JPS602962A - 一成分系磁性トナ− - 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、とりわけ画質２２９７６９１号、特公昭４
２−２３９１０号、特公昭４３−２４７４８号公報等に
記載されているととく、光導電層上に一様に帯電を行い
原稿に応じ宛 た光像露光Ｊ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、所謂、トナーを耐着させることによシ現像を行う。

トナーは光導電層上の電荷址の大小に応じて静電潜１埃
に引きつけられ、濃淡を持ったトナー像を形成する。こ
のトナー像は心安に応じて紙又は布等の支持表面に転写
を行い、加熱、加圧等により、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だい場合にはこのト
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り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凶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
いる現像法であるり米国特許第２６１８５５２号記載の
カスケード現像法、米国特許第２８７４０６３号記載の
磁気ブラシ法などが広く行われてきた。

しかし、近年キャリア粒子を使わない一成分系磁性トナ
ーによる現像法が用いられるようになってきた。この−
成分系磁性トナーによる現像法は上述の２成分トナーの
それに比較して、トナー濃度検出及び制御機講を必要と
しない。

現像装置を簡単、不読化することができる。エツジ効果
が少なく、ベタ黒部の再現が艮好であるなど多くの長所
を有している。

一般に、２成分トナーは、キャリア粒子とトナーが現像
装置内で攪拌されることにより、摩擦接触し、帯電する
。この時トナーケとキャリアは相互に逆極性を持ち、ト
ナーの極性は、光導電層上の静電信ｌを現像しうるよう
に選ばれる０ ２成分トナーにおけるトナーの帯電は、まず、第一にキ
ャリア粒子との摩擦混合、そして、そのほかに現像スリ
ーブとの摩擦接触、現像装置の側壁との摩擦と、多数の
接触機会があるためかなり高い帯’１Ｍ、　量に持つこ
とができる。

反面、−成分系磁性トナーにおける摩擦帯電の支配的因
子は、トナーと現像スリーブ、及び磁性トナー同志との
接触であるため、２成分トナーに比較してかなり低い帯
電となる。それゆえ、電子写真を階性的には悪影響が生
じやすい。

現像スリーブ上の磁性トナーは該トナーとスリーブ内部
に配置された磁石との磁気力にもとすき保持されている
。この時、８！像スリ一ブ表面近傍の磁性トナーは、直
接スリーブと摩擦することが出来るため、それでも高い
帯電量を持つことができるが、スリーブとの接触が減少
するにつれ、また、現像スリーブからはなれ、トナー相
互の摩擦によってのみ帯電する上層の磁性トナーはど弱
い帯電量しか得ることができない。このような弱い帯電
量しか保持していない磁性トナーが、現像トナーとして
使用されると画像の乱れという画質劣化が生じやすい。

というのは、弱い帯電量しか持たない磁性トナーは、静
電引力によって現慮、転写される工程で光導電層上、及
び転写支持体に弱い付着力でしか付着されないためであ
る。すなわち、磁性トナーの現像は、該磁性トナーの保
持した電荷と、それと逆極性に帯電した光導層との静電
相互作用により現像されるが、光導電層上の一定の電荷
量に対しては、磁性トナーの電、荷が小さけれは、小さ
いほど弱い引力が生じ、光導電層上に弱く付着する。ま
た転写工程においても同様であり、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。この場合、弱い付
２ｕ力で支持体表面に乗っている磁性トナーは定后ロー
ラーに進入する時、その衝撃、そして定着ローラーと磁
性トナー及び支持体とで形成された空間の中の空気−の
破裂によってトナーが飛び散シ画像の端部、特に文字部
の端部が後に尾を引いたような乱れ（以後用引きという
。）が発生する。

このような画像の乱れは、２成分トナーに比較して、弱
い電荷しか保持できない一成分磁性トナーの方が起きや
すく、コロナ転写電圧をそれほど高く出来ないセレン光
専電体は、硫化カドミウム光導電体よりも一成分磁性ト
ナーに対し画像の乱れが生じやすい。さらに環境的にも
、帯電しにくく、”また帯電しても電荷がリークしやす
い高温高湿下は条件として悪い環境である。

本発明の目的は、２成分トナーと比較して、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一
成分系磁性トナーを提供するものである。また別の目的
は、転写効率をきわめて改良し、画像濃度の旨い一成分
系磁性トナーを提供するものである。また別の目的は画
質（尾引き）を改良した磁性トナーを提供することにあ
る。そのまた別の目的は、連続耐久性を改良した寿命の
長い磁性トナーを提供するととにある。

本発明の目的はトナー及び該トナーと逆極性を有する添
加剤よりなる一成分系磁性トナーにおいて、トナー、添
加剤の帯電量をそれぞれＡ。

Ｂとした時、その絶対値の比が下式を満足する組み合せ
によシ達成しうろことを見い出した。

１　上圧　１ 弱＜　、Ａ、　＜Ｔ　、ＩＡＩ　＞　ＩＢ＋本発明に適
用される磁性トナーは２成分メツシュ法による帯電量測
定において、正または負の高い帯電量を示す。この時、
添加剤の帯電は磁性トナーと逆極性を有し、その帯電量
もはるかに小さい。このように、弱い逆帯電する添加剤
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、上記添加剤との摩擦が重要な因子と
して作用すると思われる。すなわち、前記添加剤は、磁
性トナーに対して摩擦キャリアとしての俵能を保持して
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添加剤の間で確保される。さ
らにトナーと添加剤の帯電列のギャップタも非常に大き
い。それ″ゆえ磁性トナーはさらに高い帯電量を持つこ
とができ、その状態で現鐵、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。

しかるに、本発明に供せられる添加剤は、２成分メツシ
ュ法で磁性トナーと逆極性を有し、該磁性トナーよりも
帯電量も小さいものが好ましく、その添加量は磁性トナ
ーに対し０．１〜１０．０ｉｉ％、好Ｉ　Ｌ　（Ｉｒｉ
　Ｏ，５〜５．　Ｏｍ　量％、より好ましくは０．８〜
４．０重量俸である。その添加剤の平均粒径は１０〜３
０００ｍμ；好ましくは２０〜２０００ｍμのものを使
用することが可能である。

例えば、アルミナを成分としてなる酸化亜鉛微粉末があ
る。このアルミナをドープした酸化亜鉛は弱い正ｖｉ電
し、ｊＡ、帯電をする磁性トナーとの組み合せにおいて
著しい画質の改良効果がみられた。また弱い負帯電する
ものとしては、ビニルシラン処理したコロイダルシリカ
を見い出した。

トナーの結着樹脂としては、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■合体；スチレンーＰ−クロルスチレン
共重合体、スチレン−プロピレン共Ｍ　合体、スチレン
−ビニルトルエン共重合体、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−メタクリル酸ブチル共重合体、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−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレ
ン−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−イングレン共重合体、スチレノーアクリロ
ニトリルーインテン共重合体、スチレン−マレイン酸共
１ｉｆ合体、スチレン−マレイン敵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、ポリ酢は
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、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニ
ルブチラール、ポリアクリ／Ｉ／ｅ　４１ｊ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
又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パ
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であり、重合体粒子に対して３０〜７０重
量饅好ましくは４０〜６５重量％よシ好ましくは５０〜
６０重曾チ含有することが好適である。

そのほか、本磁性トナー中に荷電制御剤、流動改質剤、
着色剤、滑剤等を必要に応じて添加含有しても何ら、本
発明をさまたげるものではない。

本／Ａ明の磁性トナーの製造にあたっては熱ロール、ニ
ーダ−、エクストルーダー等の熱混練機によって構成材
料を良く混練した後機械的な粉砕・分級によって得る方
法、あるいは結着樹脂溶液中に磁性粉等の材料を分散し
た後、噴赫燥 乾、ｆることによシ得る方法、あるいは、結着樹脂を構
成すべき単量体に所定材料を混合した後この乳化懸濁液
をＭ曾させることにより磁性トナーを得る重合法トナー
製造法等それぞれの方法が応用出来る。

さらに前記添加剤を該磁性トナーに添加含有せしめる方
法としては、公知の混合機、例えば、ｖ型混合機、ター
プラミキサ−１などの回転容器型混合機やリボン屋、ス
クリュ型９回転刃型その他の固定容器型混合機を適宜に
用いることができる。

本発明における帯電量測定は、被検物質を２００／３０
０の粒径を有する鉄粉キャリアと１：１０の割合いで十
分に混合する。その混合物０．５〜１．５ｆＩを棺密に
秤址し、エレクトロメーターに接続された１００メツシ
ユの金属製スクリーン上で２５　ＣＩＩＬ　ＨｔＯの圧
力により吸引する。

この時分離吸引されたトナー量とエレクトロメーターが
示したその電荷光より、単位重量当りの帯電量をめる。

以下実施例をもって本発明の詳細な説明する。

部は全て重鰍部を示す （実施例１） ポリエステル樹Ｊ］旨　１００部 ｐｅｓｏ４８０部 荷電制御剤　３部 上記、トナー材料を混線、粉砕２分級工程を経て、平均
粒径１０．２μ（コールタ−カウンターＴＡＨｆｆｌに
よる粒度測定）の磁性トナーを得た。

この磁性トナーの帯電量は−１６，７μｃ／ｆであった
。この時、＋０．８９μｃ／ｆの帯電量を有するアルミ
ナをドープした酸化亜鉛微粉末（平均粒径０．６μ）を
上記磁性トナーに対し２％添加し本発明の一成分磁性ト
ナーを得た０該トナーを内部にＣｄ８感光体金有するＮ
Ｐ−２０１複写機（市販品、キャノン製）で高温高温環
境下（３５°Ｃ２９０％ＲＨ）で初期画出しを行なった
所、鮮明で、画質の乱れ（尾引き）のない画像濃度の高
い似写画像が得られた。引き続いて一万枚の連続被写を
行なったが、−万枚後の画像は初期画像と見劣シのしな
い良好なものであった。また儂度も初期と変らないもの
であった。

（実施例２） ジメチルアミノメタアクリレート樹脂　１００部Ｆｅ１
０４　５０部 γ−Ｆｅ、０．　４０部 ニグロシン呆料　′　５部 を常法の粉砕法に従殻い５〜３０μの範囲の粒径を有す
る磁性トナーを得た。この磁性トナーにビニルシラン処
理した粒径３０〜１００ｍμのコロイダルシリカ、を添
加剤として０．３重音チ添加混合し本発明の一成分磁性
トナーを得た。この時、該磁性トナー、及び添加剤の帯
電量は、＋　８．４　ｉｔｃ／ｆ　、　−２，５ｐｃ／
ｆであった。

本発明の一成分系磁性トナーを第１図の装置を用い、高
温高温環境下で、以下のようにして画出しを行なった。

周知の酸化亜鉛感光体上に負の静電潜像を形成し、第１
図に示すようなスリーブ表面磁束密度７００μウス、穂
切りプレード−スリーブ表面間距離０．２鴎のスリーブ
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）ｍ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　ＫＨｚ　１．２　ＫＶの交流及び−１５０Ｖの直流
バイアスを印加して、該−成分糸磁性トナーを用いて現
像し、次いで転写紙の背面より一７ＫＶ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り除
去し定着は市販の普通紙複写機（商品名、ＮＰ−２００
Ｊ、キャノン製）を用いて行なった。

得られた画像は鮮明でかぶ９のないものでおり、尾引き
による画像劣化はみられなかった。

（実施例３） 樹脂をスチレン−アクリル樹脂にかえ、Ｉｗ元体をＣｄ
Ｓ感光体からＳｅ感光体に変更し、添加剤の添加量を８
チにした以外、実施例１と同様に高温高湿下で連続複写
した所、−１枚後の画像は初期とほとんど等しい画像濃
度を持ち、尾引きによる画質の劣化のない良好なもので
あった。ちなみに添加剤を含有する以前の磁性トナーの
帯電量は−１０，３μｃ／ｌでおった。

（実施例４） 添加剤の添加量を１．２チに変更し、他は実施例３と同
様に画出しを行ったが鮮明な画像が得（実施例５） 実施例２の碓加剤の添加量を０．８％にして、他は実施
例２と同様にして初ＪｔＪＪ画像を得、さらに連続複写
１５０００枚行なったが、耐久後の画像は画質の乱れの
ない、好ましいものであった。

（比較例１） 樹脂、感光体及び複写方法を実施例３と同様にし、添加
剤としてアミノシランカップリング剤で疎水化処理した
親水性シリカを用い、高温高湿環境下で複写した所、ベ
タ部、ライン部に著しい尾引きのある実用上、耐えられ
ない画像であった。この時、添加剤単独の帯電量は＋１
０９．０μｃ／ｌと高いものであった。

（比較例２） 実施例２の添加剤を−１９．６μｃ／ｌの帯電量を持つ
ポリフッ化ビニリデン微粉末として、その添加量を０．
５％として、他は実施例２とまったく同じく、画像を得
たが、それは画像の乱れのある不適当なものであった。

【図面の簡単な説明】

第１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Ｑ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、磁性トナー及び、該トナーと逆極性を有する添
   加剤よシなる一成分系磁性トナーに於いて、トナー、添
   加剤の帯′ｇ針をそれぞれＡ。 Ｂとした時、その絶対値の比が下式を満足するトナー及
   び添加剤の組み合せよりなることを特徴とする一成分系
   磁性トナー。 １　１ＢＩ　１ ４０　＜　ＩＡＩ　＜　２　１　１ＡＩ　＞　ＩＢＩ（
   ２）、添加剤が磁性トナーに対し、０．１重ｆｆｌ　％
   〜１０重景チ、表面に添加含有した特許請求の範囲第１
   項記載の一成分系磁性トナー。 （３）、平均粒径が１０〜３０００ｍμの添加剤を含有
   した特許請求の範囲第１項記載の一成分系磁性トナー０ （４）、結着樹脂に対し５０〜１００重量％の磁性体を
   含有した特許請求の範囲第１項記載の一成分系磁性トナ
   ー。