JPS6388564A - 現像剤組成物 - 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、静電記録等にあける電気的潜像や
電気信号を可視化する現像剤組成物に関し、特に、負帯
電性、現象性、転写性に優れた現像剤組成物に関する。

従来の技術 現像剤（トナー）に電荷を付与する方法とじては、摩擦
、接触帯電法、イオン照射法、導電性を利用した静電誘
導法、電荷注入法等、各種の方法が知られているが、最
も利用しやすく、また、広く用いられているのが摩擦、
おるいは接触帯電法でおる。

この場合に用いる現像剤としてトナーに電荷を付与する
ため、トナーと逆４々性に帯電するキャリア粒子をトナ
ーと混合する二成分視像剤のほか、帯電ブレードや帯電
ロール等とトナーの摩擦帯電を利用したり、トナー相互
の摩擦帯電を用いる一成分現像剤が知られている。

この様な接触帯電、摩擦帯電でトナーを帯電する場合、
トナー側、或いはキャリア、ブレード等の電荷付与材料
側に、電子供与性の物質、あるいは電子吸引性の物質を
添加し、帯電性制御を行う必要がおる。摩擦帯電現像は
複雑であり、その間溝は必ずしも明らかでないが、一般
に電子供与性物質は、正に、電子吸引性物質は負に帯電
する。

従来、トナーの帯電制御を行うためには、（ｉ）トナー
中、或いはトナー粒子表面に、染顧料、界面活［１剤、
無銭：扮末等を添加混合する、（ｉｉ）結着樹脂として
−ＣＯＯト１、−ＣＮ、−ＣＮ等のノ和ゲン、−Ｎ　Ｏ
２、−＼１−１２等の官能基を有する樹脂状物質を用い
る、 という手段がとられていた。

発明か解決しようとする問題点 しかしながら、これらの手段によっては、トナー帯電性
の経時安定性、環境安定性の制御には成功しておらず、
＠足できるレベルに達していない。

また、カラーに使える無色もしくは淡色の帯電制御剤も
充分なものは知られていない。

したがって、本発明の目的は、トナー帯電の立上りが早
い現像剤組成物を提供すること、トナーの帯電量の制御
か可能で電荷分布がシャープな現像剤組成物を提供する
こと、トナー帯電の環境安定性及び経時安定性の優れた
現像剤組成物を提供すること、したがって、現像性、転
写性か改善されて常に良好な画質を保証する現像剤組成
物を提供すること、及び、カラー像の形成に使用できる
ような無色もしくは淡色の帯電制御剤を使用する現像剤
組成物を提供することに市る。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明の上記目的は、着色剤及び結着樹脂を主成分とし
てなる現像剤組成物に４３いて、芳香環に結合したスル
ホン酸塩基を有する高分子物質を使用することにより達
成された。

本発明において用いる芳香環に結合したスルホン酸塩基
を有する高分子物質としては、ベンセン環、ナフタリン
環などの芳香環に直接結合したスルホン酸基か、カチオ
ン性成分と中和して塩の形をとった基をｈするポリマー
を意味し、カチオン性成分のカチオンとしては、Ｎａ、
Ｋ　　、１＋　　、Ｚｎ”＋、Ｃａ２＋、Ｍ（Ｊ”、Ａ
１３４等の−・　＋ 価又は多価の金属カチオン、アンモニウムイオン、アル
キルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、キノリ
ニウムイオン、イミダゾリウムイオン等があげられる。

本発明にあける芳香環に結合したスルホン酸塩基におけ
るカチオン成分は、一種で）る必要はなく、二種以上の
カチオン成分か用いられていてもよい。

これらの高分子物質は、単独重合体、ランダム共重合体
、グラフト共重合体、ブロック共重合体、相互貫入型共
重合体（ＩＰＮ＞のいずれの形態のものでもよい。これ
等は例えば、次のようにして合成される。１）ビニルベ
ンゼンスルホン酸のＮａ塩、Ｚｎ塩、アンモニウム塩等
のビニル芳香族スルホン酸塩を重合するか、又は他の単
８体、例えば、スチレン類、メタクリレート類、アクリ
レート類、ジエン類等と共距合する方法、２）上記］）
の方法で合成された高分子物質を更にイオン交換反応に
よって、他のカチオンに置換する方法、３）高分子物質
に、芳香環に結合したスルホン酸塩基を有する化合物を
化学反応によって直接結合させる方法。

本発明における上記高分子物質は、目的に応じて任意の
分子量のものが用いられるが、ガラス転移温度ＴＱ≧５
０’Ｃで、数平均分子けＭｎ≦１０．０００のものが有
利に使用される。

また、芳香環に結合したスルホン酸塩基の）々庶は、ト
ナー結着樹脂全量に対して、″７′Ｊ香環に結合したス
ルホン酸塩基を有する単量体単位をベースとしたモル濃
度で、約０．０１モル％〜約１０モル％、好ましくは、
約０．１モル％〜５モル％であるのが好ましい。

本発明における上記高分子物質ｔよ、結石）☆１脂どし
て、それ自体単独で用いてもよく、また他のポリマーと
混合して用いてもよい。混合する場合１よ、溶融混合、
溶液混合、共存重合、エマルション混合など、種々の方
法が適用できる。

他の結着樹脂としては、スヂレン系、アクリル系、オレ
フィン系、ポリエステル、エポキシ、ポリカーボネート
、ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン系、フッ素系
、石油制脂等任意のものが使用できる。

本発明の現像剤組成物において、五色削その他の成分と
しては公知のものが使用できる。例えば、着色剤として
は、カーボンブラック、シアン、マゼンタ、イエローカ
ラー等の染料及び顔料が使用でき、その弛フェライト等
の磁性体、導電１生調整剤、金属酸化物等の無機物、補
強充填剤、酸化防止剤等を含ませろことができる。また
公知の帯電制御剤を併用してもよい。

本発明の現像剤組成物は、外添剤を用いてもよい。外添
剤としては、シリカ、カーボン、アルミナ、酸化チタン
、酸化亜鉛、樹脂微粉、酸化スズ、など従来公知のもの
が用いられる。

本発明の現象剤組成物において、トナーは混練切砕法、
スプレィドライ法、直接重合法等、公知の任意の方法で
製造することができる。

トナーの粒径は、コールタ−カウンター法で測定した平
均粒度ｄ５０が１〜２０μｍの範囲にあるのか好ましく
、より好ましくは５μｍ〜１５μｍの範囲にある。

実施例 次に、本発明を実施例によって説明するが、本発明は、
これ等によって限定されるものではない。

実施例１ スチレン、／　ｎ−ブチルメタクリレ　　６０手量部−
１へ共重合体 （丁ロー６５°Ｃ１Ｈｎ＝３００００．　　Ｈｗ＝７０
０００　＞スチレン／ビニルベンゼンスル　　　３０手
量部ボン酸Ｎａ共重合体 （ビニルベンゼンスルホンＭＮａ約３　ｍ０１％。

Ｔｑ＝７５°Ｃ，Ｈｎ＝７０００　、　）ｈｖ＝１００
００）カーボンブラック　　　　　　　　　１０手量部
上記の成分を混合し、粉砕して、粒径ｄ　５０＝１３μ
ｍのトナーを調整し、帯電量を測定した。

Ｓｙ、扮キャリアに対して、低温低湿（１０’Ｃ，ＲＨ
２０％）及び高温高）９じＣ，ＲＨ８０％）の全環境下
で、約−３０μｃ／ｇと高帯電樋を示し、しかも帯電の
立上りは極めて早く、またチャージスペクトログラフ法
で電荷分布を測定したところ、電荷分布はシャープで、
逆極性トナーは全く見られなかった。

メヂルメタクリレート系共重合体で被覆したキャリアに
対しても同様に帯電量を測定したが、全環境とも、約−
３５μＣ／ＳＪと高帯電但を示し、電荷分布も極めてシ
ャープであった。

このトナーに、約０．７重量％の疎水性シリカ微粉末と
、ソープフリー乳化重合で合成したアクリル樹脂微粉末
を約０．８重串％添加混合し、キャリアと組合せて現象
剤とし、複写機ＦＸ−２３００（富士ゼロックス株式会
社製）で走行テストを行ったところ、３００００枚の連
続コピーテストでも、画質変化は見られず、環境に対し
ても安定で、極めて良好なコピーが得られた。

実施例２ 実施例１のドブ−に１．０重量％の疎水性シリカ微粉末
を添ｈＯ混合し、−成分相［ａ性現像剤を調整した。

この現象剤を、下記構成の一成分現像装百に実装し、複
写機ＦＸ−２３００改造機で走行テストを行ったところ
、１００００枚の連続コピーテストの間、（勇めて安定
した良好なコピーが得られた。

現＠機からサンプリングしたトナーの帯電量は、約−１
５μＣ／ｇであり、かつ、電荷分布も非常にシャープで
あった。

一成分現像装置は、（１〉架橋フェノール樹脂、補強剤
、カーボンブラックからなる、電気抵抗率約１０　Ω・
ｃｍの表面層を有する直径２０柳の現像ロール、（２）
現像ロール上にトナーを供給する導電性ラバーからなる
トナー供給ロール、及び（３）トナー供給ロールにより
現象ロール上に供給されたトナーの層厚を規制し、かつ
トナーに電荷を付与するシリコーンラバーと補強剤、帯
電制御剤からなる表面層を有するブレードから構成され
る。この−成分現像装置において、トナーは、トナー供
給ロールにより、主として機械的に現像ロールに供給さ
れ、その後、現像ロールに圧接したブレードにより、帯
電し、かつ、現像ロール上にほぼ甲府のトナー層を形成
し、鏡−力で静電潜像部に搬送され、現像される。

実施例３ 実施例１のトナー構成材料でおる、スヂレン／′ビニル
ベンゼンスルホン酸＼ａ共重合体のＮａ＋を１／２Ｚｎ
”＋に置換したスチレン／ビニルベンゼンスルホンＭＺ
ｒｌ共重合体を調整し、他は、実施例１と同様の処方で
粒径ｄ５０＝１３μｍのトナーを得た。

このトナーの帯電量を、実施例１と同様に測定したとこ
ろ、鉄粉系キャリアに対して、全環境で約−２０μＣ／
ｇと良好な帯電量を呈した。実施例１のトナーに比べ、
帯電量の絶対圃はやや低いが、環境安定ｉ生と電荷分布
のシャープさは、このトナーの方が更に優れていた。

このトナーに０．７重８％の疎水性シリカ微粉末と０．
５重量％の脂肪酸金属塩を添加、混合し、更にキャリア
と混合し、複写機ＦＸ−２３００で３００００枚の連続
コピーテストを行ったところ、実施例２と同様に（勇め
て良好な画像が得られた。

実施例４ 実施例１のトナーのカーホンブラック１０＠１部を シアン顔料　（Ｃ，１，Ｐｉａｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ　１
５：３　）マゼンタ顔料（Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒ
ｅｄ　５７：１）イエロー顔料（Ｃ，１，Ｐｉｇｍｅｒ
ｉｔ　Ｙｅｌｌｏｗ　１２　）各々、５重量部で置換し
、粒径ｄ５０＝１３μｍの３種のカラートナーを試作し
た。実施例１と同様、に鉄粉系キャリアに対して帯電♀
を測定したところ、シアン、マゼンタ、イエロー３色ト
ナーすへて約−５０〜−６０ｔｉＣ／７と極めてよく揃
った高帯電量を示し、更に、帯電の立上り、電荷分布の
シャープさ、環境安定性も良好であった。上記三原色顔
料は、通常シアンは正帯電性、マゼンタ及びイエロ−１
よ負帯電性の顔料として知られているが、このように、
顔料の帯電性への悪影響をカバーし、帯電制御が可能と
なるのは、実に驚くべきことである。しかも、本発明の
ビニルベンゼンスルホン酸Ｎａを含有する共重合体は、
無色透明の樹脂であり、カラートナーの色調、光学特性
に何ら悪影響は与えない。

上記、３種のトナーにそれぞれ疎水性シリカ微粉末０．
７重量％脂肪酸金屈塩０．８弔積％を添加混合し、更に
トナー濃度６％で、フェライトキャリアと混合し、３色
のカラー１剤を調整した。

複写機Ｆ　Ｘ　−２３００で走行テストを行ったところ
、３色トナーとも各１００００枚の連続コピーテストで
、極めて発色性のよいカラーコピーが安定にｊＷられた
。

実施例５ 実施例１のトナー偶成材料であるスチレン／ビニルベン
ゼンスルホンｆｌｉ　Ｎ　ａ共重合体のＮａ　　を一部
ＮＨ４＋に置換したスチレン／ビニルベンゼンスルホン
閑のＮａｍ・アンモニウム塩混合共重合体を調整し、他
は、実施例１と同様の処方で、粒径ｄ　５０＝　１３μ
ｍのトナーを得た。

このトナーの帯電量を実施例１と同様に測定したところ
、鉄粉系キャリアに対して、全環境で約−２５μＣ／９
と良好な帯電性を示した。帯電の立上り速度、電荷分布
のシャープさも非常に良好でめった。

このトナーに０．７ｆｆｉｆｉｔ％の疎水性シリカ微粉
末と０．５＠ｆｆＮ％の脂Ｉｎ金屈塩を、添加混合し、
更にキャリアと混合、現９＾１１とし、複写１Ｆｘ−２
３００で３００００枚の連続コピーテストを行ったか、
憧めで良好な画質が得られた。

実施例６ スチレン／ブチルアクリレート　　　５０重量部共重合
体 （ＴＩｊ＝６５°Ｃ，Ｍｎ＝１７００００　、　）Ｉｗ
＝４２００００　）スチレン／ブチルアクリレート／　
　　３５重ｉ部ビニルベンゼンスルホンＭＺｎ 共重合体 （Ｔｉ；］＝６０℃、　）ｆｎ＝７０００　　、　　Ｈ
ｗ＝１５０００＞（ビニルベンゼンスルホン酸Ｚ口約２
ｍｏ１％）低分子量ポリプロピレンワックス　　５重湯
部カーボンブラック　　　　　　　　　１０手ｉ部上記
の成分を混合し、粉砕して、粒径ｄ　５０＝１２μｍの
トナーを調整した。実施例１と同様に帯電♀を測定した
ところ、鉄扮系キャリアおよびメチルメタクリレート系
共重合体被覆キトリアの両者に対して、共に全環境で約
−２０μＣ／ｇと安定な帯電性を示した。もちろん、帯
電の立上り速度も早く、電荷分布もシャープで逆）〜、
［生トナーは全くみられなかった。

更に、シリコーン系樹脂を被覆したフェライトキャリア
（粒径的７０μｍ）、パー７０ロアクリレートとメチル
メタクリレートの共重合体を被覆したフェライトキャリ
アに対しても、同様に帯電量を測定したが、トナー濃度
、約５％において、約−１５μＣ／９〜−２０ｕｃ／ｇ
の帯電♀を示し、極めて良好、かつ、安定な帯電性が確
δ２された。

このトナーに、更に疎水性シリカ微粉末０．７重量％と
アクリル系樹脂微粉末０．５甲量％を添加、混合し、先
のシリコーン系樹脂被覆キャリアと組合せ、複写機ＦＸ
−２８３０＜富士ゼロックス偶＠製）で走行テストを行
った。連続５００００枚のコピーテストの間、常に安定
、かつ、非常に良好なコピーが１９られた。

比較例１ スチレン／ｎ−ブチルメタクリ　　　９０重ｆｆ１ｉ部
レート共重合体 （Ｔｇ＝　６５℃、Ｈｎ＝３００００、）ＩＷ＝７００
００　＞カーボンブラック　　　　　　　　　１０重量
部上記成分を混練、粉砕、分級し、粒径ｄ５０＝１３μ
ｍのトナーを調整した。粒径ｄ＝１００μｍの鉄粉キャ
リア１００重量部に上記トナー３重量部を添加混合（）
、帯電量を測定したところ、杓−７μＣ／ｇの比帯電問
か得られた。帯電量の環境依存をｆｉ！認したところ、
高湿度下で帯電量の低下が目立った。また、チャージス
ペクトログラフ法で電荷分イＩを測定したところ、電荷
分布が広く、逆極性トナーが多かった。また、帯電量の
立上りは、全環境とも遅かった。

比較例２ スチレン／ｎ−ブチルメタクリ　　　８８重量部レート
共重合体 （Ｔ（］＝６５°Ｃ，Ｈｎ＝３００００．　Ｈｗ＝７０
０００＞ドデシルベンゼンスルホン酸Ｎａ　　　　２重
量部カーホンブラック　　　　　　　　　１０重量部上
記成分を混合、粉砕し、粒径に　５０＝　１３μｍのト
ナーを１９だ。比較例］とｒｉ１佳に帯電量測定したと
ころ、通常環境で約−７μＧ　／”ｉと、比較例１とほ
ぼ同等の帯電性を示した。しかし、高湿下での帯電性は
比較例１よりさらに大きく、電荷分布を測定したところ
、はとんど逆性性トナーであった。帯電の立上りは、見
掛上、比較例１とほぼ同程度であった。

発明の効果 本発明の現像剤組成物は、結養樹脂成分として、芳香環
に結合したスルホン酸塩基を有する高分子物質を含有し
ているから、負帯電性、現像性、転写性に優れている。

即ち、本発明の現像剤組成物は、トナー帯電の立上りが
早く、トナーの帯電量の制御が可能で電荷分布がシャー
プであり、またトナー帯電の環境安定性が優れ、経時安
定性も優れている。したがって、従来の現像剤組成物に
おける現像性、転写性か改善されて、常に良好な画質の
コピーが得られる。ざらに、前記重合体は、無色ないし
淡色であるため、本発明の現像剤組成物は、カラー像の
形成に有効であろう 本発明の現像剤組成物は、キャリアを用いる二成分現像
法及び、キャリアを用いない一成分坦像法のいずれにも
適用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 着色剤と結着樹脂とを主成分としてなる現像剤組成物に
   おいて、芳香環に結合したスルホン酸塩基を有する高分
   子物質を含有することを特徴とする現像剤組成物。