに帯電性を付与するもの（帯電制御剤）
として、正帯電性のニグロシン系染料、第４級アンモニ
ウム塩、負帯電性の含金属モノアゾ染料、サリチル酸金
属錯体、銅フタロシアニン顔料等をトナーに含有させる
ことが知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これら従来
の帯電制御剤は、帯電性付与効果およびその他のトナー
要求特性面で、いくつかの課題をかかえている。その１
つには、帯電安定性が挙げられる。従来の帯電制御剤
は、帯電レベルとしては高いものでも、帯電安定性が充
分でないものが多く、例えば連続複写、連続印字を行う
うちに、帯電レベルが経時的に変化して、コピー汚れを
発生するという問題を有している。こうした問題は、特
に近年、多数枚を連続的に、しかも高速に処理する複写
機等が求められるのにつれ、増大する傾向にあり、より
帯電安定性に優れた帯電制御剤の開発が求められてい
る。

【０００５】一方、上記のような帯電制御剤のみでな
く、トナーへの電荷付与特性の向上は、現像プロセス中
においてトナーと接触するキャリア、現像スリーブ、層
形成ブレード等の搬送、規制、あるいは摩擦部材（以下
これらを含めて「電荷付与材」といい、現像工程あるい
はこれに先だってトナーと接触して、トナーに現像のた
めに必要な電荷を付与し、あるいは電荷を補助的に付与
し得る材料ないし部材を総称するものとする）により行
うことも試みられている。この電荷付与材としては、ト
ナーとの摩擦に対して耐久性に富むものが要求され、特
にキャリアは長期間交換せずに使用でき得るのが望まし
い。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は帯
電安定性に優れていて、コピー汚れ等の発生しにくい高
品質の静電荷像現像用トナーを提供し、かつ長期間の使
用で性能に劣化がなく、細線再現性および階調性の優れ
た画像を得る電荷付与材を提供すべく、鋭意検討を行っ
た結果、特定の構造を有する化合物を帯電制御剤として
用いることにより、これらの課題点が解決されることを
見い出し、本発明に到達した。

【０００７】すなわち本発明の目的は、帯電安定性に優
れ、他のトナー要求特性、例えば耐湿性、耐光性、耐熱
性等にも優れた帯電制御剤を提供することにあり、更に
は、連続使用時、悪影響下においても、印字濃度が適度
で安定し、コピー汚れの発生しにくい電荷付与材および
高品質のトナーを提供することにある。すなわち、本発
明の要旨は、フラーレンアニオンの金属塩または、フラ
ーレン配位子を含む金属錯体からなることを特徴とする
静電荷像現像用帯電制御剤に存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】フラーレンとしてはＣ₆₀、Ｃ₇₀、
Ｃ₈₄などが挙げられる。特に好ましくはフラーレンＣ₆₀
である。好適な具体例として、式（Ｉ）で表わされる配
位子の金属錯体が挙げられる。

【０００９】

【化３】

【００１０】前記式（Ｉ）中、Ｒは置換基を有していて
もよいアルキル基又は置換基を有していてもよいフェニ
ル基を示し、好ましくは置換又は無置換のフェニル基で
ある。本明細書では、上記配位子および上記金属錯体を
含めて、炭素クラスターＣ₆₀の誘導体の構造は、便宜
上、分子の側面図などの概念図として記載されている
が、この式は当該分子のすべての化学結合を正確に記載
したものではない。炭素クラスターＣ₆₀は概ね球状のサ
ッカーボール様の分子であり、このような概念図によっ
ても化学構造の特定が可能であることは当業者に容易に
理解されよう。

【００１１】本発明の帯電制御剤は、特願平８−３２８
３１８号に記載されているように、フラーレンＣ₆₀（ｂ
ｕｃｋｍｉｎｓｔｅｒｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）に対して、
約１６当量の有機銅試薬〔置換又は無置換のフェニルブ
ロマイドもしくはアルキルブロマイドと金属マグネシウ
ムとから調製されるグリニャール試薬（ＲＭｇＢｒ）お
よびＣｕＢｒ・ＳＭｅ₂ （該グリニャール試薬：ＣｕＢ
ｒ・ＳＭｅ₂ ＝１：１）から調製される：Ｍａｒｆａ
ｔ，Ａ．，ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．，９９，２５３，１９７７］を反応させることによ
り製造することができる。

【００１２】アルキル基又はフェニル基上の置換基は、
グリニャール試薬の調製が可能な不活性置換基であれば
特に限定されず、１個又は２個以上存在していてもよ
い。グリニャール試薬の調製において不活性な置換基は
当業者に適宜選択可能であるが、例えば、メチル基、エ
チル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル
基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などの炭素
数１〜６個程度の低級アルキル基；メトキシ基、エトキ
シ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブト
キシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基などの炭素数１〜６個程
度の低級アルコキシ基；フッ素原子などのハロゲン原
子；メチレンジオキシ基などを用いることができる。

【００１３】金属原子としては、例えば、Ｌｉ、Ｋなど
のアルカリ金属、Ｔｌ（Ｉ）、Ｃｕ（Ｉ）などの遷移金
属、またはＳｍ（III)などのランタノイドを用いること
ができる。また、例えば、Ｃｕ（Ｉ）には１個のＰＥｔ
₃ などの配位子が結合していてもよく（式中、Ｅｔはエ
チル基を示す）、Ｓｍ（III)には２個のプロポキシアニ
オンが配位結合していてもよい。このような配位子の個
数は使用する金属原子の性質によって決定されることは
当業者に周知であり、また、配位子の種類は金属アルコ
キシドの種類や反応条件を変更することにより適宜選択
可能であることも当業者に容易に理解されよう。特に好
ましい金属原子はＫである。無電荷のフラーレンＣ₆₀は
帯電制御剤として全く機能しない。ところが、本発明の
ように特定構造のアニオンとすることにより帯電制御剤
として機能するようになる。

【００１４】次いで、本発明の帯電制御剤をトナーに用
いる場合について説明する。該トナーは少なくとも帯電
制御剤、樹脂および着色剤を含有する。トナーに含有せ
しめる樹脂としては公知のものを含む広い範囲から選択
できる。例えばポリスチレン、ポリクロロスチレン、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
タジエン共重合体、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およびスチ
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およびスチ
レン−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およびスチレン−
アクリロニトリル−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、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（飽和、不飽和を含む）、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、キシレン樹脂並び
にポリビニルブチラール樹脂等があるが、本発明に用い
るに特に好ましい樹脂としてはスチレン−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
合体樹脂、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂等を挙
げることができる。また、上記樹脂は単独で使用するに
限らず２種以上併用することもできる。

【００１５】トナーに含有せしめる着色剤としては、公
知のものを含む広い範囲から選択でき、例えば、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、クロムイエロー、
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を挙げることができる。

【００１６】一般式（II）で表わされる化合物は、通
常、淡赤色であり、色目に大きな影響を与えないので、
例えばフルカラー画像形成にも用いられる、青、赤、黄
等のカラートナーに含有せしめてもよく、この場合は相
当する色調を有する染顔料からなる着色剤を用いる。着
色剤の含有率は、樹脂１００重量部に対して３〜２０重
量部とするのが好ましい。

【００１７】トナーに本発明の帯電制御剤を含有させる
方法としては、トナー中に樹脂と共に添加混合する内添
方法、トナー粒子を形成後に添加混合する外添方法等が
可能であるが、内添方法がより一般的で好ましい。含有
率は、樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部が
好ましく、より好ましくは０．１〜１５重量部、更に好
ましくは０．５〜５重量部である。含有率が、少なすぎ
ると帯電性の向上効果が改善されずにまた過剰であると
トナーの品質が低下するので好ましくない。

【００１８】本発明のトナーには、本発明の化合物とは
別に、公知のものを含めて他の帯電制御剤、例えば、ニ
グロシン系染料、第４級アンモニウム塩、含金属錯化合
物等を含有せしめてもよい。さらに本発明のトナーに
は、その他公知の添加剤、例えば、固体電解質、高分子
電解質、電荷移動錯体、酸化スズ等の金属酸化物等の導
電体、半導体あるいは強誘電体、磁性体等を添加しトナ
ーの電気的性質を制御することができる。この他、トナ
ーの中には熱特性、物理特性等を調製する目的で低分子
量オレフィン重合体などの各種可塑剤、離型剤等の助剤
を添加することも可能である。さらにトナー粒子にＴｉ
Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 等の微粉末を添加しこれら
でトナー粒子表面を被覆せしめることによってトナーの
流動性、耐凝集性の向上を図ることができる。

【００１９】本発明の帯電制御剤は特に負帯電性トナー
に用いることが好ましい。トナーの製造法としては、上
記の各成分をニーダー等で混練し冷却後、粉砕し分級す
ればよい。また、本発明のトナーはキャリアと共に用い
る二成分系現像剤の他に、カプセル化トナーや重合トナ
ーおよびマグネタイト含有トナー等のいわゆる一成分系
現像剤（磁性トナーまたは非磁性トナー）にも適用する
ことができる。トナーの平均粒径は５〜２０μｍが好適
である。

【００２０】本発明のトナーと混合して現像剤を形成す
るキャリアとしては、公知の鉄粉系、フェライト系、マ
グネタイト系キャリア等の磁性物質またはそれらの表面
に樹脂コーティングを施したものや磁性樹脂キャリアを
用いることができる。樹脂コーティングキャリアの被覆
樹脂としては一般的に知られているスチレン系樹脂、ア
クリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、シリコ
ーン系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ま
たはこれら樹脂の混合物等が利用できるがこれらに限定
されるものではない。キャリアの平均粒径は特に制限は
ないが１０〜２００μｍの平均粒径を有するものが好ま
しい。これらキャリアは、トナー１重量部に対して、５
〜１００重量部使用することが好ましい。

【００２１】次に、本発明の帯電制御剤を電荷付与材に
用いる場合について説明する。電荷付与材は、上記一般
式（Ｉ）または（II) で表わされる化合物を少なくとも
その表面の一部に有する。本発明の帯電制御剤を、必要
に応じてバインダー樹脂とともに、溶媒あるいは分散媒
中に溶解または分散せさて得た塗布液を電荷付与材の母
材にディッピング、スプレー法、ハケ塗り等によって塗
布するか、あるいは母材がキャリア粒子状である場合
は、これを上記塗布液に浸せき混合したのち乾燥する方
法、あるいは母材との直接混合物の流動化ベッドによる
被覆等の方法により、母材上に該帯電制御剤を含有する
被覆層を形成させれば本発明の電荷付与材が得られる。
また、バインダー樹脂と該帯電制御剤を直接溶融混練
し、母材上に押し出しラミネートして電荷付与材を得て
もよい。さらに成形可能な樹脂中に該帯電制御剤を含有
させ、これをキャリア粒子、現像スリーブあるいは層形
成ブレードの形状に成形して電荷付与材としても良い。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお、下記実施例中単に「部」とあるのはいずれ
も「重量部」を意味するものとする。 実施例１

【００２３】

【表１】 ポリエステル系樹脂（三菱レイヨン社製 ＦＣ−０２３） １００部 カーボンブラック（三菱化学社製 ＭＡ−１００） ４部 式（Ｉ）で表わされる配位子（Ｒ＝フェニル基）のカリウム塩 ３部

【００２４】上記の材料を配合混練し、粉砕分級して平
均粒子径９μｍの黒色トナーを得た。このトナー５部と
平均粒子径約１００μｍのフェライトキャリア１００部
とを混合、撹拌して現像剤を作製した。次いでこの現像
剤をセレンを感光体とする複写機で実写したところ、鮮
明なコピーが得られた。

【００２５】実施例２ ポリエステル系樹脂の代わりにスチレンアクリル樹脂
（日本カーバイド社製Ｇ−１０）を使用した他は、実施
例１と同様に平均粒径１０μｍの黒トナーを得た。この
トナー４部と、平均粒径１００ミクロンのアクリルコー
トフェライトキャリア１００部とを混合、撹拌して現像
剤を作製した。ついでこの現像剤をＯＰＣを感光体とす
る複写機（反転現像）で実写したところ、鮮明なコピー
が得られた。

【００２６】実施例３ 本発明の帯電制御剤を６部使用する他は、実施例１と同
様にして、平均粒径８μｍの黒トナーを得た。このトナ
ーに表面を疎水化処理されたシリカを１重量％添加して
テストトナーを得た。このテストトナーをプリンター
（非磁性１成分）で実写したところ、鮮明なコピーが得
られた。 実施例４ カーボンブラックの代わりにフタロシアニンブルーを使
用する以外は実施例３と同様にしてテストトナーを得
た。このテストトナーをフルカラープリンター（非磁性
１成分）で実写したところ、鮮明なコピーが得られた。

【００２７】

【発明の効果】本発明の静電荷像現像用帯電制御剤を用
いた静電荷像現像用トナー及び電荷付与材は、帯電安定
性を有し、連続複写によるコピー汚れの発生しない高品
質な静電荷像現像用トナーおよび電荷付与材である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フラーレンアニオンの金属塩またはフラ
   ーレン配位子を含む金属錯体からなることを特徴とする
   静電荷像現像用帯電制御剤。
2. 【請求項２】 式（Ｉ）で表わされるフラーレン６０の
   シクロペンタジエニル配位子を含む金属錯体からなるこ
   とを特徴とする静電荷像現像用帯電制御剤。 【化１】 （式中、Ｒは各々独立に、置換基を有していてもよいア
   ルキル基又は置換基を有していてもよいフェニル基を示
   す。）
3. 【請求項３】 式（II）で表わされる金属塩または金属
   錯体からなることを特徴とする静電荷像現像用帯電制御
   剤。 【化２】 （式中、Ｒは各々独立に、置換基を有していてもよいア
   ルキル基または置換基を有していてもよいフェニル基を
   示し、ＭＬ_n は式（Ｉ）で表わされる配位子以外の配位
   子を１個又は２個以上有することもある金属原子を示
   す。）
4. 【請求項４】 Ｒがフェニル基である請求項２又は３に
   記載の静電荷像現像用電荷制御剤。
5. 【請求項５】 該金属がアルカリ金属、Ｔｌ（Ｉ）、Ｃ
   ｕ（Ｉ）、またはＳｍ（III)である請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の静電荷像現像用帯電制御剤。
6. 【請求項６】 樹脂、着色剤、および請求項１〜５のい
   ずれか１項に記載の静電荷像現像用帯電制御剤を含有す
   ることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の静
   電荷像現像用帯電制御剤を少なくとも母材表面の一部に
   有することを特徴とする静電荷像現像用電荷付与材。