JPH0756391A - 静電荷像現像用トナー及び現像法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒ素セレン感光体を用いた複写機に使用する
時に高温高湿環境においてもドラムカブリのない、クリ
ーニング特性、トナーイールドの良好な現像剤を提供す
ること。 【構成】 少なくとも樹脂と、特定構造の金属錯塩染料
でありpH3.0〜5.5である化合物、着色剤としてpH2.0〜
5.0のカーボンブラックを含有し、トナー中に分散され
た該金属錯塩染料の体積平均粒径が0.5〜3.0μの範囲に
含まれていることを特徴とするトナー、及び、該トナーを
使用した現像法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電荷像現像用トナー
及び現像法に関し、特にヒ素セレン感光体を静電荷像形
成体として用いた画像形成プロセスにおける廃棄トナー
量削減に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来知られている関連技術としては、特
公平2-16916号に同種の染料が樹脂との相溶性が良好で
あるため、トナー中での分散が均一となり、優れた負の
荷電制御性を有することが示されている。また、特開平
3-157670号では荷電制御剤をジェットミル粉砕等により
平均粒径5.0μ以下にすることにより個々のトナー粒子
への分散が均一化し、単体で存在する荷電制御剤の粗大
粒子の発生を防止でき、定着性能が向上する事が示され
ている。

【０００３】一方、 特開平4-145450号には、やはり同
種の構造を有し、かつpH3.0〜5.0である化合物が樹脂へ
の分散性、帯電性、耐湿性が良好であり、カブリ、画像
濃度の低下がなく、文字散り、トナー飛散が生じない安
定した画像を得られるトナーが示されている。また、黒
トナーの場合、前記荷電制御剤とpH6.0〜11のカーボン
ブラックを併用することにより特に安定性に優れた画像
が得られることも示されている。

【０００４】又、一般に50cpm以上の複写速度を持つ中
高速複写機において感光体ドラムとして、感度、耐久性
に優れたヒ素セレン感光体を用いることは公知である。

【０００５】確かに特公平2-16916号、特開平4-145450
号に開示されたトナーは従来のトナーに比べて個々のト
ナー粒子への荷電制御剤の分散が改良されており、画像
上のカブリ、画像濃度低下、トナー飛散の問題は生じな
いが、ヒ素セレンドラムを使用する複写機に用いた場
合、ドラム上にトナーとの摩擦帯電により生じるカブリ
が発生する。このカブリトナーは正に帯電しているため
転写体上には転写されず、画像上の問題は生じない。し
かしドラム上からクリーニングブレードにより除去さ
れ、廃棄トナーとなるためにトナーのイールド（単位ト
ナー重量当たりのコピー可能枚数量）が低下する。ま
た、特に高温高湿環境においてドラム上のカブリは増加
し、イールドの低下はさらに顕著になる。さらにドラム
とカブリトナーの摩擦帯電による引力は大きく、高温高
湿下であるため水分による付着力も大きくなり、クリー
ニング不良の問題も発生する。

【０００６】荷電制御剤の粒径に関しては、特公平3-15
7670号に示されるように荷電制御剤をジェットミル粉砕
により平均粒径5.0μ以下にしたものを含有するトナー
は、やはり個々のトナー粒子への分散は良好であるが、
ヒ素セレン感光体ドラムを使用する複写機に用いた場
合、上記のようなトナーのイールドの低下、クリーニン
グ不良の問題は依然として残っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ヒ素セレン感光体を用
いる複写機に使用する時に高温高湿環境においてもドラ
ムカブリのない、クリーニング特性、トナーイールドの
良好な現像剤を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ヒ素セレン感光体を静電
荷像形成体として有する画像形成プロセスにおいて、少
なくとも樹脂と荷電制御剤として一般式(1)で表され、p
H3.0〜5.5である化合物、着色剤としてpH2.0〜5.0のカ
ーボンブラックを含有し、トナー中に分散された該荷電
制御剤の体積平均粒径が0.5〜3.0μの範囲に含まれてい
ることを特徴とするトナー、及び、該トナーを使用した
現像法により本発明の目的は達成される。

【０００９】

【化２】

【００１０】また、ヒ素セレン感光体の表面粗さ（Rz）
が0.05〜0.5μになるように疎面化された感光体を用い
現像することが望ましい。

【００１１】本発明のトナーに使用される一般式(1)の
２：１型金属錯塩染料は、4-クロロ-2-アミノフェノー
ルを公知の方法によりジアゾ化し、β-ナフトールとカ
ップリングすることにより得られるモノアゾ化合物を公
知の方法で、金属付与剤で処理して得られる。

【００１２】これらの具体的化合物例をあげれば下記の
ごときものがある。

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】なお、一般式（１）で表されるそれぞれの
化合物及びカーボンブラックのpH値は、該化合物10ｇ及
びカーボンブラック10ｇに、それぞれ蒸留水100mlを加
え、ホットプレート上で15分間煮沸し、室温まで冷却し
た後、ガラス電極pHメーターで測定した。

【００１７】又、該化合物の平均径は、湿式分散機を備
えたレーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＬＯＳ（日本
電子製）で測定した体積平均粒径である。

【００１８】金属錯塩染料（該化合物）のトナー中での
平均分散径は、ミクロトームにより切り出した混練物の
薄層切片（0.2μ）の透過型電子顕微鏡写真（x1000）中
の該化合物粒子を画像解析装置を用いて測定した円相当
径から求めた体積平均粒径である。

【００１９】ヒ素セレン感光体の表面粗さはＪＩＳ Ｂ
0601に定める十点平均粗さ（Rz、基準長さ0.25mm）を意
味する。

【００２０】

【作用】感光体ドラム上のカブリトナーはヒ素セレン感
光体と摩擦帯電する事により静電気的に付着している。
ヒ素セレンドラムとの摩擦帯電を防止し、ドラム上のカ
ブリをなくすために一般式（１）の化合物〔化合物
（１)と略すことがある。〕を添加するのが有効である
ことを見い出した。化合物（１）は従来荷電制御剤とし
て使用されているものであるが、ドラムカブリ防止の目
的で使用する場合、従来の荷電制御剤のように個々のト
ナー粒子に対する化合物（１）の分散が均一であるだけ
でなく、一個のトナー粒子表面においても露出した化合
物（１）が分散して存在していることが必要である。こ
れらの条件を満たすために種々検討した結果、一般式
（１）で表されるpH3.0〜5.5の化合物をトナー中に体積
平均粒径0.5〜3.0μの大きさに分散させ、かつ着色剤に
はpH2.0〜5.0のカーボンブラックを使用することが必要
であることがわかった。前記化合物（１）を0.5〜3.0μ
に分散させるには、 １）原料の段階で前記化合物（１)をジェットミル、高
速せん断混合器等で粉砕し小粒径化したもの、あるいは
合成時に反応条件の調節により小粒径化したものを用い
る方法 ２）混練時に大きなせん断力を加えて細かくする方法 などが考えられる。一般的には１）、２）を併用する事
が生産コストの面から見ても有効である。

【００２１】化合物（１）の体積平均分散径が3.0μよ
り大きい場合、個々のトナー粒子への分散、１個のトナ
ー粒子中での分散が不十分になる。

【００２２】化合物（１）の体積平均分散径が0.5μよ
り小さい場合、混練物中の化合物（１）の分散径が小さ
く、化合物（１）に生じる応力集中（歪み）が少なくな
り、化合物（１）で粉砕される率が小さくなり、トナー
表面への化合物（１）の露出率が低くなる傾向がある。

【００２３】化合物（１）が0.5〜3.0μの体積平均粒径
に分散されている場合でも、カーボンブラックのpHが5.
0より大きいと化合物（１）と着色剤との親和性が良く
なり、化合物（１）の表面への着色剤の付着などが生じ
て、化合物（１）と樹脂との界面で粉砕された場合の化
合物（１）の露出率が著しく低下する。

【００２４】カーボンブラックのpHが2.0より小さい場
合はカーボンブラック自身の分散性に問題が生じ、カブ
リの問題が発生する。

【００２５】又、これら化合物（１）の添加量は全トナ
ー重量に対し0.1〜５重量％であることが望ましく、同
じくカーボンブラックは５〜15重量％が望ましい。

【００２６】化合物（１）のpHが3.0〜5.5にない場合
は、樹脂中の分散が不十分である。

【００２７】この様な理由により単に荷電制御剤の分散
を改良するという従来の方法では感光体ドラムとの摩擦
帯電により生じるカブリの対策としてはほとんど効果が
なかった。

【００２８】ところが前記したようにpH2.0〜5.0の酸性
カーボンブラックを同時に使用することによってドラム
カブリは著しく改善された。これは化合物（１）とカー
ボンブラックがいずれも酸性の表面を有する事により両
者の間に反発力が生じ、化合物（１）のトナー表面露出
率が大幅に増加していることによると考えられる。

【００２９】また表面粗さ（Rz）が0.05〜0.5μになる
ように疎面化されたヒ素セレン感光体上の静電潜像を、
上記トナーを用い現像する場合に特にドラムカブリは少
なく、高いトナーイールドが得られた。

【００３０】一方本発明に用いられるトナー樹脂として
は限定されるものではなく、公知に使用される樹脂が使
用でき、例えばポリエステル樹脂・スチレン樹脂・スチ
レン-アクリル樹脂等をあげることができる。さらに、
ポリエステル樹脂としてはアルコール成分としてビスフ
ェノールＡを使用し、多価カルボン酸あるいは多価アル
コールを使用して架橋したものが好適であり、さらに、
スチレン-アクリル樹脂も好適に使用することができ
る。

【００３１】又、本発明のトナーには離型性をもたせる
ために公知の離型剤を含有することができる。離型剤と
しては、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプ
ロピレン、酸化処理されたポリエチレン及びポリプロピ
レン、酸変成処理されたポリエチレン、及びポリプロピ
レン等の合成ワックス類が好ましいが、キャンデリラワ
ックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろ
う、ホホバ油などの植物系ワックス類；みつろう、ラノ
リン、鯨ロウなどの動物系ワックス類；モンタンワック
ス、オゾケライトなどの鉱物系ワックス類；硬化ヒマシ
油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノー
ル脂肪酸エステルなどの油脂系ワックス類も含有するこ
とができる。

【００３２】更に本発明のトナーを現像剤として調合す
る場合には、二成分系現像剤に一般的に用いられる磁性
体（鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉など）がキャ
リアとして用いられ、該磁性体は裸のままでもよいしス
チレン-アクリル系樹脂、シリコン系樹脂により被覆さ
れたものの樹脂粒子内に磁性体を分散含有した形態であ
ってもよい。

【００３３】その他流動化剤、帯電性制御微粒子、滑り
剤の添加など従来技術を流用することができる。

【００３４】流動化剤としては、無機微粉末、例えば疎
水性シリカ、酸化チタン、アルミナ及びこれらの硫化
物、窒素物及び炭化窒素等が挙げられる。

【００３５】帯電性制御微粒子としては、ポリ弗化ビニ
リデン、ポリスチレン粉末、ポリメチルメタクリレート
粉末およびポリエチレン微粒子等があげられる。

【００３６】滑剤としては、例えば脂肪酸金属塩微粉末
等がある。

【００３７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。又、本項中
において「部」とは「重量部」を示す。

【００３８】実施例１ ビスフェノールＡのプロピレン、エチレン付加物をアル
コール成分、テレフタル酸、ドデセニル無水コハク酸、
トリメリット酸を酸成分とし、これらを重縮合させて得
られたポリエステル樹脂を、ポリエステル樹脂Ａとす
る。

【００３９】 ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値2.2を有するカーボンブラック 10部 一般式（１)で示され、Ｍ、Ｚ，pH値が、 各々クロム、水素イオン、3.7を有する化合物（平均径8.2μ） をジェットミルで粉砕し、体積平均径5.0μとしたもの ２部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物(1)の平均分散径2.0μになるまで混練
した。

【００４０】この混練物について公知の方法により粉
砕、分級し、平均径9.5μの粉末を作製した。さらにこ
のトナーに疎水性シリカ微粉末を0.4％添加混合して、
本発明トナー１を得た。

【００４１】このトナーと体積平均径100μmのシリコン
樹脂をコートしたフェライトキャリア とをトナー濃度
が2.5％となるように混合し、現像剤を作成した。

【００４２】この現像剤についてヒ素セレン感光体を有
する複写機Ｕ−ＢＩＸ 5170（コニカ社製）を用いて高
温高湿環境（30℃、相対湿度80％）において５万コピー
の実写ランニングテストを実施した。

【００４３】結果は下記表１に示した。

【００４４】実施例２ ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値3.0を有するカーボンブラック 10部 pH値4.4を有する以外は、実施例１の化合物（１）と同様化合物 （ただし体積平均径6.5μ） ２部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物（１)の平均分散径が2.8μになるまで
混練した以外は、実施例１と同様にして現像剤を作り実
写テストを行った。

【００４５】実施例３ スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ）60部と前記一般
式（１）で示されＭ，Ｚ，pH値が各々クロム、水素イオ
ン、3.1を有する化合物（体積平均径7.3μ）40部とを加
圧ニーダーで化合物（１）の体積分散径が4.0μになる
まであらかじめ混練し、化合物（１）のマスターバッチ
を得た。

【００４６】 スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ） 100部 ポリプロピレンワックス ３部 pH値4.7を有するカーボンブラック 12部 上記化合物（１）のマスターバッチ ６部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物（１）の平均分散径1.4μになるまで
混練した以外実施例１と同様にして現像剤を作り実写テ
ストを行った。

【００４７】実施例４ ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値3.6を有するカーボンブラック 12部 反応条件を調整することにより体積平均径2.0μとした、 Ｍ，Ｚ，pH値が各々クロム、水素イオン、5.3 を有する化合物（１） ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物（１）の体積平均分散径が
0.7μとなるような条件で混練を行った以外実施例１と
同様にして現像剤を作り実写テストを行った。

【００４８】実施例５ スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ） 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値2.8を有するカーボンブラック 12部 反応条件を調整することにより体積平均径2.0μとした、 Ｍ，Ｚ，pH値が各々クロム、水素イオン、4.9 を有する化合物（１） ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物（１）の体積平均分散径が
1.1μとなるような条件で混練を行った以外実施例１と
同様にして現像剤を作り実写テストを行った。

【００４９】実施例６ ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値4.3を有するカーボンブラック ８部 一般式（１)で示され、Ｍ、Ｚ，pH値が、 鉄、水素イオン、4.2を有する化合物（体積平均径5.5μ） をジェットミルで粉砕し、体積平均径5.3μとしたもの ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物（１）の体積平均分散径が
1.9μになるような条件で混練を行った以外実施例１と
同様にして現像剤を作り実写テストを行った。

【００５０】実施例７ ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値2.7を有するカーボンブラック 10部 一般式（１)で示され、Ｍ、Ｚ，pH値が、 クロム、カリウムイオン、5.2を有する化合物（体積平均径9.0μ） をジェットミルで粉砕し、体積平均径5.3μとしたもの ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物（１）の体積平均分散径が
2.2μになるような条件で混練を行った以外実施例１と
同様にして現像剤を作り実写テストを行った。

【００５１】実施例８ スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ） 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値3.6を有するカーボンブラック 10部 一般式（１)で示され、Ｍ、Ｚ，pH値が、 クロム、ナトリウムイオン、4.8を有する化合物（体積平均径6.9μ） をジェットミルで粉砕し、体積平均径3.7μとしたもの ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物(1)の平均分散径が2.7μに
なるような条件で混練を行った以外実施例１と同様にし
て現像剤を作り実写テストを行った。

【００５２】比較例１ ２軸エキストルーダーの代わりに加圧ニーダーで化合物
（１）の体積分散径が0.3μになるまで混練した以外は
実施例４と同様にして現像剤を作製し実写テストを行っ
た。

【００５３】比較例２ 加圧ニーダーで化合物（１）の体積分散径が3.3μにな
るまで混練した以外は実施例２と同様にして現像剤を作
製し、実写テストを行った。

【００５４】比較例３ 加圧ニーダーの代わりに２軸エキストルーダーで化合物
（１）の体積分散径が5.2μになるような条件で混練を
行った以外は実施例２と同様にして現像剤を作製し、実
写テストを行った。

【００５５】比較例４ ポリエステル樹脂 Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値2.7を有するカーボンブラック 10部 反応条件を調整することにより平均径8.6μとした、 Ｍ，Ｚ，pH値が各々クロム、カリウムイオン、6.0 を有する化合物（１）をジェットミルで粉砕し、 体積平均径5.1μとしたもの ２部 上記の原料をヘンシェルミキサーで混合後、２軸型エキ
ストルーダーを用い、化合物（１)の体積平均分散径が
2.2μになるような条件で混練を行った以外実施例１と
同様にして現像剤を作り実写テストを行った。

【００５６】比較例５ スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ）60部と前記一般
式(1)で示されＭ，Ｚ，pH値が各々クロム、水素イオ
ン、2.6の化合物（平均径7.6μ）40部とを加圧ニーダー
で該化合物の分散径が4.0μになるまであらかじめ混練
し、該化合物のマスターバッチを得た。

【００５７】 スチレンアクリル樹脂（Ｓｔ/ｎ-ＢＡ） 100部 ポリプロピレンワックス ３部 pH値4.7を有するカーボンブラック 12部 上記化合物（１）のマスターバッチ ６部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物(1)の体積平均分散径1.6μになるまで
混練した以外実施例１と同様にして現像剤を作り実写テ
ストを行った。

【００５８】比較例６ ポリエステル樹脂 Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値5.3を有するカーボンブラック 10部 一般式(1)で示され、Ｍ，Ｚ，pH値が 各々クロム、水素イオン、3.7の化合物を ジェットミルで粉砕し、体積平均径8.2μとした化合物 をジェットミルで粉砕し、 体積平均径5μとしたもの ２部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物（１）が体積平均分散径1.7μになる
まで混練した以外実施例１と同様にして現像剤を作り実
写テストを行った。

【００５９】比較例７ ポリエステル樹脂Ａ 100部 ポリプロピレンワックス ２部 pH値1.0を有するカーボンブラック 10部 一般式(1)で示され、Ｍ，Ｚ，pH値が 各々クロム、水素イオン、3.7の化合物を ジェットミルで粉砕し、体積平均径8.2μとした化合物 をジェットミルで粉砕し、 体積平均径5.0μとしたもの ２部 上記原料をヘンシェルミキサーで混合後、加圧ニーダー
を用いて、化合物（１)が体積平均分散径2.1μになるま
で混練した以外実施例１と同様にして現像剤を作り実写
テストを行った。

【００６０】以上の結果をまとめて表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】本発明のトナー及び現像条件により、高温
高湿におけるドラムカブリが大幅に減少し、クリーニン
グ不良の発生もなく、トナーイールドも良好であること
がわかる。

【００６３】

【発明の効果】本発明により、高温高湿におけるドラム
カブリが大幅に減少し、クリーニング不良の発生もな
く、トナーイールドも良好であった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒ素セレン感光体を静電荷像形成体とし
   て有する画像形成プロセスに使用されるトナーにおい
   て、少なくとも樹脂と一般式（1）で表され、pH3.0〜5.
   5である化合物と、着色剤としてpH2.0〜5.0のカーボン
   ブラックを含有し、トナー中に分散された一般式（1）
   で表される化合物の体積平均粒径が0.5〜3.0μの範囲に
   含まれていることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 【化１】
2. 【請求項２】 表面粗さ（Rz）が0.05〜0.5μになるよ
   うに疎面化されたヒ素セレン感光体上の静電潜像を請求
   項１記載のトナーを用い現像することを特徴とする現像
   法。