JPS59226355A - 電子写真用絶縁性磁性トナ− - 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】 本発明は電子写真法或いは静電印刷法などにおいて、電
気的潜像または磁気的潜像を現像するのに用いられるト
ナーに関し、と９わけ画質を著しく改良した電子写真用
磁性トナーに関する。

従来よシ、電子写真法については米国特許２２９７６９
１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許
第３６６６３６５号明細書）、特公昭４３−２４７４８
号公報（米国特許第４０７１３６１号明細書）等に記載
されているごとく、光導電層上に一様に帯電を行い原稿
に応じた光ｆ？露光することにより露光部分の電荷を消
滅させ潜像形成を行う。この得られた静電潜像上に微粉
末検電物質、新開、トナーを耐着させることにより現像
を行う。トナーは光導電層上の電荷量の大小に応じて静
電潜像に引きつけられ、濃淡を持ったトナー像を形成す
る。このトナー像は必要に応じて紙又は布等の支持表面
に転写を行い、加熱、加圧等によシ、支持表面上に永久
定着する。またトナー像転写工程を省略したい場合には
このトナー像を光導電体層に定着することもできる。前
記の定着方法以外に溶剤処理や上塗シ処理のような他の
手段を用いることも可能である。

この電子写真における現像方法は数多く知られており、
これまでキャリア粒子と混合して２成分トナーとして用
いる現像法である、米国特許第２６１８５５２号明細書
記載のカスケード現像法、米国特許第２８７４０６３号
明細書記載の磁気ブラシ法などが広く行われてきた。

これらの方法はいずれも比較的安定に良画像の得られる
優れた方法であるが、反面キャリヤーの劣化、トナーと
キャリヤーの混合比の変動という２成分現像剤にまつわ
る共通の欠点を有する。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりなる一成分
現像剤を用いる現像方法が各種提案されているが、中で
も、磁性を有するトナー粒子より成る現像剤を用いる方
法にすぐれたものが多い。

米国特許第３，９０９，２５８号明細書には電気的に導
電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案さ
れている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性ト
ナー担持体（スリーブ）上に導電性磁性現像剤を支持し
、これを静電像に接触せしめ現像するものである。この
際現像器においてトナー粒子によ少記録体表面とスリー
ブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てスリ
ーブよ、９）ナー粒子に電荷がみちびかれ、静電像の画
像部との間のクーロン力によシトナー粒子が画像部に付
着し現像される。

この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の二成分
現像方法にまつわる問題点を回避したすぐれた方法であ
るが、反面トナーが導電性であるため、現像した画像を
記録体から署通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難であるという欠点を有している。

静電的に転写をする楽が可能な高抵抗の磁性トナーを用
いる現像方法としてトナー粒子の誘電分極を利用した現
像方法がある。しかし、かかる方法は零細的に現像速度
がおそい、現像画像の濃度が十分に得られない等の欠点
を有しておシ実用上困ｉＫである。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
ｌ・ナー粒子相互の摩ｉＸ　、）ナー粒子とスリーブ等
との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電
像保持部材に接触して現像する方法が知られている。し
かし、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触
回数が少なく摩擦帯電が不十分になシ易い、帯電したト
ナー粒子はスリーブとの間のクーロン力が強ま９スリー
ブ上で凝集し易い１等の欠点を有しており実用上困難で
あった。

出願人は先に特開昭５５−１８６５６号公報等に於て上
述の欠点を除去した新規な現像方法を提案した。これは
スリーブ上に絶縁性磁性トナーをきわめて薄く塗布し、
これを摩擦帯電し、次いでこれを磁界の作用の下で静電
像にきわめて近接して対向させ、トナーを飛翔させるこ
とによシ現像するものである。

この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上にきわめて
薄く塗布する事によりスリーブとトナーの接触する度合
を増し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によって
トナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させ
る事によ、９）ナー粒子相互の凝集を解くとともにスリ
ーブと十分に摩擦せしめている事、トナーを磁力によっ
て支持し、又、これを静電像に接する事なく対向させて
現像する事により他力プリを防止している事等によって
優れた画像が得られるものである。

しかしながらこの方法では、スリーブ上に塗布されたト
ナー粒子の有するトリボ電荷量が通常の２成分現像にお
いてトナー粒子が有するトリボ電荷量に比して著しく小
さい、 この様な弱い帯電量しか保持していない磁性トナーが使
用されると、画像上の欠陥をきたす。

つまシ弱い帯電量しか持たぬトナーは静電引力によシ現
像転写される工程で光導電層−ヒ及び転写支持体上に弱
い付着力でしか付着されないためである。例えばコロナ
転写の場合、一定のコロナ転写電圧に対しては、トナー
の電荷が小さいほど転写支持体に弱く付着すると同時に
画像（特に線字）の乱れが生じいわゆるトビチリが発住
する。さらに転写画像が定着ローラーに進入するとき、
支持体上の画像の端部が後に尾を引いたような乱れいわ
ゆる尾引きが発生する。

以上の様な荷電量の小さいトナーにおいて誘起される欠
陥に対するプロセス的対処にはコロナ転写電圧を上げ支
持体とトナーとの付着力を増す方法がある。しかしこの
場合相対的に支持体（転写紙）の抵抗が低くなシ転写抜
けが生じ易い、またベタ部の転写ムラ（転写紙の厚みの
不均一さによる）が濃度ムラとして生じ易くなる。

さらにかかる欠陥は、高湿環境下においてさらに助長さ
れるものである。

本発明の目的は、ジャンピングＭ［−−成分磁性トナー
糸において本質的に所有している磁性トナーの弱い帯電
性を著しく改良した電子写真用磁性トナーを提供するも
のである。

また別の目的は、転写性を改良し転写工程におけるプロ
セス的ラチチュードを広くできトビ層、転写抜け、転写
ムラ等の欠陥を克服した電子写真用磁性トナーと提供す
るものである。

また別の目的は、高湿環境下においても転写性が著しく
そこなわれない電子写真用磁性トナーを提供するもので
ある。

本発明は、　　ＺｎＯ９８，０％９、上からなる＃機微
粉末を磁性トナーに内添外添を同時に施こすことにより
達成し得ることを見い出した。

本発明に適用される無機微粉末は、２成分メツシュ法に
よる帯１！量測定において、弱い正帯電する。もちろん
、磁性トナーは上記の帯電量測定では高い負帯電する。

このような弱い正帯電する無機微粉末が、磁性トナーに
添加混合され、現像スリーブ上に置かれた時、磁性トナ
ーの摩擦帯電は従前の現像スリーブ、トナー相互以外に
、上記無機微粉末との摩擦が重要々因子として作用する
と思われる。すなわち、前記微粉末は、磁性トナーに対
して摩擦キャリアとしての機能を保持しており、現像ス
リーブ上で充分な帯電量を維持できる摩擦接触の機会が
磁性トナーと無機微粉末との間で確保される。それゆえ
磁性トナーは高い負帯電量を持つことができ、その状態
で現像、転写がなされるため、前述の画像の乱れ（尾引
き）は生じないと考えられる。

この時、特に考慮すべきは、一方で弱い正帯電をする物
質、他方において、負帯電をする磁性トナーの組み合せ
であればどのような組み合せであっても、画質の乱れが
生じないというわけではない。というのは、磁性トナー
との組み合せで、該トナーが高い負帯電量を持ちうるか
どうかは添加される物質との摩擦帯電如何によるもので
あシ、２成分メツシュ法による帯電量測定は一応の目や
すであるためである。

事実、本発明を完成させる過程で、本発明者等は２成分
メツシュ法で弱い正帯電を有しているが、画質の乱れに
何ら効果を及ぼさな込物質を見出している。

しかるに本発明に供せられる無機微粉末はＺｎＯ９８，
Ｏｗｔ％以上の純度のものが好しくよシ好しくは９９．
　Ｏｗｔ％以上が好しい。

しかしＺｎＯ微粉末は元来吸湿性が高くトナーに添加す
る場合ただ外添混合するだけでは高湿時に、画像流れ、
画像濃度低下などの弊害が生ずる。種々の検討の結果か
＼るＺｎｏｅ、粉末をトナー混線時に内添してやればか
かる欠陥を誘起しないことが判明した。ただ転写性改善
には外添する方法が少量の添加で大きな効果があり本発
明者らは内添と外添を併用することにより高湿特性に悪
影響を及ぼすことが極めて軽減されるという結論に到達
した。

従って上記ＺｎＯ微粉末は、結着樹脂に対して５〜２０
　ｗｔ％の範囲でトナー混線時に内添することが好しく
、よシ好しくは１０〜１５ｗｔ％内添することが望しい
。さらに該トナーに０１〜５．Ｑｗｔチの範囲で外添す
ることが好しくより好しくは０．１〜２．０ｗｔ％外添
することが望しい。

その粒径としては２０μ以下好しくは０．２〜１．５μ
の範囲であることが望しい。

本発明に使用する結着樹脂としては公知のものがすべて
使用可能であるが、例えばポリスチレン、ポリＰ−クロ
ルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びそ
の置換体の単重合体；スチレン−Ｐ−クロルスチＬ’／
共を合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−
ビニルトルエン共ｘ合体、スチレン−ビニルナフタリン
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、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、スチレン−α−クロルメタクリル
酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合
体、スチレン−ビニルメチル：ｒ−−−ｙル共重合体、
−Ｘチレンービニルエチルエーテル共重合体、スチレン
−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジェン
共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−
アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−７’
　イン酸共重合体＊　スチレン−マレイン酸エステル共
重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリ
レート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、
ホリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリウレタン、エポキシ松脂、ポリビニルブ
チラール、ポリアマイド、ポリアクリル散樹脂、ロジン
、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族
又は脂環族炭化水累樹脂、芳香族系石油樹脂、塩紫化パ
ラフィン、パラフィン、ワックスなどが単独或いは混合
して使用できる。

この結着樹脂に磁性体を含有せしめ粒子化した時の粒径
としては、一般のトナー粒径である５〜２０μが好まし
い。

また結着樹脂中に含有する磁性体としては、強磁性元素
及びこれらを含む合金、化合物であるマグネタイト、ヘ
マタイト、フェライト、などの鉄、コバルト、ニッケル
、マンガンなどの合金や化合物その他の強磁性合金など
が適宜に使用できる。

その粒度としては１００〜８００ｍμ好ましくは３００
〜５００ｍμであシ、重合体粒子に対して３０〜７０重
量係好ましくは４０〜６５重′ｓ′チより好ましくは５
０〜６０重ｉ％含有することが好適である。

そのほか１本磁性トナー中に荷電制御剤、流動改負剤、
色剤、滑剤等を必要に応じて添加含有しても何ら１本発
明をさまたけるものではない。

１０の割合いで混合する。その混合物は０．５〜１．５
ｆを精秤し、エレクトロメーターと接続された金属製１
００メツシユスクリーン上で、２５ｃｍＨ２Ｏの圧力に
より吸引しその時分離吸引されたトナー量とその電荷量
よシ、単位重量光シの帯電量を求める。かかる方法によ
って測定された無機微粉末（Ｚｎりは０．５〜ｏ、９５
μｃ／７を示した。

以下実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例　１ スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　１ｏｏ
ｉＥＦＴ−１０００（戸田工業製マグネタイト）　　　
　　　６０部荷電制御剤　　　　　　　　　　　２部上
記材料を混線、微粉砕分解後粒径５〜３ｏμのＺｆｉＯ
を内添した一成分磁性トナーを得た。該トナーに疎水性
コロイダルシリカ０．３　ｗｔ％、上記のＺｎＯ微粉末
を０．５　ｗｔ％を外添混合し顕像用トナーとした。

本発明の上記磁性トナーを図の装置を用い、高温高湿下
（３５℃、８５％ＲＨ）以下のようにして画出しを行な
った。周知のｃｄｓ／ｌ光体上に正の静電潜像を形成し
、図に示すようなスリーブ表面磁束密度７００ガウス、
穂切りブレードースリープ表面間距離０．２咽のスリー
ブ回転マグネット固定（スリーブ周速はドラムのそれと
同じで回転方向は逆）型現像器を前記感光ドラム表面−
スリーブ表面間距離０．２５ｍに設定し、スリーブに１
．２　ＫＩｉＺ　１．２　ＫＶの交流及び＋１５０ｖの
直流バイアスを印加して、該磁性トナーを用いて現像し
、次いで転写紙の背面より＋０．５〜十ＺＯの範囲の直
流コロナを照射しつつ粉像を転写し、複写画像を得た。

なお感光ドラム上の残余の現像剤は磁気ブラシクリーナ
ーによシ除去し定着は市販の普通厭複写機（商品名、Ｎ
Ｐ−２００Ｊ　％キャノン製）を用いて行なった。

得られた画像は、上記の転写電圧の範囲内で尾側き、ト
ビチリのない鮮明な画像が得られた。

またベタ部においても転写抜け、転写ムラによる濃度ム
ラのない均一なベタ画像が得られた。

続いて転写電圧を５．９ＫＶに固定し１万枚の連続複写
を行なったが初期における画像流れもなく、画像濃度も
Ｄｍａｘ＝　０．９５〜１．０５と極めて安定した推移
を示した。また１万枚後の画質も初期と同様の画質を有
していた。

比較例　１ 実施例１においてＺｎＯ微粉末の内添をせず他は同様に
して顕像用トナーを得て実施例１と同様のテストを常温
常湿下と高温高湿下（３５℃、８５％ＲＩ（）で行なっ
たところ、常温常湿下においては実施例１と同様良好な
画像が得られたが高温高湿下において画像濃度が低（（
Ｄｍａｘ：Ｑ、５〜０．６）１万枚連続複写の初期にお
いて画像流れが発生した。

比較例　２ 実施例１においてＺｎＯ微粉末の外添をせず他は同様に
して顕像用トナーを得て実施例１と同様のテストを常温
常湿下と市温り溝下（３５０℃、８５％ＲＨ）で行なっ
たところ、常温常湿下においては転写電圧を＋５．ＯＫ
Ｖまで下げた場合転写抜け、転写ムラは発生しなかった
が尾側、トビチリがひどく、また逆に７．　ＯＫＶまで
上げた場合足利、トビチリはある程度改善されるがベタ
黒部において転写抜け、転写濃度ムラが発生し、実用に
耐えなかった。また続いて転写電圧を５、９　ＫＶに固
定し１万枚の連続複写を行なったが初期においては尾側
、トビチリがみられ、１万枚後の訪」では逆にベタ黒部
において転写抜け、転写濃度ムラがみられた。

高温高湿下においても画像１度の極端な低下は見られず
また画像流れも起こさなかったが常温常湿下と同様の画
１象不良が発生した。

実施例　２ ポリエステル樹脂　　　　　　　　　１００部ｃｏｐ−
１（ＴＤＫ製マノマグネタイト　　　　　　　　５５部
荷電制御剤　　　　　　　　　　　２部を混線、微粉砕
分級後粒径５〜３０μのＺｎＯを内添した一成分値性ト
ナーを得た。該トナーに疎水性コロイダルシリカ０．３
ｗｔ％上記のＺｎＯ微粉末を１．　Ｏｗｔ％外添混合し
顕像用トナーとした。このトナーを市販のＮＰ−４００
Ｒ１複写機で３５℃８５％ＲＨ下で両出ししたところ尾
側、トビチリ転写抜け、転写濃度ムラ、画像流れがなく
充分な画像濃度の良好な画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のトナーが適用可能な現像工程の一実施形態
の断面図。 １・・・感光ドラム、２・・・非磁性円筒、３・・・マ
グネットロール、４・・・ホッパー、５・・・ドクター
ブレード、６・・・磁性トナー。 特許出願人　キャノン株式会社 代理人　弁理士　狩　野　　有

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　潜１埃保持層上に１１：１気的潜像を形成す
   る工程、トナー保持部材上に配された絶縁性トナーと少
   なくとも層像保持層の非潜像部とが接触しないように近
   接対向させて上記潜像を現像する工程、得られたトナー
   像を被転写部材へ転写する工；ｌイを有する画像形成法
   に用いるトナ電子写真用絶縁性磁性トナー。 （２）然１〃ミ微粉末を（４）結着樹脂に対し５〜２　
   Ｑ　ｗｔチの範囲で内６５かつ（Ｂ）トナーに対し０１
   〜５．Ｏｗｔチの範囲で外際する特ａ１請求範囲第一項
   記載の電子写真用絶縁性磁性トナー。 （８）結着樹脂に対し３０〜９０ｗｔ％の磁性体微粉末
   を含有する特許請求範聞第−項記載の電子写真用絶縁性
   磁性トナー６