JP3264065B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子複写機等で使用され
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）
が知られている。

【０００３】そして、従来より現像剤に帯電性を付与す
るものとしてニグロシン系染料、４級アンモニウム塩等
の帯電制御剤やキャリアのコーティング剤等が知られて
いた（例えば、特開平４−１２５６５５号公報、米国特
許第５１５１３３８号明細書等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の帯電性付与剤は、帯電性付与効果が必ずしも十分
ではなく特に該効果が経時変化する為に連続複写による
コピー汚れが発生し、コピー品質が低下するという問題
点を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は時
間を経ても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すべく鋭意検討を行なった結果、
特定の構造を有する化合物をトナー中に含有させること
により、これらの問題点が解決さ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
脂及び着色剤を含有してなる静電荷像現像用トナーにお
いて、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を１種以上含
有することを特徴とする静電荷像現像用トナーに存す
る。

【０００７】

【化２】

【０００８】（式中、Ｒ₁ は炭素数１から２４の置換も
しくは無置換のアルキル基又は置換もしくは無置換のア
ラルキル基を表わし、Ｒ₂ ，Ｒ₃ 及びＲ₄ はそれぞれ、
炭素数２から２４の置換もしくは無置換のアルキル基又
は置換もしくは無置換のアラルキル基を表わす。Ａは置
換基を有していてもよい芳香族環残基を表わす。）

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
静電荷像現像用トナーは、上記一般式（Ｉ）で表される
化合物を１種以上含有することが特徴である。

【００１０】置換基Ｒ₁ の具体例をあげればメチル基、
エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル
基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、
トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキ
サデシル基、ヘプタデシル基、ステアリル基、ノナデシ
ル基、エイコシル基、ドコシル基、テトラコシル基等の
アルキル基；水酸基置換アルキル基、ハロゲン基置換ア
ルキル基、アルコキシル基置換アルキル基等の置換アル
キル基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；
低級アルキル基置換アラルキル基、ニトロ基置換アラル
キル基、ハロゲン基置換アラルキル基等の置換アラルキ
ル基が挙げられ、中でも、メチル基、ベンジル基、低級
アルキル基置換ベンジル基、ニトロ基置換ベンジル基、
ハロゲン基置換ベンジル基が好ましい。

【００１１】Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ はエチル基、ｎ−プロピ
ル基、ｉｓｏ−プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル
基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラ
デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデ
シル基、ステアリル基、ノナデシル基、エイコシル基、
ドコシル基、テトラコシル基等のアルキル基；水酸基置
換アルキル基、ハロゲン基置換アルキル基、アルコキシ
ル基置換アルキル基等の置換アルキル基；ベンジル基、
フェネチル基等のアラルキル基；低級アルキル基置換ア
ラルキル基、ニトロ基置換アラルキル基、ハロゲン基置
換アラルキル基等の置換アラルキル基が挙げられる。通
常、炭素数２から１６の無置換のアルキル基又はベンジ
ル基が好ましい。

【００１２】メチル基は、水溶性を上昇させるため、後
記する一般的合成法では、塩交換により水中で沈殿しな
いものが多い。一方、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ のうち１つだけ
炭素数の多い有機基にすると水に不溶で結晶として得ら
れる場合が多くなるが、帯電性が不安定で実写枚数とと
もに帯電量が上昇する傾向がある。好ましくは、炭素数
１２以下のアルキル基であり、Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，Ｒ₄ の炭素
数の差が４以下である。特に好ましくはＲ₂ ，Ｒ₃ 及び
Ｒ₄ が同じ基である。具体的にはブチル基、オクチル
基、デシル基、ドデシル基が好ましく、ｎ−ブチル基、
ｎ−オクチル基が特に好ましい。

【００１３】Ａは、置換基を有していてもよい芳香族環
残基を表わし、フェニレン基、ナフチレン基、アンスリ
レン基等のアリーレン基が挙げられ、特にフェニレン基
及びナフチレン基が好ましい。これらは置換基を有して
いても良く、置換基としては、アルキル基、水酸基、ア
ミノ基またはハロゲン基が挙げられ、特に水酸基が好ま
しい。上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物の中で、本
発明の静電荷像現像用トナーに含有せしめるのに好適な
ものの具体例としては、下記の構造式で表わされる化合
物を挙げることができるが、これらに限定されるもので
はない。例示化合物

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】

【表４】

【００１８】

【表５】

【００１９】

【表６】

【００２０】一般式（Ｉ）で表わされる化合物はその製
造方法によらず、本発明に用いることができるが、以下
にその具体的製造方法の一例を説明する。一般式（Ｉ）
で表わされる化合物は、一般には例えば一般式（II）

【００２１】

【化３】

【００２２】で表わされるハロゲン化四級アンモニウム
塩化合物を、下記一般式（III)

【００２３】

【化４】

【００２４】（式中、Ａは一般式（Ｉ）と同意義、Ｙは
ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を表わす。）と
水中、もしくはアルコール中で５０〜７０℃程度に加温
して反応させることにより得られる。

【００２５】本発明に、使用し得る樹脂成分としては、
静電荷像現像用トナーに適した公知の種々のものが使用
できる。例えば、スチレン系樹脂、スチレンアクリル系
共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂及び
これらの混合樹脂、また、これらのアルキル側鎖にアミ
ノ基を有するもの等がある。トナー中の一般式（Ｉ）で
表わされる化合物の含有率は、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１〜
１５重量部である。

【００２６】一般式（Ｉ）で表わされる化合物の含有率
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。
本発明で用いる着色剤としては、従来から用いられてい
るものであれば特に制限されるものではなく、黒色トナ
ーを得るには、カーボンブラック等を使用する。また、
一般式（Ｉ）で表わされる化合物は通常白色なので、
青、赤、黄色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の染顔料等からなる着色剤を用い
る。

【００２７】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。更に、本発明
のトナーには、一般式（Ｉ）で表わされる化合物とは別
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、４級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂等
を含有せしめてもよい。

【００２８】その他、本発明のトナー構成成分として、
定着性や流動性を向上させるため、低分子量オレフィン
重合体や微粉末シリカ等の添加剤を含有せしめてもよ
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。又、本発明
のトナーは二成分系現像剤の他に、カプセル化トナーや
重合トナー及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）にも適用することができ
る。

【００２９】トナーの平均粒径は５〜２０μｍが好適で
ある。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、特に制限はないが１０〜２００μｍの平
均粒径を有する鉄粉が好ましい。なお、鉄粉の粒径には
特に制限はない。この場合、連続使用時の耐久性向上の
目的でフッ素系、シリコン系樹脂等をコーティングした
いわゆるコーティングキャリアも使用することができ
る。又、フェライト系、マグネタイト系等を初めとする
公知の他のキャリアも使用することができる。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。

【００３０】

【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
よりなんら制限されるものではない。なお、下記におい
て、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。

【００３１】（実施例−１）

【表７】 スチレンアクリル系樹脂（スチレン／アクリル＝８／２） １００部 カーボンブラック（三菱化成（株）製 ＭＡ−１００） ６部 低分子量ポリエチレン １部 低分子量ポリプロピレン １部 例示化合物（８） ２部 上記化合物を配合混練し、粉砕分級して、平均粒子径１
１μｍの黒色トナーを得た。このトナー１００部に対
し、疎水性シリカを０．２部混合して、トナーを得た。
このトナー４部と平均粒径１００μｍのシリコーン系樹
脂コーティングキャリア（フェライト）１００部とを混
合攪拌して現像剤を作成した。

【００３２】次いで、この現像剤を有機光導電体を感光
体とする複写機で実写したところ、白地部の地汚れ、い
わゆるカブリの少ない鮮明なコピーが得られた。初期の
画像濃度は１．３７，カブリは０．８４，帯電量は１
５．３μｃ／ｇであった。さらに１００，０００枚の複
写テストを行ったところ画像濃度は、初期と変化なく
１．３７，カブリも０．８７であり、帯電量は１８．５
μｃ／ｇであった。

【００３３】（実施例−２）コーティングキャリアとし
て、マグネタイトをコアとする、平均粒径１００μｍの
シリコーン系樹脂コーティングキャリアを使用した以外
は、実施例−１と全く同様にしたところ、実施例−１と
同様に良好なコピーが得られた。初期の帯電量、１０
０，０００枚後の帯電量は、それぞれ１４μｃ／ｇ，１
９μｃ／ｇであった。画像濃度は初期、１００，０００
枚後ともに１．３５であった。

【００３４】（実施例−３）コーティングキャリアとし
て、鉄をコアとする、平均粒径７０μｍのフッ素系樹脂
コーティングキャリアを使用した以外は、実施例−１と
同様にしたところ、実施例−１と同様に良好なコピーが
得られた。

【００３５】（実施例−４）

【表８】 スチレン系樹脂 １００部 （三洋化成社製、商品名ＳＢＭ−６００） カーボンブラック １０部 （三菱化成（株）製＃４４） 例示化合物（１） ３部

【００３６】上記の材料を配合混練し、粉砕分級して平
均粒径１１μｍの黒色トナーを得た。このトナー５部と
平均粒径約１００μｍのシリコーン系樹脂コーティング
キャリア（フェライト）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有機光導電体を感
光体とする複写機で実写したところ、白地部の地汚れ、
いわゆるカブリの少ない鮮明なコピーが得られた。

【００３７】（実施例−５）帯電制御剤として例示化合
物（１）３部のかわりに例示化合物（４）を３部使用す
る以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実施例
−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００３８】（実施例−６）帯電制御剤として例示化合
物（１）３部のかわりに例示化合物（５）を２部使用す
る以外は実施例−４と全く同様にしたところ、実施例−
４と同様に良好なコピーが得られた。

【００３９】（実施例−７）帯電制御剤として例示化合
物（１）３部のかわりに例示化合物（６）を２部使用す
る以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実施例
−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４０】（実施例−８）帯電制御剤として例示化合
物（１）３部のかわりに例示化合物（７）を２部使用す
る以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実施例
−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４１】（実施例−９）帯電制御剤として例示化合
物（１）３部のかわりに例示化合物（８）を２部使用す
る以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実施例
−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４２】（実施例−１０）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（９）を２部使用
する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実施
例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４３】（実施例−１１）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１０）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４４】（実施例−１２）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１２）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４５】（実施例−１３）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１４）を２部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４６】（実施例−１４）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１５）を２部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４７】（実施例−１５）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１７）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４８】（実施例−１６）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（１９）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００４９】（実施例−１７）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２１）を２部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５０】（実施例−１８）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２２）を２部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５１】（実施例−１９）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２４）を４部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５２】（実施例−２０）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２７）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５３】（実施例−２１）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２８）を２部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５４】（実施例−２２）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（２９）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５５】（実施例−２３）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（３０）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５６】（実施例−２４）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（３１）を３部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５７】（実施例−２５）帯電制御剤として例示化
合物（１）３部のかわりに例示化合物（３３）を４部使
用する以外は、実施例−４と全く同様にしたところ、実
施例−４と同様に良好なコピーが得られた。

【００５８】（比較例−１）材料として例示化合物
（１）を用いなかった以外は実施例−４と同様にして現
像剤を製造し実写に供した所、カブリの多いコピー品質
の悪いコピーが得られた。

【００５９】（比較例−２及び実施例−２６）比較とし
て、以下に示す化合物（IV）を合成し、例示化合物（３
６）と帯電量を比較した。

【００６０】

【化５】

【００６１】帯電量は、次のようにサンプルを調整した
ものを測定した。４００メッシュパスしたサンプルを、
平均粒径１０μｍのスチレンアクリルに１％の割合で仕
込み、ミキサーで６０秒混合させた。その混合したもの
を、平均粒径１００μｍの鉄粉キャリアに対して１％混
合し、振とう撹拌した後、帯電量とブローオフ法で測定
した。以下に結果を示す。

【００６２】

【表９】

【００６３】以上の結果より例示化合物（３６）の方が
良好な帯電特性を示し、比較化合物（IV）よりも帯電量
が２０％高いことがわかった。このことより例示化合物
（３６）の方が階調性のある鮮明なコピーが得られるこ
とが推定される。

【００６４】（比較例−３及び実施例−２７）比較とし
て、以下に示す化合物（Ｖ）を合成し、例示化合物
（８）と帯電量を比較した。

【００６５】

【化６】

【００６６】サンプル調整は比較例−２と鉄粉キャリア
を用いるかわりにフェライトキャリアを用いる以外は全
く同様に行った。以下に帯電量の結果を示す。

【００６７】

【表１０】

【００６８】以上の結果より、例示化合物（８）に比
べ、比較化合物（Ｖ）は、帯電量が著しく低いため、カ
ブリのない鮮明な画像を得ることは、不可能であると推
定される。

【００６９】（比較例−４〜１０及び実施例−２８，２
９）一般式（Ｉ）においてＲ₁ 〜Ｒ₄ がそれぞれ表２に
示されたものであり、

【００７０】

【化７】

【００７１】としてすべて１，５−ナフタレンジスルホ
ン酸である化合物について、合成の難易、性状、融点、
ＤＳＣによる熱的安定性の測定結果などについて記した
が、比較例−４〜１０の化合物は上記性能のいずれかが
劣っていた。実施例２８（例示化合物（５）、実施例６
と同一化合物）実施例２９（例示化合物（７）、実施例
８と同一化合物）として比較例と類似の本発明の化合物
を表２に記したが上記性能について問題はなかった。

【００７２】

【表１１】

【００７３】

【表１２】

【００７４】（比較例１１）帯電制御剤として１，５−
ナフタレンジスルホン酸ジステアリルジメチルアンモニ
ウム塩を２部用いた以外は実施例４と同様にトナー、及
び現像剤を作製した。次いで同様に実写したところ初期
は良好だったものの実写枚数とともに帯電性が上昇し、
良好なコピーが得られなくなった。

【００７５】（比較例１２）帯電制御剤として１，５−
ナフタレンジスルホン酸ステアリルトリメチルアンモニ
ウム塩（比較例８と同じ化合物）を２部用いた以外は実
施例４と同様に評価したところ、実写枚数とともに帯電
性の上昇が見られ、良好なコピーが得られなくなった。

【００７６】（比較例１３）帯電制御剤として、ナフタ
レン−１−スルホン酸ｐ−クロロベンジルトリブチルア
ンモニウム塩を２部用いた以外は実施例４と同様に評価
したが、帯電性がきわめて低く良好なコピーが得られな
かった。また量を３部用いても帯電量は改善されなかっ
た。一方、陰イオンが１，５−ナフタレンジスルホン酸
イオンに代っただけのものは実施例８に示したように良
好な帯電性と帯電量の安定性のために良好なコピーが得
られた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 昌子 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三菱化成株式会社総合研究所内 (72)発明者 尾田 博文 神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地 三菱化 成株式会社茅ヶ崎事業所内 (56)参考文献 特開 平４−125655（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269766（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204549（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70849（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60552（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−59518（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08 ＣＡ（ＳＴＮ)

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有してな
   る静電荷像現像用トナーにおいて、下記一般式（Ｉ）で
   表される化合物を１種以上含有することを特徴とする静
   電荷像現像用トナー。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は炭素数１から２４の置換もしくは無置換
   のアルキル基又は置換もしくは無置換のアラルキル基を
   表わし、Ｒ₂ ，Ｒ₃ 及びＲ₄ はそれぞれ、炭素数２から
   ２４の置換もしくは無置換のアルキル基又は置換もしく
   は無置換のアラルキル基を表わす。Ａは置換基を有して
   いてもよい芳香族環残基を表わす。）