JPH04355462A - 正帯電性磁性トナー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電印刷、
磁気記録等において、使用される正帯電性磁性トナーに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真法においては、光導電
性材料からなる感光層を有する感光体に均一な静電荷を
与えた後、画像露光を行なうことにより、当該感光体の
表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により
現像してトナー画像が形成される。得られたトナー画像
は、紙等の転写材に転写された後、加熱或は加圧等によ
り定着されて、複写画像が形成される。この際、感光体
の感光層の形成に用いられる光導電性材料としては、例
えば、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミニウム等の無機光
導電性材料、又はポリビニルカルバゾール等の高分子系
化合物もしくは低分量化合物よりなる有機光導電性材料
等が知られている。このうち、ポリビニルカルバゾール
に代表される、高分子系光導電性材料により形成された
感光層を有する有機感光体は、無機系光導電性材料に比
べ成膜性が良好である為、低コストで感光体を製造する
ことが出来、又、人体に対して毒性がない等の利点もあ
り、近年注目されている。しかし反面、感度が低いこと
、コロナ帯電工程或は露光工程において、早期に劣化し
易く耐久性に劣ること、又、環境条件によって感度或は
電荷保持能が変化し易いこと等の為、無機系光導電性材
料からなる感光層を有する感光体に比して未だ劣ってお
り、高性能の有機光導電性材料の開発が望まれている。 上記の問題点を克服する為に、近年、有機光導電性材料
として低分子量のものを用いることが提案されている。 即ち、低分子量の有機光導電性材料は、一般にバインダ
ー樹脂に対する分散性が良好である為、得られる感光層
は当該有機光導電性材料が微粒子状に均一に分散された
ものとなり、その結果、感度が比較的高い感光体を得る
ことが出来る。又、当該有機光導電性材料をバインダー
樹脂中に分散させて感光層を形成することにより、成膜
性が良好となる為、高い生産性で感光体を製造すること
が出来る。更に、感光層形成に使用可能な低分子量の光
導電性材料の種類が多い為、低分子量の光導電性材料を
適宜選択して用いることにより、従来よりも優れた性能
を有する感光体を得ることが可能である。以上の様に、
低分子量の有機光導電性材料により形成された感光層を
有する有機感光体は、従来の感光体に比して好ましいも
のである。ところで、有機光導電性材料は、通常、正の
電荷が移動することにより光導電性を示すものである為
、有機光導電性材料により形成された感光層を有する、
感光体表面に形成される静電潜像の極性は、負であるこ
とが好ましい。又、負の静電潜像を現像する為には、正
帯電性のトナーを含有する現像剤を用いることが必要と
なる。これに対し、従来において広く用いられているセ
レン等の無機光導電性材料からなる感光層を有する感光
体においては、その表面に形成される静電潜像の極性が
正となる為、当該静電潜像の現像には負帯電性のトナー
を有する現像剤が用いられている。この為、負帯電性の
トナーを含有する現像剤の研究開発は、相当になされて
いる。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記した有機
感光体の表面に形成される静電潜像の現像に用いられる
、正帯電性のトナーを含有する現像剤の研究開発は未だ
遅れており、十分な正帯電性のトナーを含有する現像剤
が得られていないのが実情である。一方、静電潜像を現
像する方法としては、湿式現像法と、乾式現像法とが知
られているが、前者の湿式現像法では、液体現像剤を用
いる為、悪臭を放つという問題点があり、又、転写材を
乾燥する為に高いエネルギーを必要とし、高速複写が困
難であるという問題点がある。これに対し後者の乾式現
像法は、この様な問題点を有せず、静電潜像の現像法と
して好ましく用いることが出来る。又、乾式現像法に用
いられる現像剤としては、磁性体を含有した磁性トナー
のみよりなるいわゆる１成分系現像剤と、磁性体を含有
しない非磁性トナーと磁性を有するキャリアとによりな
る、いわゆる２成分系現像剤とが知られている。これら
の中で、１成分現像方式は、キャリアとトナーとからな
る２成分現像方式が有するキャリアとトナーの混合比の
変化の問題点、キャリアのスペント化といった問題点が
解決出来る点で優れた方法である。従って、本発明の目
的は、上記の従来技術の問題点を解決した、乾式現像法
に用いられる１成分系現像剤を構成する、優れた現像特
性を有する新規な正帯電性磁性トナーを提供することに
ある。

【０００４】更に、近年、環境保護の観点から、転写工
程において、転写されずに感光体からクリーナーに回収
される、いわゆる廃トナーの量を減少させたいという要
請が強くなってきている為、より高い転写率を持つトナ
ーが求められている。本発明者らは、この問題点を解決
すべく鋭意検討の結果、トナー粒子の電気抵抗をより高
めることにより、トナーの転写性が高められることを見
い出した。これに対し、トナー粒子の電気抵抗を高める
方法のひとつに、トナー中に含有させる磁性粉の疎水化
処理があるが、従来よく知られている脂肪酸、ＴＴＳ等
で疎水化処理を施した磁性粉を含有する正帯電性トナー
では、低湿環境下でトナーが過剰に帯電してしまい、画
像濃度の低下等が生じるという問題がある。従って、本
発明の別の目的は、高い転写性を有する新規な正帯電性
磁性トナーを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決すべき手段】上記の目的は、下記の本発明
により達成される。即ち、本発明は、メルカプト基又は
ハロゲン基を有するカップリング剤で表面処理された磁
性粉を含有させたことを特徴とする正帯電性磁性トナー
である。

【０００６】

【作用】メルカプト基又はハロゲン基を有するカップリ
ング剤で表面処理された磁性粉を含有する正帯電性磁性
トナーは、電気抵抗が高い為、転写性がより良好なもの
となる。更に、低湿環境下においても、帯電量が過剰に
なることがない為、濃度の高い画像が安定して得られる
。

【０００７】

【好ましい実施態様】本発明の正帯電性磁性トナーを特
徴づける、磁性粉を処理する為に使用するメルカプト基
又はハロゲン基を有するカップリング剤について以下に
説明する。先ず、メルカプト基を有するカップリング剤
について説明すると、当該カップリング剤の中には、シ
ランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニ
ウムカップリング剤等があるが、その中でも、特にシラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤が好ましく使
用される。例えば、メルカプト基を有するシランカップ
リング剤としては、 ＨＳ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ ＨＳ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ ＨＳ（ＣＨ２）４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ ［ＨＳ（ＣＨ２）３］２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２ＨＳＣ６Ｈ
４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ （ＨＳＣ３Ｈ６）２ＣＨＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３等を
挙げることが出来る。又、メルカプト基を有するチタン
カップリング剤としては、 Ｔｉ−（ＯＣ３Ｈ６ＳＨ）４ Ｔｉ−（ＯＣ４Ｈ８ＳＨ）４ Ｔｉ−（ＯＣＨ２−Ｃ６Ｈ４ＳＨ）４ （Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）−Ｔｉ−（ＯＣ３Ｈ６ＳＨ）３
（Ｃ４Ｈ８ＣＯＯ）−Ｔｉ−（ＯＣ４Ｈ８ＳＨ）３等を
挙げることが出来る。

【０００８】次に、本発明の正帯電性磁性トナーに使用
するハロゲン基を有するカップリング剤について説明す
ると、上記と同様に、シランカップリング剤、チタンカ
ップリング剤、アルミニウムカップリング剤等があり、
その中でも、特にシランカップリング剤、チタンカップ
リング剤が好ましく使用される。又、ハロゲン元素が加
水分解基として、Ｓｉ／Ｔｉ原子と直接結合したもので
はなく、疎水基である有機基と結合しているものが特に
好ましい。例えば、ハロゲン基を有するシランカップリ
ング剤としては、 Ｃｌ（Ｃ３Ｈ６）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ Ｃｌ（Ｃ２Ｈ４）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ Ｃｌ（Ｃ４Ｈ８）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ （ＣｌＣ３Ｈ６）２ＣＨＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３Ｃｌ
Ｃ６Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３ （ＣｌＣ３Ｈ６）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）２等を挙げること
ができる。又、ハロゲン基を有するチタンカップリング
剤としては、 Ｔｉ−（ＯＣ３Ｈ６Ｃｌ）４ Ｔｉ−（ＯＣ４Ｈ８Ｃｌ）４ Ｔｉ−（ＯＣＨ２−Ｃ６Ｈ４Ｃｌ）４ （Ｃ４Ｈ８ＣＯＯ）−Ｔｉ−（ＯＣ３Ｈ６Ｃｌ）３（Ｃ
４Ｈ８ＣＯＯ）−Ｔｉ−（ＯＣ４Ｈ８Ｃｌ）３等を挙げ
ることができる。

【０００９】本発明の正帯電性磁性トナーに使用する上
記の様なカップリング剤で処理される磁性粉としては、
強磁性の元素を含む合金、化合物等であり、マグネタイ
ト、マグヘマイト等の鉄、亜鉛、コバルト、ニッケル、
マンガン等の合金や化合物、その他の強磁性合金等、従
来より磁性材料として知られているものが好ましく使用
される。又、磁性粉の形状としては、球形もしくはそれ
に近いものが好ましい。長軸径と短軸径との比で、１．
０〜１．４のもの、より好ましくは１．０〜１．２のも
の、更に好ましくは１．０〜１．１５のものである。こ
の際、磁性粉の形状の測定は、透過型電子顕微鏡で２０
，０００倍で、磁性粉の写真をとり、各粒子の最も長い
方向の長さを長軸径とし、最も短い方向の長さを短軸径
とし、（長軸径）／（短軸径）を長軸と短軸の径の比と
する。又、この様な磁性粉の表面を処理する前記カップ
リング剤の量としては、磁性粉に対して０．１〜１０重
量％が好ましく、より好ましくは０．２〜７重量％、更
に好ましくは０．３〜５重量％である。又、前記カップ
リング剤による磁性粉の表面処理の方法としては、上記
の磁性粉とカップリング剤とを撹拌機等により、一緒に
混合、撹拌することにより処理される。

【００１０】本発明の正帯電性磁性トナーに使用される
バインダー樹脂として用いられる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
ビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単量体；
スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、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−アクリル−アミノアクリル系共重合体、スチレ
ン−アミノアクリル系共重合体、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−ブタジエ
ン共重合体、スチレン−イソブレン共重合体、スチレン
−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マ
レイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重
合体等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、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリ
ビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、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
ス等が、単独或いは必要に応じて、２種類以上組み合わ
せて使用出来る。

【００１１】又、本発明の正帯電性磁性トナーには、必
要に応じて荷電制御剤、流動性改質剤を添加してもよく
、荷電制御剤、流動性改質剤はトナー粒子と混合（外添
）して用いてもよい。荷電制御剤としては、ニグロシン
染料、四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料
等が用いられる。これらの中でも特にニグロシン染料は
、本発明の正帯電性磁性トナーに用いた場合、特に優れ
た転写性を示し好ましい。流動性改質剤としては、コロ
イダルシリカ、脂肪酸金属塩等がある。又、増量の目的
で、炭酸カルシウム、微粉状シリカ等の充填剤を、０．
１〜２０重量％の範囲でトナー中に配合することも出来
る。更に、トナー粒子相互の凝集を防止してその流動性
を向上させる為に、テフロン微粉末の様な流動性向上剤
を配合してもよく、又、熱ロール定着時の離型性を良く
する目的で低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピ
レン、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワック
ス、サゾールワックス等のワックス状物質を０．５〜５
重量％程度加えることも出来る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。尚、本発明は、ここに挙げた例に限定
されるものではない。

【００１３】実施例１ 　　・スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合
重量比＝７５：２５）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００重量
部　　・ＨＳ（Ｃ３Ｈ６）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３　２重量
％で処理された　　球形のマグネタイト（長／短軸比＝
１．０５）　　　　　　　　　　　　　　　　８０重量
部　　・ニグロシン染料　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２重量部　　・低分子量ポリプロピレン　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４重量部上記材料を、ヘンシェルミ
キサーで前混合した後、１５０℃に熱した２本ロールミ
ルで２０分間混練した。混練物を放冷後、カッターミル
で粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用い
て粉砕し、更に風力分級機を用いて分級し、体積平均粒
径が８．７μｍの黒色微粉体を得た。この様にして得た
黒色微粉体１００部に対してコロイダルシリカ微粉体０
．６部を乾式混合し、本発明の正帯電性磁性トナー（現
像剤）を得た。

【００１４】このトナーをキヤノン（株）製複写機のＮ
Ｐ−１２１５に適用し、現像特性及び転写性の評価を行
った。尚、現像性の評価は、低温低湿環境下（１５℃／
１０％）で行った。この結果、画像濃度は初期から１．
４０あり、５００枚連続画出し後でも同様に１．４０で
あり、安定した画像が得られた。又、カブリも全くなか
った転写性の評価については、通常の環境下（２３℃／
６０％）で行った。転写率は、ベタ黒画像を複写し、感
光体上に現像されたトナー量（ｇ／ｃｍ２）と転写材上
に転写されたトナー量（ｇ／ｃｍ２）とをそれぞれ測定
して求めた。この結果、転写率は９２％と良好な転写性
を示した。

【００１５】実施例２〜７及び比較例１〜２磁性体とし
て、表１に示した、メルカプト基を有するカップリング
剤で処理したものを用いる以外は実施例１と同様にして
、本発明の正帯電性磁性トナーを作成し、更に、これを
用いて実施例１と同様の方法で現像特性及び転写性の評
価を行った。その結果を表２に示す。

【表１】　　　　　　　　　　　　　　　　　　表１

【
表２】　　　　　　　　　　　　　　　　　　表２

【０
０１６】実施例８ 　　・スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合
重量比＝７８：２２）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００重量
部　　・Ｃｌ（Ｃ３Ｈ６）　Ｓｉ（ＯＣＨ３）３　２重
量％で処理された　　　　球形のマグネタイト（長／短
軸比＝１．０５）　　　　　　　　　　　　　　８０重
量部　　・ニグロシン染料　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２重量部　　・低分子量ポリプロピレン　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　４重量部上記材料を、実施例１と
同様にヘンシェルミキサーで前混合した後、１５０℃に
熱した２本ロールミルで２０分間混練した。混練物を放
冷後、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用
いた微粉砕機を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて
分級し、体積平均粒径が８．７μｍの黒色微粉体を得た
。この様にして得た黒色微粉体１００部に対してコロイ
ダルシリカ微粉体０．４部を乾式混合し、本発明の正帯
電性磁性トナー（現像剤）を得た。

【００１７】このトナーをキヤノン（株）製複写機のＮ
Ｐ−１２１５に適用し、現像特性、転写性の評価を行っ
た尚、現像性の評価は低温低湿環境下（１５℃／１０％
）で行った。この結果、画像濃度は初期から１．４０あ
り、５００枚連続画出し後でも同様に１．４０であった
。又、カブリも全くなかった。転写性の評価については
、通常の環境下（２３℃／６０％）で行った。転写率は
、ベタ黒画像を複写し、感光体上に現像されたトナー量
（ｇ／ｃｍ２）と転写材上に転写されたトナー量（ｇ／
ｃｍ２）とをそれぞれ測定し求めた。この結果、転写率
は９３％と良好な転写性を示した。

【００１８】実施例９〜１４及び比較例３〜４磁性体と
して、表３に示した、ハロゲン基を有するカップリング
剤で処理したものを用いる以外は実施例８と同様にして
、本発明の正帯電性磁性トナーを形成し、更に、実施例
８と同様の方法で現像特性及び転写性の評価を行った。 その結果を表４に示す。

【表３】　　　　　　　　　　　　　　　　　　表３

【
表４】　　　　　　　　　　　　　　表４

【００１９】

【発明の効果】以上の様に、本発明の正帯電性磁性トナ
ーによれば、低湿環境下においても、帯電量が過剰にな
ることがなく優れた現像特性を有し、画像濃度の高い優
れた画像を安定して得ることが出来る。又、本発明の正
帯電性磁性トナーは、電気抵抗が高い為、優れた転写性
が実現され、転写工程において転写されずに感光体から
クリーナーに回収される、いわゆる廃トナーの量を減少
させることが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　メルカプト基又はハロゲン基を有する
   カップリング剤で表面処理された磁性粉を含有させたこ
   とを特徴とする正帯電性磁性トナー。