JP2982363B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

静電荷像現像用トナー

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JP2982363B2 JP3105956A JP10595691A JP2982363B2 JP 2982363 B2 JP2982363 B2 JP 2982363B2 JP 3105956 A JP3105956 A JP 3105956A JP 10595691 A JP10595691 A JP 10595691A JP 2982363 B2 JP2982363 B2 JP 2982363B2
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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
等において使用される静電荷像現像用トナーに関するも
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され、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
リアーとトナーとから成る二成分系現像剤およびキャリ
アーを必要としない一成分系現像剤(磁性トナー)が知
られている。
【0003】そして、従来より現像剤に正帯電を付与す
るものとしてニグロシン系染料、トリアミノトリフェニ
ルメタン系化合物、4級アンモニウム塩等の帯電制御剤
や磁性キャリアのコーティング剤等が知られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の正帯電性付与剤の帯電性付与効果は必ずしも充分
ではなく、適度な帯電性を環境等によらず安定的に示
し、且つその帯電の経時変化が好ましい形態を得るのは
難しく、特に夏場のハンドリング時及び倉庫保管時など
に高温下長時間現像剤がさらされると、この様な現像剤
を使用して連続複写した場合に、カブリ等の画像汚れが
発生し、或いは安定したコピー濃度が得られない点が問
題となっていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の処理を施した導
電性微粒子をトナー粒子と共に含有することにより、画
質の経時変化および環境による劣化の少ない帯電特性に
優れたトナーが得られることを見い出し、本発明に到達
した。
【0006】すなわち、本発明の要旨は、少なくとも樹
脂及び着色剤を含むトナー粒子と、70〜250℃の融
点を有するカルボン酸の金属塩で表面処理された導電性
微粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナ
ーにより容易に達成される。
【0007】
【作用】以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけ
るトナー用バインダー樹脂としては公知のものを含む広
い範囲から選択することができ、例えばポリスチレン、
クロロポリスチレン、ポリー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、飽和または不飽和ポリエステル樹
脂、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、本発明に用いるのに特に好ましい樹脂としては
スチレン系樹脂、飽和または不飽和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種以上併用する事も
できる。
【0008】そして、該トナー用バインダー樹脂のガラ
ス転移温度は、示差熱分析装置又は示差走査熱量計で測
定した時の転移開始温度(変曲点)が57℃以上である
ことが必要である。ガラス転移開始温度が57℃未満の
場合は、40℃以上の高温で長時間にトナーを放置した
時に、トナーの凝集或いはトナーの固着をまねき使用上
問題がある。
【0009】トナー用に用いら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
系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジン
イエロー、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。
【0010】本発明におけるトナー中には、求められる
帯電性に応じて帯電制御剤を含有せしめるのが好まし
い。帯電制御剤としては公知の任意のものを採用しうる
が、例えば下記一般式(I)で表される4級アンモニウ
ム塩とナフトールスルホン酸の造塩化合物が好ましく、
具体的には下記の化合物が挙げられる。
【0011】
【化1】
【0012】(式中、R1 は炭素数1〜8のアルキル基
を表し、R2 およびR3 はそれぞれ炭素数1〜18のア
ルキル基を表し、R4 は炭素数1〜8のアルキル基また
はベンジル基を表す。) (1) R1 :−C2 5 ,R2 :−C2 5 ,R3
−C2 5 ,R4 :−CH2 −Ph (2) R1 :−C3 7 ,R2 :−C3 7 ,R3
−C3 7 ,R4 :−CH2 −Ph (3) R1 :−CH3 ,R2 :−C1225,R3 :−
CH3 ,R4:−CH2 −Ph (4) R1 :−CH3 ,R2 :−C6 13,R3 :−
CH3 ,R4:−CH2 −Ph (5) R1 :−C4 9 ,R2 :−C4 9 ,R3
−C4 9 ,R4 :−C 49 (6) R1 :−C2 5 ,R2 :−C1837,R3
−C2 5 ,R4 :−C 25 (7) R1 :−C8 17,R2 :−C8 17,R3
−C8 17,R4 :−C 817 (8) R1 :−C8 17,R2 :−C1837,R3
−C8 17,R4 :−C 25 (9) R1 :−C3 7 ,R2 :−C3 7 ,R3
−C3 7 ,R4 :−CH2 −Ph (10) R1 :−C4 9 ,R2 :−C4 9 ,R3
−C4 9 ,R4 :−CH2 −Ph 尚、Phはベンゼン環を示す。
【0013】トナー中の帯電制御剤の含有量は、樹脂1
00重量部に対して1〜5重量部が好ましい。帯電制御
剤の含有率が、少なすぎると帯電性の向上効果が期待で
きず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。この他、トナー中には熱特性・物理特性等を
調整する目的で各種可塑剤・離型剤等の助剤を添加する
ことも可能である。その添加量は、0.1〜10重量部
が適当である。
【0014】さらに、トナー粒子にTiO2 ,Al2
3 ,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。その添加量は、トナー
粒子100重量部に対して0.1〜10重量部が好まし
い。トナー粒子の製造方法には、従来から用いられてい
る各種トナー製造法が適用できるが、例えば一般的製造
法として次の例が挙げられる。
【0015】まず、樹脂、着色剤(場合により帯電制御
剤を初めとする添加剤を加えてもよい)をボールミル、
V型混合機、S型混合機、ヘンシェルミキサー等で均一
に分散する。次いで分散物を双腕ニーダー、加圧ニーダ
ー、エクストルーダー、ロールミル等で溶融混練する。
混練物をハンマーミル、カッターミル、ジェットミル、
ボールミル等の粉砕機で粉砕し、さらに得られた粉体を
風力分級機等で分級する。
【0016】二成分現像剤用として本発明トナーと共に
用い得る磁性キャリアとしては、粒径30〜200μm
程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂
キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、
これらの表面にシリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素
系樹脂などあるいはこれら樹脂の混合物をコーティング
したものも好適に使用できる。現像剤中のキャリアとト
ナーの含有比は100:1〜10が好ましい。
【0017】本発明において導電性微粒子のコアとして
は、磁性を有しない、酸化チタンに酸化スズ、酸化アン
チモンをドーピングした複合酸化物、酸化スズに酸化ア
ンチモンをドーピングした複合酸化物など及び磁性を有
するマグネタイト(Fe 3 4 )、マグヘマイト(γ−
Fe 2 3 )、フェライト(Mx Fe3-x 4 :式中M
はMn,Fe,Co,Ni,Cn,Mg,Zn,Cd等
あるいはその混晶系)などが挙げられる。
【0018】導電性微粒子のコアの比抵抗は、平行電極
板内に試料を入れ直流電圧100Vを印加した時の抵抗
を絶縁抵抗計で測定して求められる値が1010Ω・cm以
下更に、好ましくは107 Ω・cm以下であることが好ま
しい。本発明において導電性微粒子の表面処理に使用さ
れるカルボン酸の金属塩としては、直鎖構造をもつ脂肪
酸金属塩、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉
草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴ
ン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペン
タデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリ
ン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ペヘン酸、リグノセ
リン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸、メ
リシン酸、ラクセル酸等の脂肪酸のAl、Mg、Zn、
Ca、Ba、Pb等の金属塩;不飽和脂肪酸の金属塩、
例えばアクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ウン
デシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セントレイン
酸、エルカ酸、プラシジン酸、ソルビン酸、リノール
酸、アラキドン酸、プロピオール酸、ステアロール酸等
の不飽和脂肪酸のAl、Mg、Zn、Ca、Ba、Pb
等の金属塩;天然樹脂中に遊離又はエステルとして存在
する有機酸の総称である樹脂酸、例えばアピエチン酸、
ピマル酸、安息香酸、桂皮酸等のAl、Mg、Zn、C
a、Ba、Pb等の金属塩が使用できる。
【0019】カルボン酸の金属塩を導電性微粒子表面に
処理する方法としては各種考えられるが、一例としては
導電性微粒子の水性懸濁液中に母体となる酸のアルカリ
水溶液を加えて混合した後、更に必要な金属を含む金属
塩溶液を加えることによって、所望のカルボン酸の金属
塩を導電性微粒子の表面に析出させることができる。次
いで精製し、乾燥し、解砕して粒度を調整すればよい。
【0020】本発明においてカルボン酸の金属塩は導電
性微粒子当りその表面に約0.05〜20重量%、好ま
しくは0.1〜10重量%含まれるようにするのがよ
い。又、カルボン酸の金属塩の融点は70〜250℃、
好ましくは100〜200℃である。融点が70℃以下
であると、連続使用時にトナーの凝集融着を起し易く、
又感光体表面にフィルミングの現象を起し易く好ましく
ない。
【0021】尚、カルボン酸の金属塩の融点の測定は電
熱式微量融点測定法で行なった。また、処理後の導電性
微粒子は、トナー粒子100重量部に対して0.02〜
5重量部、好ましくは0.05〜3重量部外添すれば充
分である。該微粒子の粒径は、例えば走査型電子顕微鏡
で観察し、画像処理することにより求められ、その1次
平均粒径は3μm以下、より好ましくは0.01〜1μ
m程度がよい。
【0022】尚、本発明の導電性微粒子を添加すること
は、感光体の研摩効果、トナーの導電性調整効果、トナ
ーの帯電性制御効果、またはそれぞれの複合効果が期待
でき、表面処理物質の種類及び量を選択することで、上
記効果をコントロールすることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の静電荷像現像用トナーは、常に
適度で且つ安定した帯電性を示す等帯電性能が良好で、
従来問題となっていた40℃以上の高温に長時間現像剤
がさらされた後、この現像剤を使用して連続複写した場
合にもカブリ等の画像汚れがなく、安定したコピー濃度
が得られ、或いは、複写機等機内のトナー飛散による汚
染も少ない等多大な工業的利益を提供するものである。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に
より限定されるものではない。なお、下記実施例中、単
に「部」とあるものはいずれも「重量部」を意味するも
のとする。 (実施例1) スチレン/n−ブチルアクリレート=モノマー重量比82/18 100部 の共重合樹脂(ガラス転移温度61℃) 着色剤 カーボンブラック MA7(三菱化成(株)製) 5部 4級アンモニウム塩帯電制御剤 2部 ボントロンP51(オリエント化学(株)製) 低分子量ポリプロピレン 2部 ビスコール550P(三洋化成(株)製) を配合、混練、粉砕し、分級して平均粒径10μmの黒
色トナーを得た。
【0025】マグネタイトコア(Fe 3 4 )100部
に対して、融点140℃のステアリン酸亜鉛1部で表面
処理した平均粒子径約0.3μmの表面処理導電性微粒
子0.5部とシリカ粉末(日本アエロジル(株)製R9
72)0.2部とを上記黒色トナー100部に対してヘ
ンシェルミキサーを用いて外添処理した。得られた外添
処理トナー4部と、メチルシリコーン系樹脂でコートさ
れた平均粒子径約100μmの球状フェライトキャリア
100部とを混合、攪拌しスタート用現像剤を作製し
た。又、スタート用現像剤に使用した外添処理トナーと
同じものを補充用トナーとした。
【0026】次に、これらスタート用現像剤と補充用ト
ナーをそれぞれボトルに入れ密閉状態にして、45℃の
環境下で10日間保管し冷却した後、有機光導電体を感
光体とする複写機を用いて、23〜25℃、60〜65
%RHの環境条件下で、20,000枚の実写テストを
実施した。実写テストの結果、20,000枚実写中で
もコピーの白地部の汚れであるカブリの増加がなく、コ
ピー黒地部の濃度も安定に高く、又複写機内のトナー飛
散による汚染もなく良好であり、高温で長時間さらされ
た後に使用しても耐久性能、コピー画質安定性に優れた
トナー及び現像剤であった。 (実施例2) 実施例1の導電性微粒子の代わりに、実施例1と同じマ
グネタイトコア(Fe 3 4 )100部に対して融点1
32℃のステアリン酸マグネシウム2部で表面処理した
平均粒子径約0.3μmの表面処理導電性微粒子を0.
5部用いた以外は、実施例1と同様にして現像剤の作製
を行い、熱処理後実写テストを実施した。
【0027】その結果を表1に示す。 (実施例3) 導電性微粒子コアを、Fe 95部とZnO5部を含
有するフェライト微粒子とした以外は、実施例2と同様
に表面処理及び現像剤の作製を行い、熱処理後実写テス
トを実施した。
【0028】その結果を表1に示す。 (実施例4)導電性微粒子コアを、酸化チタン(TiO
2 )100部に酸化スズ(SnO2 )80部、酸化アン
チモン(Sb2 4 )10部をドーピングした導電性チ
タニア微粒子とした以外は、実施例2と同様に表面処理
及び現像剤の作製を行い、熱処理後実写テストを実施し
た。
【0029】その結果を表1に示す。 (比較例1)実施例1の表面処理導電性微粒子の代わり
に、表面処理しないマグネタイト微粒子を用いた以外
は、実施例1と同様に現像剤の作製を行い、熱処理後実
写テストを実施した。
【0030】その結果を表1に示す。 (比較例2)実施例4の表面処理導電性微粒子の代わり
に、表面処理しない導電性チタニア微粒子を用いた以外
は実施例4と同様に現像剤の作製を行い、熱処理後実写
テストを実施した。
【0031】その結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−141762(JP,A) 特開 昭59−15255(JP,A) 特開 昭59−187347(JP,A) 特開 昭63−174068(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 9/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、樹脂及び着色剤を含むトナ
    ー粒子と、70〜250℃の融点を有するカルボン酸の
    金属塩で表面処理された導電性微粒子を含有することを
    特徴とする静電荷像現像用トナー。
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