JP2684033B2 - 静電像現像用トナーおよび画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真法、静電印刷法、静電記録法などに
おいて形成される静電像を現像するトナーおよび画像形
成方法に関するものである。 〔発明の背景〕 静電像の現像工程は、帯電した微粒子が静電引力によ
って吸引され、静電像支持体の表面に付着し、これによ
って静電潜像が可視化されるという工程である。このよ
うな現像工程を遂行する具体的な乾式現像方法として
は、カスケード法、毛ブラシ法、インプレッション法、
パウダークラウド法などを挙げることができるが、何れ
の方法においてもトナーは流動性の高いものであること
が必要である。トナーが流動性の低いものであるときは
トナーによる現像が円滑に行われず、得られる画像が品
位の低いものとなってしまう。 従来トナーに流動性を付与する手段としては、特開昭
48−47345号公報に見られるような疎水化されたシリカ
微粒子を添加する方法が知られている。この疎水性シリ
カ微粒子を添加することによってトナーの流動性を向上
させることができ、その結果、品位の高い良好な画像が
得られる。ところが、このトナーを用いて連続複写を行
うと、画像にブラックスポットが生ずるようになる問題
点がある。この現象は次のような過程で生ずるものであ
る。 電子写真法等においては静電像支持体上に形成したト
ナー像を紙などの別の媒体上に転写し、転写工程後、静
電像支持体上に残ったトナーを除去するいわゆるクリー
ニング工程が必要である。このクリーニング工程におい
ては、一般にクリーニング効率が高くて周囲への汚染性
の小さいブレードクリーニングが用いられるが、前述の
疎水性シリカ微粒子を添加したトナーを用いた場合に
は、クリーニングブレードを通過した後の静電像支持体
に点状の残留物が発生し、その部分の光導電性が低下す
るために画像にブラックスポットが発生する。 本発明の第１の目的はこのようなブラックスポットを
生ぜず、しかも流動性の良好な静電像現像用トナーおよ
び画像形成方法を提供することにある。 また一般に電子写真法等において用いられる静電像支
持体としては、酸化亜鉛系、セレン系、硫化カドミウム
系、有機感光体系のものが知られているが、感度、耐刷
性、無公害性、コストなどの総合的観点からは有機感光
体を用いることが好ましい。 ところが、有機感光体は有機物よりなるものであるた
めに例えばオゾンによって酸化され易く、また異物が付
着することにより感光体の表面が親水性になり易く、高
湿環境下において感光体の表面抵抗が低下していわゆる
画像ボケを生ずることがある。 本発明の第２の目的は、感光体として有利な有機感光
体を用いたときにも、画像ボケの発生が抑制された静電
像現像用トナーおよび画像形成方法を提供することにあ
る。 更に電子写真法等の現像・転写工程においては良好な
現像性および良好な転写性を得るために、トナーが摩擦
帯電により十分な電荷量を持つことが必要である。トナ
ーが十分な電荷量を持たない場合には、特に高温高湿環
境下のような条件下では、現像性の低下によるいわゆる
転写ヌケと呼ばれる好ましくない現象を生ずる。 本発明の第３の目的は、高温高湿下においても良好な
現像性および良好な転写性を示す静電像現像用トナーお
よび画像形成方法を提供することにある。 〔発明の構成〕 上記の目的は、負に帯電された有機感光体上に形成さ
れた静電像を現像するためのトナーであって、トナー粉
末に、疎水化されたアルミニウム酸化物および／または
チタン酸化物と、シリカと、滑剤とを添加してなること
を特徴とする静電現像用トナーによって達成される。 また、上記の目的は、負に帯電された有機感光体上に
形成された静電像を、トナー粉末に、疎水化されたアル
ミニウム酸化物および／またはチタン酸化物と、シリカ
と、滑剤とを添加してなる静電像現像用トナーで顕像化
する工程、顕像化されたトナー像を転写する工程、並び
に転写後の有機感光体上に残留するトナーをクリーニン
グする工程を含むことを特徴とする画像形成方法によっ
て達成される。 本発明に用いられるトナー粉末は、バインダー樹脂、
着色剤およびその他の特性改良剤からなる。また磁性ト
ナーとして用いる場合にあっては、着色剤とともにまた
は着色剤の代わりに磁性体が含有される。バインダー樹
脂としては、例えばロジン樹脂、ビニル樹脂、アクリル
樹脂、オレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂、ケトン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の
公知の樹脂またはそれらの混合物が用いられる。 本発明に用いられる着色剤としては、カーボンブラッ
ク、ニグロシン染料（C.I.No.50415B）、アニリンブル
ー（C.I.No.50405）、カルコオイルブルー（C.I.No.azo
ic Blue 3）、クロムイエロー（C.I.No.14090）、ウル
トラマリンブルー（C.I.No.77103）、デュポンオイルレ
ッド（C.I.No.26105）、キノリンイエロー（C.I.No.470
05）、メチレンブルークロライド（C.I.No.52015）、フ
タロシアニンブルー（C.I.No.74160）、マラカイトグリ
ーンオクサレート（C.I.No.42000）、ランプブラック
（C.I.No.77266）、ローズベンガル（C.I.No.45435）、
これらの混合物、その他を挙げることができる。これら
着色剤は、通常バインダー100重量部に対して１〜20重
量部程度の割合とされることが好ましい。 本発明に用いることのできる磁性体としては、フェラ
イト、マグネタイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケ
ルなどの強磁性を示す金属若しくは合金又はこれらの元
素を含む合金あるいは化合物、または強磁性元素を含ま
ないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すよ
うになる合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マ
ンガン−銅−錫などのマンガンと銅とを含むホイスラー
合金と呼ばれる種類の合金、又は二酸化クロム、その他
を挙げることができる。 これらの磁性体は微粉末の形でバインダー中に均一に
分散されるが、その含有量は、トナー100重量部当り20
〜70重量部、好ましくは40〜70重量部である。 本発明において用いられるアルミウム酸化物および／
またはチタン酸化物は疎水化されたものであって、その
疎水化率が好ましくは30％以上、更に好ましくは50％以
上のものである。本発明において「疎水化」とは、アル
ミニウム酸化物あるいはチタン酸化物に結合している水
酸基をつぶすことであり、疎水化処理は対象物質にジア
ルキルジハロゲン化シラン、トリアルキルハロゲン化シ
ラン、アルキルハロゲン化シラン、ヘキサアルキルジシ
ラザンなどを高温下で反応させることにより行われる。 疎水化率が30％以下のものでは、その粒径が小さいこ
ととあいまって空気中の水分を吸着し易く、環境の変化
に伴って流動性が変化するため、画質が大きく変動する
という欠点を有する。更に流動化剤としての結果から、
その粒径は好ましくは１μｍ以下、更に好ましくは0.5
μｍ以下であることが必要である。 疎水化されたアルミニウム酸化物および／またはチタ
ン酸化物の粒子は、トナー粉末と混合された状態である
いはトナー粉末の粒子を被覆したような状態で存在する
が、その添加量はトナー全体に対して10重量％以下、好
ましくは５重量％以下である。 本発明に用いられるシリカは一般に知られているコロ
イド状シリカであり、好ましくは疎水化処理されたもの
がよい。コロイド状シリカ粒子の例としては、「AEROSI
L 200」、「AEROSIL 300」、「AEROSIL 130」（日本ア
エロジル社製）などが知られており、また、疎水化され
たシリカ粒子としては、「AEROSIL R−927」、「AEROSI
L R−812」、「AEROSIL R−805」（日本アエロジル社
製）などが知られている。 これらのシリカ粒子は、トナーが十分な電荷量を持つ
こととなるよう、およびブラックスポットの発生のない
ことが確実となるよう、その添加量はトナー全体に対し
て0.01〜５重量％、好ましくは0.05〜２重量％とされ
る。 本発明に用いられる滑剤としては、ステアリング酸亜
鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウムな
どのステアリン酸金属塩、ステアリン酸、硬化ヒマシ
油、その他がある。この滑剤はトナー全体に対して0.01
〜２重量％の範囲で用いられる。 本発明においては上記以外に特性改良剤を用いること
ができる。斯かる特性改良剤として、例えば低分子量ポ
リプロピレン、低分子量ポリエチレン、脂肪酸アミドワ
ックス、脂肪酸エステルワックスなどのオフセット防止
剤を添加することができる。 またニグロシン系染料、ピリジニウム塩、アンモニウ
ム塩等の窒素原子を含有する４級塩化合物、その他の荷
電制御剤を添加してもよい。 本発明のトナーは、次のようにして画像の形成に供さ
れる。すなわち、負に帯電された有機感光体上に形成さ
れた静電像を、本発明のトナーによって現像して顕像化
し、この顕像化されたトナー像を転写して可視画像が形
成される。そして転写工程を経た後の有機感光体上に残
留するトナーは例えばブレードによってクリーニングさ
れる。 以上において、現像法として例えば乾式現像法である
磁気ブラシ法を利用しキャリアと組み合わせて静電像の
現像に供することができるが、この場合における当該キ
ャリアとしては、粒径20〜200μｍの磁性体粉末、例え
ば球形鉄粉、スポンジ状鉄粉、フェライト粉、マグネタ
イト粉などをそのまま、あるいはこれらをスチレン−ア
クリル系樹脂、ビニルピリジン系樹脂、フッ素系樹脂な
どの樹脂によって被覆した粉末粒子、または磁性体粉末
を樹脂中に分散させてなる粉末流粒子を用いることがで
きる。 そして本発明トナーは、感光体として有機感光体を用
い、これを負に帯電させて形成された静電潜像を現像す
るものであるから、当該トナーは正に帯電されることが
必要であり、従ってキャリアとしては負帯電性のものが
好ましい。負帯電性のキャリアを得るためには、キャリ
アの一部を構成する被覆用樹脂あるいはバインダー樹脂
として負帯電性のものを用いればよいが、特にフッ素系
樹脂が好ましく、その例としては例えば四フッ化エチレ
ン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フッ素化アクリレート
樹脂、フッ素化メタクリレート樹脂、およびそれらの共
重合体、その他を挙げることができる。 〔効果〕 本発明静電像現像用トナーおよび画像形成方法によれ
ば、後述する実施例の説明からも明らかなように、それ
自体好適な有機感光体を用いて、高温高湿下において
も、画像ボケや転写ヌケのない優れた可視画像を多数安
定に形成することができる。 斯かる優れた効果が得られる理由は必ずしも明らかで
はないが、シリカが含有されていることによって現像剤
の流動性が良好である上、疎水化されたアルミニウム酸
化物および／またはチタン酸化物と滑剤とが共に含有さ
れているため、有機感光体に対して適度の研磨作用が発
揮されて当該感光体の表面が常に更新され、これによっ
てブラックスポットや画像ボケの発生が防止され、その
結果、高温高湿の環境下においても優れた現像性および
転写性が得られるからであると考えられる。 〔実施例〕 以下本発明実施例に付いて説明するが、これによって
本発明の範囲が限定されるものではない。 合成例１ テレフタル酸299gと、ポリオキシプロピレン（2,2）
−2,2−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン211g
と、ペンタエリスリトール82gとを、温度計、ステンレ
ススチール製撹拌器、ガラス製窒素ガス導入管および流
下式コンデンサを備えた丸底フラスコ内に入れ、このフ
ラスコをマントルヒーターにセットし、窒素ガス導入管
より窒素ガスを導入してフラスコ内を不活性雰囲気に保
った状態で昇温せしめた。次いでジブチルスズオキシド
0.05gを加え、軟化点において反応を追跡しながら温度2
00℃で反応せしめ、以てクロロホルム不溶分が17重量％
のポリエステル樹脂を製造した。これをポリエステルＡ
とする。 このポリエステルＡの環粉軟化点（JISK 1351−1960
の方法による。）は131℃であった。 実施例１ ポリエステルA100重量部と、カーボンブラック「モー
ガルＬ」（キャボット社製）10重量部と、低分子量ポリ
プロピレン「ビスコール660P」（三洋化成社製）３重量
部とを溶融混練、粉砕、分級して平均粒径が10μｍのト
ナー粉末Ａを得た。 このトナー粉末Ａの100重量部に対して、ジメチルジ
クロルシランによって疎水化処理を施した酸化アルミニ
ウム粉末（粒径0.02μｍ、疎水化率70％）を１重量部、
疎水性シリカ「AEROSIL R−812」（日本アエロジル社
製）を0.5重量部、ステアリン酸亜鉛粉末を0.1重量部添
加し混合してトナー１を製造した。 一方、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体
のアセトン溶液をフェライト材「Ｆ−100」（日本鉄粉
社製）に流動床装置を用いて塗布してキャリアＡを製造
した。 そしてトナー１の28gと、キャリアＡの772gとを混合
して現像剤１を調製した。 実施例２ 実施例１におけるトナー粉末Ａの100重量部に対し
て、ジメチルジクロルシランによって疎水化処理を施し
た酸化チタン粉末（粒径0.03μｍ、疎水化率80％）を１
重量部、疎水性シリカ「AEROSIL R−972）（日本アエロ
ジル社製）を0.5重量部、ステアリン酸亜鉛粉末を0.1重
量部添加し混合してトナー２を製造した。 そしてトナー２の28gと、キャリアＡの772gとを混合
して現像剤２を調製した。 実施例３ スチレンとブチルメタアクリレートとメチルメタアク
リレートとを共重合重量比50:30:20で共重合体させて得
られた数平均分子量9700、重量平均分子量138,000のス
チレン−アクリル樹脂100重量部と、カーボンブラック
「モーガルＬ」（キャボット社製）10重量部と、低分子
量ポリプロピレン「ビスコール660P」（三洋化成社製）
３重量部とを溶融混練、粉砕、分級して平均粒径が10μ
ｍのトナー粉末を得た。これをトナー粉末Ｂとする。 このトナー粉末Ｂの100重量部に対して、ジメチルジ
クロルシランによって疎水化処理を施した酸化チタン粉
末（粒径0.03μｍ、疎水化率80％）を0.6重量部、疎水
性シリカ「AEROSIL R−972」（日本アエロジル社製）を
0.4重量部、ステアリン酸亜鉛粉末を0.05重量部添加し
混合してトナー３を製造した。 一方、1,1′,1″−トリフルオロメタアクリレート重
合体のアセトン溶液を球形鉄粉「DSP−138」（同和鉄粉
工業社製）に流動床装置を用いて塗布してキャリアＢを
製造した。 そしてトナー３の26gと、キャリアＢの974gとを混合
して現像剤３を調製した。 実施例４ 実施例３におけるトナ粉末Ｂの100重量部に対して、
ジメチルジクロルシランによって疎水化処理を施した酸
化チタン粉末（粒径0.03μｍ、疎水化率80％）を0.8重
量部、疎水性シリカ「AEROSIL R−805」（日本アエロジ
ル社製）を0.4重量部、ステアリン酸亜鉛粉末を0.05重
量部添加し混合してトナー４を製造した。 そしてトナー４の28gと、キャリアＡの772gとを混合
して現像剤４を調製した。 比較例１ 実施例２におけるトナー２の製造において、ステアリ
ン酸亜鉛を除去したほかは同様にして比較トナー１を製
造し、この比較トナー１の28gと、キャリアＡの772gと
を混合して比較現像剤１を調製した。 比較例２ 実施例２におけるトナー２の製造方法において、疎水
性酸化チタン粉末およびステアリン酸亜鉛を除去したほ
かは同様にして比較トナー２を製造し、この比較トナー
２の28gと、キャリアＡの772gとを混合して比較現像剤
２を調製した。 比較例３ 実施例３におけるトナー３の製造において、疎水性酸
化チタン粉末の代わりに、疎水化処理を施していない酸
化チタン粉末を用いたほかは同様にして比較トナー３を
製造し、この比較トナー３の28gと、キャリアＡの772g
とを混合して比較現像剤３を調製した。 比較例４ 実施例１におけるトナー１の製造において、疎水性シ
リカを除去したほかは同様にして比較トナー４を製造
し、この比較トナー４の28gと、キャリアＡの772gとを
混合して比較現像剤４を調製した。 以上のようにして得られた現像剤１〜現像剤４および
比較現像剤１〜比較現像剤４の各々について、その特性
を下記のように調べた。即ち、アルミニウム製ドラム上
に塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体よ
りなる中間層を設け、その上に、ポリカーボネート樹脂
に臭素化アンスアンスロンを含有せしめてなるキャリア
発生層を形成し、更にポリカーボネート樹脂にＮ−フェ
ニルスチリルカルバゾール誘導体を含有せしめてなるキ
ャリア輸送層を形成することにより、負帯電性有機感光
体を製作し、この有機感光体ドラムを搭載した電子写真
複写機「Ｕ−Bix 2500」（小西六写真工業社製）改造機
を使用して、２万回の連続複写を行い、ブラックスポッ
トの発生の状態、画像ボケの発生の状態を調べ、また低
温低湿雰囲気（Ｌ状態）、標準雰囲気（Ｎ状態）、高温
高湿雰囲気（Ｈ状態）の各雰囲気下における最高画像濃
度を調べた。結果を第１表に示す。この第１表から、本
発明のトナー及び画像形成方法によれば、優れた効果が
得られることが明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 裕也 八王子市石川町2970番地 小西六写真工 業株式会社内 合議体 審判長 高橋 武彦 審判官 市野 要助 審判官 多喜 鉄雄 (56)参考文献 特開 昭60−243666（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−243665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−128956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−69763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−125850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−81127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−102249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−179748（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．負に帯電された有機感光体上に形成された静電像を
   現像するためのトナーであって、 トナー粉末に、疎水化されたアルミニウム酸化物および
   ／またはチタン酸化物と、シリカと、滑剤とを添加して
   なることを特徴とする静電像現像用トナー。 ２．前記滑剤がステアリン酸金属塩であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の静電像現像用トナー。 ３．負に帯電された有機感光体上に形成された静電像
   を、トナー粉末に、疎水化されたアルミニウム酸化物お
   よび／またはチタン酸化物と、シリカと、滑剤とを添加
   してなる静電像現像用トナーで顕像化する工程、 顕像化されたトナー像を転写する工程、並びに 転写後の有機感光体上に残留するトナーをクリーニング
   する工程 を含むことを特徴とする画像形成方法。