JPH05100491A

JPH05100491A - 静電荷像現像用正帯電性乾式トナー

Info

Publication number: JPH05100491A
Application number: JP3287230A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Suzuki; 千秋鈴木; Reiko Akiyama; 玲子秋山; Atsuhiko Eguchi; 敦彦江口; Takayoshi Aoki; 孝義青木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電量分布が狭く、帯電の経時安定性に優
れ、環境安定性の高い正帯電性乾式トナーを提供する。【構成】静電荷像現像用正帯電性乾式トナーは、結着
樹脂と着色剤を主成分とし、着色剤としてＰＨ６．５以
下のカーボンブラックを用い、帯電制御剤として次式に
示される化合物を添加したことを特徴とする。【化１】

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、静電記録
法等において、静電潜像を現像するために使用される静
電荷像現像用正帯電性乾式トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法においては、セレンを初めと
する光導電性物質を感光体として用い、種々の方法によ
り、電気的潜像を形成し、この静電潜像に磁気ブラシ現
像法などによりトナーを付着させ、顕像化する方式が一
般に採用されている。そこで用いられる現像用トナー
は、種々の摩擦帯電法により帯電させて、現像される静
電潜像の極性に応じて正又は負の電荷を保有した状態で
使用される。ところで、現像用トナーの帯電性能は、ト
ナーの主成分である熱可塑性樹脂により、ある程度確保
できるが十分ではない。トナーの帯電性が低いときに
は、かぶり等の画像特性上の欠点や短寿命などの問題を
生ずる。また中性ないし弱塩基性のファーネス型カーボ
ンを用い、正に帯電させる方法等（特開昭５２−７７７
３２号公報）も知られているが、前記同様十分な帯電は
得られない。すなわち、チャンネルブラックは、酸性で
あるために、正帯電性トナーへの使用は不向きであると
されている。

【０００３】そこで、従来は、トナーに帯電制御剤を添
加することにより、上記の問題を解決している。正電荷
を付与する帯電制御剤としては、四級アンモニウム塩類
をあげることができる（例えば、特開昭４９−５１９５
１号公報）。しかしながら、四級アンモニウム塩類は水
可溶性であるため、トナー中に均一に分散させることが
困難である。すなわち、四級アンモニウム塩は、界面活
性効果によりミセル形態を呈し易く、その結果、混練条
件を種々変えても、四級アンモニウム塩を結着樹脂中に
ミクロ分散状態で分散させることが極めて困難であっ
た。トナー中の帯電制御剤の分散が不均一であ場合に
は、トナーの帯電が均一にならず、現像剤の帯電量分布
が広がり、結果として、カブリやトナー飛散が発生して
しまう。また、複写中の現像剤の帯電量減衰が著しく大
きくなり、複写物の濃度に変動が発生する場合がある。
更には、トナー表面に露出する四級アンモニウム塩凝集
分散体が、高温高湿下で水を取り込み易く、帯電性能に
大きく影響を及ぼすという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の技術における問題点を解消することを目的としてなさ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、四級アン
モニウム塩型帯電制御剤が結着樹脂中に均一に分散され
た、帯電量分布が狭く、帯電の経時安定性に優れ、環境
安定性の高い正帯電性乾式トナーを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、検討の結
果、下記に示される四級アンモニウム塩とＰＨ６．５以
下のカーボンブラック、好ましくはＰＨ６以下で、含有
酸素量３％以上のカーボンブラックを用いることによ
り、帯電制御剤である四級アンモニウム塩をミクロな形
態で分散させ十分な正帯電能力を有するトナーを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００６】本発明の乾式トナーは、結着樹脂と着色剤
を主成分とするものであり、そして、着色剤として、Ｐ
Ｈ６．５以下のカーボンブラックを用い、帯電制御剤と
して次式に示される化合物を添加することを特徴とし、
好ましくは正帯電性処理シリカを外部添加するものであ
る。

【０００７】

【化２】

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。カ
ーボンブラックを結着樹脂中に分散させる際に、混練の
条件（シアストレイン制御）により、ある程度分散を制
御することは可能である。特に、ＰＨ７以下のカーボン
ブラックは、極性基を有するために樹脂への分散性が良
好である。本発明においては、ＰＨ６．５以下、好まし
くはＰＨ６以下のものを用いることにより、分散性が改
善される。

【０００９】ＰＨ６．５以下のカーボンブラックは、そ
の表面に極性基（−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、＞Ｃ＝Ｏ、−Ｃ
（＝Ｏ）Ｈ等）が多く存在し、それら極性基に、四級ア
ンモニウム塩のカウンターイオンの極性基（特に−Ｏ
Ｈ）が、何らかの相互作用を行い、それにより帯電制御
剤である四級アンモニウム塩の分散がカーボンブラック
の分散の影響を受け、若しくは、帯電制御剤がミセル構
造を呈し難くなり、ミクロ分散を呈するようになる。そ
れ故に帯電量分布が非常に狭く、環境依存性の極めて少
ない正帯電性トナーが得られる。本発明において、さら
に好ましくは、四級アンモニウム塩で処理した正帯電性
処理シリカを外添剤として添加する。それにより、トナ
ー表面に現れているカーボンブラックの活性極性基が隠
蔽され、環境依存性が少なく、粉体流動性の良いトナー
が得られる。

【００１０】本発明で用いる四級アンモニウム塩型帯電
制御剤としては、次のようなものをあげることができる
が、本発明はこれらに限定されるものではない。

【化３】

【００１１】本発明において、四級アンモニウム塩の配
合比は特に限定されるものではないが、結着樹脂１００
重量部に対して０．１〜５．０重量部の割合で添加する
ことが好ましい。

【００１２】本発明の現像用トナーに用いられる結着樹
脂としては、スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレ
ン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、
イソブチレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニ
ルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オ
クチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
ドデシル等のαーメチレン脂肪族モノカルボン酸のエス
テル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニ
ルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプ
ロペニルケトン等のビニルケトン類などの単独重合体或
いは共重合体を例示することができ、特に代表的な結着
樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸ア
ルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重
合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン
−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重
合体、ポリエチレン、ポリプロピレンをあげることがで
きる。更に、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフ
ィン、ワックス類をあげることができる。本発明の乾式
トナーに用いる結着樹脂は、上記の樹脂に限定されるも
のではなく、本発明の目的に沿うものであれば如何なる
樹脂でも使用することができる。

【００１３】着色剤としては、ＰＨ６．５以下のカーボ
ンブラック、好ましくはＰＨ６以下で、酸素含有量３％
以上のチャンネルブラックが好ましく用いられる。以下
にそれらの具体例を示すが、何ら限定されるものではな
い。ブラックパールズ（ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ）１
３００、ブラックパールズ（ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬ
Ｓ）１０００、ブラックパールズ（ＢＬＡＣＫＰＥＡ
ＲＬＳ）Ｌ、ロイヤルスペクトラ（ＲＯＹＡＬＳＰ
ＥＣＴＲＡ）、ネオスペクトラマーク（ＮＥＯＳＰＥ
ＣＴＲＡＭＡＲＫ）Ｉ、ネオスペクトラマーク（ＮＥ
ＯＳＰＥＣＴＲＡＭＡＲＫ）ＩＩ、ネオスペクトラ
（ＮＥＯＳＰＥＣＴＲＡ）ＡＧ、スーパー（ＳＵＰＥ
Ｒ）ＢＡ（ＮＥＯＭＫ III ）、ネオスペクトラマー
ク（ＮＥＯＳＰＥＣＴＲＡＭＡＲＫ）ＩＶ、以上キ
ャボット社製、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）８８００、ラー
ベン（ＲＡＶＥＮ）８０００、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）
７０００，ラーベン（ＲＡＶＥＮ）５７５０、ラーベ
ン（ＲＡＶＥＮ）５２５０、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）３
５００、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）１８００、ラーベン
（ＲＡＶＥＮ）１２５５、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）１０
８５ＢＥＡＤＳ、ラーベン（ＲＡＶＥＮ）１０４０、ラ
ーベン（ＲＡＶＥＮ）８２５ＢＥＡＤＳ、以上コロンビ
ヤン社製、等があげられる。これらのカーボンブラック
は、３〜２０重量部、好ましくは６〜１２重量部添加さ
れる。

【００１４】なお、結着樹脂及び着色剤は前記に例示し
たものに限定されるものではない。本発明の乾式トナー
は、磁性物質を内包する磁性トナーでもよいし、カプセ
ルトナーでもよい。本発明の乾式トナーは、上記材料
を、バンバリーミキサー、ニーダーコーター、ＣＭミキ
サー、エクストルーダーなどを用いて、混合し溶融混練
し、粉砕分級して平均粒径が約３０μｍ以下、好ましく
は３〜２０μｍの微粒子とする。本発明の乾式トナー
は、必要に応じて、種々の添加剤を加えてもよい。添加
剤としては、帯電制御剤、磁性物質、クリーニング助
剤、流動性促進剤等をあげることができる。

【００１５】本発明のトナーは、感光体或いは静電記録
体に形成される静電潜像を現像するのに用いられる。本
発明のトナーは、一成分系現像剤もしくは二成分系現像
剤として用いられる。二成分系現像剤として用いる場合
には、キャリアとしては、フェライト酸化鉄粉ニッケル
あるいはこれらを樹脂でコートしたコートキャリア、磁
性粉分散型キャリア等公知のものを用いることができ
る。即ち、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム、無定形
シリコン等の無機光導電材料、フタロシアニン顔料、ビ
スアゾ顔料等の有機光導電材料からなる感光体に、電子
写真的に静電潜像を形成し、或るいはポリエチレンテレ
フタレートのような誘電体を有する静電記録体に、針状
電極等により静電潜像を形成させ、磁気ブラシ法、カス
ケード法、タッチダウン法の現像方法によって、静電潜
像に本発明の乾式トナーを付着させ、トナー像を形成す
る。このトナー像は紙等の転写材に転写した後、定着し
て複写物となり、感光体等の表面に残留するトナーはク
リーニングブレードやクリーニングロール等の公知のク
リーニング装置により、クリーニングされる。

【００１６】

【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。しかし本発明はこれら実施例によって何ら制限
を受けるものではない。実施例１スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体（共重合比80／20、１００重量部Ｍｎ：5000、Ｍｗ：250000）カーボンブラックＢＰ−１３００（キャボット社製）１０重量部（ＰＨ＝２．５、酸素含有量９．５％）低分子量ポリプロピレン６６０Ｐ（三洋化成社製）５重量部帯電制御剤（例示化合物（１））２重量部＜ＰＨ測定＞試料１〜１０ｇをビーカーに量りとり、試
料１ｇにつき１０ｍｌの割合で水を加え、時計皿で覆
い、十五分間煮沸する。煮沸後、室温まで冷却し、傾斜
法または遠心分離法により上澄み液を除去して、泥状物
を残す。この泥状物中に、ガラス電極ＰＨ計の電極をい
れ、ＪＩＳＺ８８０２によってＰＨを測定する。測定
は、電極の周囲に泥状物がよく密着するようにかきまぜ
棒で掻き混ぜて３回行い、測定値の範囲が０．１以下に
なるまでこの操作を繰り返す。＜含有酸素量＞カーボンブラックを加熱し、揮発物とし
て（Ｃ_ｘＯ_ｙ）として採取する。そのものを元素分析に
て定量する。

【００１７】上記の組成をエクストルーダを用い、連続
混練を行い、トナー混練物を得、その後粉砕分級にてＤ
₅₀＝９．０μｍのトナーを得た。上記トナー１００部に
平均粒径０．１μｍの酸化チタン２部を用い、ヘンシェ
ルミキサーで混合して、外添剤含有トナーを得た。一方
キャリアとして、スチレン−ブチルメタクリレート共重
合体（組成比80／20）と磁性粉を溶融混練し、粉砕、分
級することによりえられた、Ｄ₅₀＝５０μｍのものを用
いた。このキャリャ９５部と上記外添剤含有トナー５部
とを混合して現像剤組成物を調製した。

【００１８】実施例２実施例１のカーボンブラックの代わりに、ラーベン（Ｒ
ＡＶＥＮ）１２５５（コロンビヤン社製）：（ＰＨ＝
２．５，酸素含有量３．５％）１０重量部を用いた以外
は、実施例１と同様の方法によって現像剤組成物を調製
した。

【００１９】実施例３実施例１のカーボンブラックの代わりに、ブラックパー
ルズ（ＢＬＡＣＫＰＥＡＬＳ）Ｌ（キャボット社
製）、（ＰＨ＝３、酸素含有量５．０％）１０重量部を
用いた以外は、実施例１と同様の方法にて現像剤組成物
を調製した

【００２０】実施例４実施例１において、外部添加剤として、シリカ（Ｒ９７
２；日本アエロジル社製）９０部に帯電制御剤（例示化
合物（１））（２倍量のアルコールに溶解）１０部を流
動床を用い処理したものを用いた。処理シリカをトナー
９９重量部に対し１部添加しヘンシェルミキサーで外添
済みトナーを得た以外は実施例１と同様の方法にて現像
剤組成物を調製した。

【００２１】比較例１実施例１のカーボンブラックの代わりに、リーガル（Ｒ
ＥＧＡＬ）３３０（キャボット社製）、ＰＨ＝８．
５、酸素含有量＝１．５％）を用いた以外は実施例１と
同様の方法にて現像剤組成物を調製した。

【００２２】比較例２実施例１における帯電制御剤の代わりに

【化４】を用いた以外は実施例１と同様の方法にて現像剤組成物
を調製した。

【００２３】比較例３実施例１における帯電制御剤の添加を行わない以外は実
施例１と同方法にて現像剤を調整した。これらについ
て、評価を行った。その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】（１）ＴＥＭ（日立Ｈ−９５０）を用いＸ
９０００にて内部分散構造を観察した。（２）実機評価はＦＸ−５０７５を用い、高温高湿下３
０°Ｃ９０％、低温低湿下１０°Ｃ２０％にて評価テス
トを行った。（３）ＴＣラチチュード；１０万枚コピー終了後（通常
環境下）、強制トナー追加を行い、かぶりの発生するＴ
ＣをＴｃｈとし、次にディスペンスを切りコピー採取
し、１．０ＧＳＡＤ→１．１を呈するＴＣをＴｃｌと
し、ＴＣラチチュードをＴｃｈ−Ｔｃｌとして評価し
た。

【００２６】

【発明の効果】本発明においては、前記のように着色剤
としてＰＨ６．５以下のカーボンブラックを用い、例示
のような帯電制御剤を用いるから、帯電制御剤が非常に
ミクロに均一に分散した乾式トナーが得られる。その結
果、本発明の正帯電性乾式トナーは、環境依存性が極め
て少なく、且つトナーを強制追加させた際にも、帯電の
立ち上がりが速く、帯電も非常に安定であり、高い信頼
を有するものである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7144−2ＨＧ０３Ｇ 9/08 ３７５ (72)発明者青木孝義神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロツクス株式会社竹松事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂と着色剤を主成分とする乾式ト
ナーにおいて、着色剤としてＰＨ６．５以下のカーボン
ブラックを用い帯電制御剤として次式に示される化合物
を添加することを特徴とする静電荷像現像用正帯電性乾
式トナー。【化１】
【請求項２】四級アンモニウム塩で処理されたシリカ
微粒子を外添剤として添加することを特徴とする請求項
１に記載の静電荷像現像用正帯電性乾式トナー。