JPH02223958A - 電子写真用現像剤 - 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、電子写真用負帯電性現像剤、更に詳細には、
帯電性に優れ、安定した特性を長期間にわたって維持す
る高品質の画像を得ることのできる電子写真用現像剤に
関する。

従来の技術 元来、電子写真方式は、静電潜像の静電引力により帯電
したトナーを支持体に付着させることによって現像し、
可視化させるものであり、この目的のために使用される
電子写真用現像剤として、液体現像剤、粉体現像剤が広
く用いられている。

この粉体現像剤は、バインダー樹脂に着色剤を分散させ
た平均粒径１〜１５賜のトナーと、トナーを保持し、か
つ電荷を与える役目をするキャリアとの混合系からなる
２成分現像剤、及びキャリアを含まない１成分現像剤に
大別することができる。

１成分現像剤としては、通常、キャリアの代わりに現像
ロールやブレードなどとの摩擦帯電によって電荷を与え
られるものが多く用いられている。

これらの電子写真現像用トナーは、現像される静電潜像
の極性に応じて、正または負の電荷を保有するものであ
る。

トナーに所定の極性の電荷を保有させるためには、トナ
ーの主成分であるバインダー樹脂の摩擦帯電特性を利用
することができるが、この方法ではトナーとキャリアと
を混合した後、トナーを追加した直後の帯電量が低く、
現像によって得られる画像がカブリ気味で不鮮明なもの
となることが多い。また、トナーに所定の電荷を与える
ために、バインダー樹脂に、おる種の官能基を導入する
試みもあるが、帯電量が環境の影響で変動したり、帯電
量のバラツキが大きいという欠点がある。

この様な理由から、今日では、所望の摩擦帯電特性をト
ナーに付与するために、帯電制御剤を添加することが行
われている。例えば、トナーに正電荷を付与するものと
しては、特公昭４１−２４２７号公報に開示されたニグ
ロシン系染料、米国特許第３５６５６５４号明細書に開
示された第４＠アンモニウム塩、特公昭５３−１３２８
４号公報に開示されたポリアミン樹脂等がある。また、
トナーに負帯電を付与するものとしては、特公昭４１−
２０１５３号公報、同４３−１７９５５号公報、同４３
−２７５９６号公報、及び特開昭５８−１８５６５３号
公報等に開示された金属錯塩化合物等がある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来公知とされている帯電制御剤の多く
は有色であって、黒色のトナーには適するが、カラート
ナーには適しない。また、無色の負帯電性帯電制御剤と
して提供されている前記金属錯塩化合物は、トナー中へ
均一に分散させることが困難であるため、帯電量が不均
一になり易く、また、トナーの混線条件が僅かに変動し
ても、帯電制御剤の分散状態が変化して帯電特性が変動
し、製造の安定性に欠けるという問題があった。また、
この様な特種用途に用いられる帯電制御剤は高価であり
、トナー材料費を引き上げる要因でもあった。こうした
事情から、電子写真用現像剤の帯電制御の方法として満
足できるものがないのが現状であった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであ
る。

したがって、本発明の目的は、帯電性に優れ、安定した
特性を長期間にわたって維持する高品質の、かつ、製造
性に優れた安価な電子写真用負帯電性現像剤を提供する
ことにある。

課題を解決するための手段及び作用 即ち、本発明の電子写真用負帯電性現像剤は、トナーと
、トナー表面よりも親水性の表面を有するキャリアーと
からなる２成分現像剤において、疎水性のアニオンと親
水性のカチオンからなる塩構造を有する帯電制御剤を、
トナー又はキャリアーの表面に外添してなることを特徴
とする。

本発明の電子写真用現像剤は、従来の電子写真用現像剤
と異なり、帯電制御剤をトナー内部に含有せず、トナー
或いはキャリアの表面にのみ保有するため、帯電制御剤
の機能が有効に発揮され、少量の帯電制御剤で従来以上
の帯電性を示すと共に、トナーの内部と独立にトナーに
対して帯電制御を行うものであるため、製造の安定性に
優れ、均一な帯電量分布を実現することができる。

従来トナーを負に帯電させるために用いる帯電制御剤は
、それ自身が負に帯電するものと考えられていた。この
考えによれば、帯電制御剤がキャリア側に存在する場合
には、キャリアが負に帯電することになり、したがって
トナーは逆に正に帯電し、望ましくない結果が生じるこ
とになる。そのため帯電制御剤はトナーの内部に分散さ
せることが必要であり、トナー表面に外添することは、
帯電制御剤がキャリア側に移行する結果、望ましくない
ものとされていた。まして帯電制御剤をキャリアに外添
することなど考慮だにされていなかった。

ところが、本発明者等は、鋭意研究の努力を重ねた結果
、トナーと、トナー表面よりも親水性の表面を有するキ
ャリアとからなる２成分現像剤において、疎水性のアニ
オンと親水性のカチオンからなる塩構造を有する帯電制
御剤を、トナー或いはキャリアの表面に外添することに
よって、最も効果的にトナーに負の電荷を与えることが
できることを見出だしたのである。その作用機構は次の
ように推測される。即ち、疎水性のアニオンと親水性の
カチオンからなる塩構造を有する帯電制御剤は、大気中
でその一部がイオンに解離して存在する。それがトナー
或いはキャリアの表面に接したとき、疎水性のアニオン
は、疎水性表面を有するトナーに選択的に付着し、親水
性のカチオンは、トナーと比較して相対的に親水性表面
を有するキャリアに選択的に付着する。こうしてトナー
は負に、キャリアは正に帯電するものと考えられる。

したがって、帯電制御剤がトナー側に存在しても、キャ
リア側に存在しても、帯電のメカニズムに何等差異が生
じないことになるのである。

本発明において用いることができる帯電制御剤としては
、疎水性のアニオンと親水性のカチオンからなる塩構造
を有するものであればよく、広範囲の化合物をこの目的
の為に利用することができる。特にアニオンが疎水性の
金属錯体化合物であり、カチオンが水素、ナトリウム、
カリウムまたはアンモニウムイオンである金属錯塩化合
物は、本発明にとって最適の化合物の一つである。具体
的には、例えば、モノアゾ化合物をクロム化付与材で処
理して得られるクロム錯塩化合物等がめげられる。また
、アニオンがテトラフェニルボレート或いはその誘導体
であり、カチオンが水素、ナ・トリウム、カリウム、セ
シウムまたはアンモニウムイオンである化合物も望まし
い結果を与える。

本発明において用いることができる帯電制御剤としては
、疎水性のアニオンと親水性のカチオンからなる塩構造
を有するものであればよく、広範囲の化合物をこの目的
の為に利用することができる。特にアニオンが疎水性の
金属錯体化合物であり、カチオンが水素、ナトリウム、
カリウムまたはアンモニウムイオンである金属錯塩化合
物は、本発明にとって最適の化合物の一つである。また
、アニオンがテトラフェニルボレート或いはその誘導体
であり、カチオンが水素、ナトリウム、カリウム、セシ
ウムまたはアンモニウムイオンである化合物も望ましい
結果を与える。

本発明に６いて用いることができるトナー及びキャリア
は、何如なるものでも使用することができるが、相対的
にトナー表面がキャリア表面よりも疎水性であることが
必要である。

トナーは、着色剤をバインダー樹脂中に含有させてなる
ものであるが、キャリアとして一般的に使用されている
鉄、フェライト、マグネタイトのような磁性体よりなる
磁性キャリアを、表面を樹脂でコートせずに使用する場
合には、トナーのバインダー樹脂としては、アクリル樹
脂°、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ス
チレン−ブタジェン樹脂、エポキシ樹脂等を広く用いる
ことができる。

また、キャリア表面を樹脂でコートして用いる場合には
、コート樹脂の表面エネルギーをトナーのバインダー樹
脂の表面エネルギーよりも大きくすることが必要である
。この様な場合、コート材としてアクリル樹脂を用いれ
ば、トナーのバインダー樹脂に疎水性の成分を含ませる
か、或いはキャリアコート材に、水酸基、アミノ基、カ
ルボキシル基等の親水性基含有成分を含ませればよい。

本発明において、上記の帯電制御剤は、トナー及びキャ
リアのいずれか一方又は両者の表面に外添して用いる。

外添の方法は、帯電制御剤とトナー又はキャリアとを■
型ブレンダーやヘンシェルミキサーのような混合機に入
れ、撹拌・分散することによって、機械的に外添する方
法や、帯電制御剤を溶かした溶液でトナー又はキャリア
を処理する方法を用いることができる。

本発明においては、上記の帯電制御剤を外添することが
必要であるが、所望に応じて帯電制御剤をトナー又はキ
ャリアに更に内添してもよい。又、コロイダルシリカ等
の流動化剤を帯電制御剤と共にトナーに外添してもよい
。

実施例 以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート （６５／３５）共重合体樹脂　　　　　　９０重量部カ
ーボンブラック　　　　　　　　　１０重量部上記成分
よりなる混合物をバンバリーミキサ−によって溶融混練
し、冷却後、振動ミルで粗粉砕し、更にエアージェット
ミルを用いて微粉砕し、これを分級して平均粒径１０即
の黒色トナーを得た。

このトナー１００重量部に対し、帯電制御剤としてモノ
アゾ染料のクロム錯塩化合物（保土谷化学工業■製、ア
イゼンスピロンブラックＴＲＨ）を０．２重量部加え、
ヘンシェルミキサーによって撹拌混合した。

このようにして得られた帯電制御剤を外添したトナー３
重量部と、平均粒径１００μｓの球状酸化鉄粉キャリア
９７重量部とを混合して、現像剤を調製した。得られた
現像剤の初期ブローオフ帯電量は一１５μＣ／（ｌであ
った。これを用いた１万枚複写後の帯電量は一１４μｃ
／ｇと非常に安定であった。また、帯電量の均一性もよ
く、カブリのない鮮明な画像が一貫して得られた。

実施例２ ポリエステル樹脂　　　　　　　　　９０重量部（ビス
フェノールＡと７マル酸 から得られたＭｗ＝８０００　、酸価 ２０のポリエステル樹脂） カーボンブラック　　　　　　　　　１０重量部上記成
分よりなる混合物をバンバリーミキサ−によって溶融混
練し、冷却後、撮動ミルで粗粉砕し、更にエアージェッ
トミルを用いて微粉砕し、これを分級して平均粒径１０
１１１ｆｔの黒色トナーを得た。

このトナー１００重量部に対し、帯電制御剤としてカリ
ウムテトラフェニルボレートを０．３重量部加え、ヘン
シェルミキサーによって撹拌混合した。

このようにして得られた帯電制御剤を外添したトナー３
重量部と、平均粒径ｉｏｏ　ｎの球状酸化鉄粉キャリア
９７重量部とを混合して、現像剤を調製した。得られた
現像剤の初期ブローオフ帯電量は一１７μｃ／ｇであっ
た。これを用いた１万枚複写後の帯電量は一１５μｃ／
ｇと非常に安定であった。また、帯電量の均一性もよく
、カブリのない鮮明な画像が一貫して得られた。

実施例３ スチレン−〇−ブチルメタクリレート （６５／３５）共重合体樹脂　　　　　　９４重量部フ
タロシアニン顔料　　　　　　　　　６重量部上記成分
よりなる混合物をバンバリーミキサ−によって溶融混練
し、冷却後、振動ミルで粗粉砕し、更にエアージェット
ミルを用いて微粉砕し、これを分級して平均粒径１０即
のシアン色カラートナーを得た。このトナー１００重量
部に対し、帯電制御剤としてナトリウムテトラフェニル
ボレートを０．１重量部加え、ヘンシェルミキサーによ
って撹拌混合した。

次に、平均粒径１００Ｍの球状酸化鉄粉キャリア１００
重量部に対し、帯電制御剤としてナトリウムテトラフェ
ニルボレートを０．１重量部加え、ヘンシェルミキサー
によって撹拌混合した。

上記のようにして得られたトナー３重量部と、キャリア
９７重量部とを混合して、現像剤を調製した。得られた
現像剤の初期ブローオフ帯電量は一１６μＣ／ｇであっ
た。これを用いた１万枚複写後の帯電量は一１８μｃ／
ｇと非常に安定であった。また、帯電量の均一性もよく
、カブリのない鮮明な画像が一貫して得られた。

比較例１ スチレン−〇−ブチルメタクリレート （６５／３５）共重合体樹脂　　　　　　９０重量部カ
ーボンブラック　　　　　　　　　１０重量部カリウム
テトラフェニルボレート　　１重量部上記成分よりなる
混合物をバンバリーミキサ−によって溶融混練し、冷却
後、撮動ミルで粗粉砕し、更にエアージェットミルを用
いて微粉砕し、これを分級して平均粒径１０μｓの黒色
トナーを得た。

このトナー３重量部と、平均粒径１１００ｊ１の球状酸
化鉄粉キャリア９７重量部とを混合して、現像剤を調製
した。得られた現像剤の初期ブローオフ帯電量は一１２
μｃ／ｇであったが、帯電量に不均一性がみられ、やや
カブリの多い画質であった。

比較例２ スチレン−〇−ブチルメタクリレート （６５／３５）共重合体樹脂　　　　　　９０重量部カ
ーボンブラック　　　　　　　　　１０重足部カリウム
テトラフェニルボレート　０．３重量部上記成分よりな
る混合物をバンバリーミキサ−によって溶融混練し、冷
却後、撮動ミルで粗粉砕し、更にエアージェットミルを
用いて微粉砕し、これを分級して平均粒径１０ｊ！Ｉｉ
の黒色トナーを得た。

このトナー３重量部と、平均粒径１００ＪＩＩｆｔの球
状酸化鉄粉キャリア９７重量部とを混合して、現像剤を
調製した。得られた現像剤の初期ブローオフ帯電量は一
３μＣ１０であった。この様に帯電量が充分でないため
、カブリの多い不鮮明な画質であった。

発明の効果 上記のように、本発明の電子写真用現像剤は、従来のも
のに比較して、少量の帯電制御剤でもって充分な負帯電
特性を示すと共に、帯電の均一性がよく、カプリのない
鮮明な画像を与える優れた特性を有している。

特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーと、トナー表面よりも親水性の表面を有す
   るキャリアーとからなる２成分現像剤において、疎水性
   のアニオンと親水性のカチオンからなる塩構造を有する
   帯電制御剤を、トナー又はキャリアーの表面に外添して
   なることを特徴とする電子写真用負帯電性現像剤。