JP2767840B2 - 静電荷現像用トナー - 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、静電記録、静電印刷等に用いられ
る静電荷像を現像するためのトナーに関する。

さらに詳しくは負帯電性トナーとして優れた静電荷像
現像用トナーに関する。

従来技術および課題 現像剤を電子写真複写機に適用する場合に、キャリア
粒子とトナー粒子とを混合撹拌し、その摩擦帯電によっ
て両者を静電吸着させ、これを静電潜像にカスケードさ
せるかあるいは磁力でブラシ状に配列させて静電潜像に
摺擦させることにより現像を行っている。

ところが、トナー粒子は現像に伴って消費されるもの
の、キャリア粒子が消費されずにそのまま繰り返して仕
様されることになるため、現像剤を長期間にわたって使
用するに伴い、現像に寄与しないトナー、いわゆるスペ
ントトナーがキャリア粒子の表面に融着するようにな
り、それに起因し、トナー粒子を摩擦帯電させるキャリ
ア粒子の能力が低下して現像画像の濃度低下やカブリを
発生するなど、画像に悪影響を及ぼす欠点があり、現像
剤の寿命が短くて早期に交換せざるを得ない欠点があっ
た。

そこで、スペントトナーのキャリア粒子表面への融着
を防止して現像剤の寿命を長くするために、特公昭54−
16219号公報、特開昭56−92542号公報、特開昭56−1235
50号公報、特開昭57−78551号公報または特開昭60−136
755号公報に示されるように、トナーに、シリカやアル
ミナなどを添加して後処理したものがあるが、負帯電性
トナーを用いる現像剤においてこの様な処理を行うと、
コピーの繰返しに伴って帯電量が上昇し、それに起因し
て画像濃度の低下やキャリア粒子の感光体や紙への付着
を発生する欠点が経験された。

本発明は、上記の点に鑑み、流動性良好で、コピーの
繰返しにかかわらず帯電量の安定したトナーを提供でき
るようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、トナーおよび
キャリアからなる現像剤において、特に負帯電性トナー
に後処理剤として、フッ化金属化合物を添加してなるこ
とを特徴とする。

そうすることにより保存安定性および定着性が優れ、
しかも感光体およびキャリア表面へのトナー膜形成が少
なく、流動性が極めて優れた静電荷像現像用現像剤を得
ることができる。

本発明が良好な特性を示す原因としては、特にフッ化
金属化合物をトナー粒子の外部に添加することによっ
て、トナー粒子表面を非粘着性とし、また、低摩擦機能
を与え、更に摩擦熱などによるトナー粒子表面層の溶融
を防止させるためと考えられる。

フッ化金属化合物は、公知のトナー、例えば粉砕法ト
ナー、懸濁重合トナー、カプセルトナー等に適用でき
る。

フッ化金属化合物は、係るトナーの内部に含ませても
よいし、トナー表面に付着固定してもよい。

本発明のフッ化金属化合物としてはそれ自体公知のも
のを種々使用することが出来る。

たとえばAlF₃、CaF₂、MgF₂、CeF₃、FeF₃、GaF₃、Li
F、MoF₃、NiF₂、PdF₂、TiF₃、VF₃などが挙げられるが、
特にMgF₂が好ましい。これのもののうち粒径が１μｍ以
下、特に0.3μｍ以下であり粒体の体積抵抗値が１×10
¹⁰Ω・cm未満であることが望ましい。フッ化金属化合物
の平均粒径が１μｍを越えると、トナーの定着性が不十
分となり、画像上に白抜けが発生し、貧弱な画像とな
る。

フッ化金属化合物の含有量は、トナーの種類、トナー
添加剤、結着樹脂の種類等により、またトナーの現像方
式等により適宜選択すべきものであるが、一般にはフッ
化金属化合物をトナーに対して0.01〜20重量％（wt％）
の範囲の配合量で使用すると優れた安定性を有する負帯
電性を示す。添加するフッ化金属化合物粉体をトナー粒
子表面に付着させる場合は、現像剤重量に対して0.01〜
3wt％の少量でよい。

このフッ化金属化合物の添加方法は、トナーの製造工
程において、例えば結着剤樹脂、染顔料などを熱混練す
る際、同時に添加すればよく、またトナー粒子表面に付
着させる場合には、例えば熱混練後、粉砕し、トナー粒
径を数ミクロン〜数10ミクロンとしてトナーを調整した
後、混合機を用いて添加すればよい。

本発明が適用するフッ化金属化合物は特に負帯電性ト
ナーにおいて効果的に働らくが、正帯電性トナーにおい
ても帯電量を制御することで使用可能である。

本発明の現像剤に添加するフッ化金属化合物は負荷電
制御剤と併用してもよい。また、帯電性の安定化を図る
ため、また適当な帯電レベルに調整するため、正荷電制
御剤をごく少量添加してもよい。

正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシンベースEX
（オリエント化学工業社製）、第４級アンモニウム塩Ｐ
−51（オリエント化学工業社製）、ニグロシン、ボント
ロンＮ−01（オリエント化学工業社製）、スーダンチー
フシュバルツBB（ソルベントブラック3:Color Index261
50）、フェットシュバルツHBN（C.I.No.26150）、ブリ
リアンスピリッツシュバルツTN（ファルベン・ファブリ
ッケン・バイヤ社製）、ザボンシュバルツＸ（ファルベ
ルケ・ヘキスシ社製）、さらにアルコキシ化アミン、ア
ルキルアミド、モルブデン酸キレート顔料などが挙げら
れ、また、負荷電制御剤としては、例えば、オイルブラ
ック（Color Index26150）、オイルブラックBY（オリエ
ント化学工業社製）、ボントロンＳ−22（オリエント化
学工業社製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−81（オリエント
化学工業社製）、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニ
ンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックTRH
（保土谷化学工業社製）、ボントロンＳ−34（オリエン
ト化学工業社製）、ニグロシンSO（オリエント化学工業
社製）、セレスシュバルツ（Ｒ）Ｇ（ファルベン・ファ
ブリケン・バイヤ社製）、クロモーゲンシュバルツETOO
（C.I.No.14645）、アゾオイルブラック（Ｒ）（ナショ
ナル・アニリン社製）などが挙げられる。これらの荷電
制御剤は、単独であるいは複数種組み合わせて使用する
ことができる。

トナーを構成する樹脂としては、通常トナーにおいて
結着樹脂あるいは構成樹脂として凡用されているもので
あれば、特に制限されるものでなく、例えば、ポリスチ
レン、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレ
ン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−ブタジエン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樹脂、ポリ
酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド
樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ロジ
ン樹脂−変性ロジン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は
脂肪族炭化水素樹脂、パラフインワックスなどがあげら
れ、単独或いは混合して使用できる。トナーの種類によ
っては、モノマーから上記樹脂を調整しながら直接トナ
ーを得る。

本発明の静電潜像現像用トナーに含有される着色剤と
しては、以下に示すような、有機ないし無機の各種、各
色の顔料、染料が使用可能である。

すなわち、カーボンブラック、銅フタロシアニンブル
ー、アニリンブルー、クロムイエロー、ウルトラマリン
ブルー、キノリンイエロー、クロムイエロー、ベンジシ
ンイエロー、フタロシアニングリーン、ローダミン6G、
ローブベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ
系、ジスアゾ系染顔料、鉄黒など従来公知のいかなる染
顔料を単独あるいは混合して使用し得る。使用量は、通
常結着樹脂100重量部に対して0.5〜20重量部で好ましく
は１〜12重量部である。

本発明のトナーは二成分系現像剤、一成分系現像剤い
ずれにも適用できる。二成分現像剤として用いる場合に
は、使用しうるキャリアとしては、公知のものがすべて
使用可能であり、例えば、鉄粉、ファライト粉、ニッケ
ル粉、バインダー型キャリア（USP−4600675）の如き磁
性を有する粉体、ガラスビーズ等およびこれらの表面を
樹脂等で処理したものなどがあげられる。トナーとキャ
リアの混合比は通常、３〜40:97〜60である。

さらに本発明トナーは更に磁性材料を含有させた磁性
トナーとしても使用しうる。この場合磁性トナー中に含
まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、
フェライト等の酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルのよう
な金属あるいは合金および混合物等が挙げられる。

これらの強い磁性体は平均粒径が0.1〜３μｍ、好ま
しくは、0.1〜１μｍ程度のものが好ましく、トナー中
に含有させる量としては樹脂成分100重量部に対して約1
0〜150重量部好ましくは20〜100重量部である。

本発明に従い作製されるトナーは、従来公知の手段で
電子写真、静電記録及び静電印刷等におげく静電荷像を
顕像化するために現像剤には全て使用出来る。

以下、実施例にもとずいて本発明を具体的に説明す
る。しかしながら、これらによって本発明の実施の態様
がなんら限定されるものではない。

［トナー］ ・熱可塑性ポリエステル樹脂 100重量部 （分子量（Mn:約6100,Mw:約202500）） ・カーボンブラックMA100 ４重量部 （三菱化成工業社製） ・スピロンブラックTRH ３重量部 （保土ヶ谷化学社製） ・ビスコール550P ５重量部 （三洋化成工業社製） 以上の原料をヘンシェルミキサーで良く混合した後、
二軸押出混練機で混練、冷却後、粗粉砕してジェット粉
砕機と風力分級機により粉砕分級して粒径４〜20μｍ、
平均粒径11.5μｍのトナーを得た。

［実施例１〜３及び比較例１〜２］ トナー１に以下の後処理剤をトナーに対して所定量
（wt％）づつ添加混合してトナーを作製した。

実施例１ フッ化マグネシウム： 平均粒径10mμ、0.1wt％添加 実施例２ フッ化マグネシウム： 平均粒径10mμ、0.2wt％添加 実施例３ フッ化マグネシウム： 平均粒径5mμ、0.15wt％添加 比較例１ 疎水性シリカ、アエロジルR976: 平均粒径7mμ、0.15wt％添加 比較例２ 疎水性酸化チタン：アエロジルT805: 平均粒径30mμ、0.4wt％添加 次に正帯電性キャリアの製法について説明する。

・スチレンアクリル樹脂 100重量部 プライオライトACL（グットイヤー社製） ・磁性粉 200重量部 マピコブラックBL500（チタン工業社製） ・カーボンブラック ５重量部 MA100（三菱化成工業社製） 以上のものをボールミルで混合し、３本ロールで混練
した後、ピンミルにより微粉砕し、その後風力分級機で
分級して平均粒径40μｍの正帯電性キャリアを得た。

この正帯電性キャリア10重量部と、前述の負帯電性ト
ナーを後処理剤で処理した各種サンプル夫々の90重量部
とを短時間混合し、磁気刷子現像装置内へ充填して、装
置作動時におけるトナーの飛散量を判別した。

また、上述同様に混合処理して現像剤を調製し、それ
ら現像剤夫々を用い、（＋）帯電性Se系感光体とテフロ
ンコーティングした加熱定着ロールとを備えた複写機を
用いて磁気刷子現像法により静電潜像を現像して複写テ
ストし、初期および３万枚複写した後のトナーの帯電量
を測定するとともにフイルミングの発生状況を観察し、
かつ、反射濃度計により、複写テスト初期の画像濃度と
３万枚複写後の画像濃度を夫々測定した。以上の結果を
表１に示した。

なお、前記複写機において、画像部電位（Vo）は＋60
0V、非画像部電位（Via）は＋50〜＋100Vであり、そし
て、現像バイアス電位（Vb）は＋150Vである。

表１中飛散量の欄における記号は、非常に少ないもの
を◎、少ないものを○、多くて実用上使用不可のものを
×、極めて多いものを××で夫々示した。そして、総合
判定の欄においては、結果が良好なものを○、不良なも
のを×で示した。

［実施例４〜５］ 熱可塑性ポリエステル樹脂を熱可塑性スチレンアクリ
ル酸エステル樹脂；分子量（Mn:約9500,Mw:約21500）に
代え、フッ化マグネシウム（平均粒径１μ以下）を15重
量部（実施例４）及び20重量部（実施例５）加えてヘン
シェルミキサーで良く混合した後、二軸押出混練機で混
練、冷却後、粗粉砕してジェット粉砕機と風力分級機に
より粉砕分級した以外実施例１と同様にして粒径４−20
μｍ、平均粒径11.5μｍのトナーを得た。

得られたトナーを実施例１と同様に評価した。結果を
表１にまとめて示した。

発明の効果 本発明に従い、フッ化金属化合物をトナーに添加する
と流動性およびトナー帯電の安定性が向上し、カブリ、
画像濃度の低下、トナー飛散が防止される。特に、フッ
化金属化合物の添加は、負帯電性トナーに対して有効で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−194453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−16234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−53651（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−204068（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−33496（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フッ化マグネシウムを含有することを特徴
   とする負帯電性の静電荷像現像用トナー。
2. 【請求項２】フッ化マグネシウムが平均粒径１μｍ以下
   である請求項１記載のトナー。
3. 【請求項３】平均粒径１μｍ以下のフッ化マグネシウム
   を表面に付着させてなることを特徴とする負帯電性の静
   電荷像現像用トナー。