JPS58207052A - 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、静電記録法、磁気印刷法等に於て
形成される電気的あるいは磁気的潜像を現像するための
磁性トナーに関する。

従来より、電子写真や静電記録等の画像形成技術分野に
あっては、光導電性物質を利用した所謂感光体や静電記
録材等の誘電性或は、絶縁性表面上の電気的潜像を可視
化、即ち、現像するための方法は多種多様に存在してい
る。例えば、米国特許第２，２９ス６９１号明細書、特
公昭４２−２３９１０号公報及び、特公昭４５−２４７
４８号公報等に多数の方法が記載されている。電気的潜
像を可視化、即ち、現像する方法は直接的再生を望むか
、反転再生を望むかに応じて多少、異なるが該潜像の静
電荷に選択的に吸引または反発される検電性粒子すなわ
ち現像粒子（一般にトナーと呼ばれる。）を潜像担持面
に適用することにより行われる。直接的再生の場合、ト
ナーは潜像域内に付着し、反転再生の場合には、トナー
は潜像域外に付着する。

従来より、かかる現像法としては、乾燥粉体のトナーを
用いる所謂乾式現像法が広く知られている。例えば、米
国特許第２．８７　ａ、０６５号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同第２．６１２Ｌ５５２号明細書に記
載されているカスケード現像法及び、同第２．２２１，
７７６号明細書に記載されている粉末雲法等が知られて
いる。

これらの現像法に用いられる現像剤としては、一般にト
ナーと呼ばれる着色微粉末のみからなる一成分系のもの
と、これに鉄粉、ガラスピーズ等の担体物質（キャリヤ
ー）を併用する所謂、二成分系のものとに大別される。

前者の現像剤はそれを担持するための磁気金属スリーブ
等の導電体から誘導される電荷により、又、後者の現像
剤は摩擦帯電電荷によって潜像を現像することができる
。中でもトナーのみからなる一成分系現像剤を用いる現
像方法として、所謂、誘起現像法（例えば、特公昭３７
−４９１号公報に記載）が良く知られている。

この方法は要するに、導電性と磁性を有するトナーを磁
石を内装したスリーブに付着させトナーによる磁気ブラ
シを形成・、し該磁気ブラシを静電潜像担持体に接触し
潜像をトナーで現像するものである。この現像方法に於
ては、トナーが導電性を有する事によって磁気ブラシを
静電潜像に対向させたとき、トナーに静電潜像と逆極性
の電荷が誘起され、かくして電荷を誘起されたトナーと
、静電潜像の間の電気的引力に基づき潜像が現像される
のである。斯かる誘起現像法に於ては、先述のとおり、
使用する現像剤が、トナーのみからなるので、これが担
体物質（キャリヤー）と併用される場合の如きそれ等の
混合比率（つまり、トナー濃度）の調整が不要であり、
又、現像剤を帯電させるだめの撹拌操作を特に必要とし
ないから現像装置全体を簡略且つコンパクトに構成でき
ると云う利点を持つ。更に、キャリヤーの経時的劣化に
基づく、現像画質の低下と云った不都合も生じない。以
上の如き利点を持つ誘起現像法も従来は酸化亜鉛等の感
光材を塗工した感光紙に静電潜像を形成し、これを直接
トナーで現像する方式に於てのみ実用されているのが実
状である。しかしながら５近時、当該技術分野に於ては
、現像像を他の転写材（例えば、普通紙）に転写する工
程を含む複写方式が汎用されているのであるが、先に説
明した誘起現像法をこれに適用することは極めて困難で
あり、且つ又、不都合も多い。

つまり、導電性トナーが使用されるために、その転写操
作が制約を受けることによる。例えばコロナ転写法が採
られる場合（：コロナ転写法は、静電潜像担持体上に形
成されたトナー像に転写材を接触せしめ該転写材の背面
よりコロナ放電により帯電し転写するものである）トナ
ーが導電性であると転写材を貫通する微少なコロナ電流
によりトナー粒子が転写材と同極性の電荷を有し、転写
が十分に行われないだけでなくトナ一層全体が同極性の
電荷を有する状態となるため、トナー粒子同志の反発力
（より現像画像がみだれる等の不都合を生じるのである
。

また、特開昭５０−４５６５９号公報には絶縁性の磁性
トナーを用いトナー支持部材表面との摩擦帯電効果によ
ってトナーを帯電し、静電潜像を現像する方法が記載さ
れており、この現像トナー像は静電的に転写できること
が記載されている。しかし、絶縁性磁性トナーは微粉末
状の磁性体がトナー中に相当量混合分散されているため
に、トナーの荷電性が悪かったり、不安定で使用中にト
リボ電荷量が変化し、常に安定した画像を得ることが困
難である。この原因は主に、磁性体がその表面に活性度
の不均一部位を有し、−１だ磁気特性を有しているため
に結着樹脂中に磁性トナーとしての必要量だけ分散させ
る際に結着樹脂中で凝集しやすく、分散性が悪くなり、
その結果粉砕トナー粒子間で磁性体の含有率が異なり不
均一トナー組成となりやすい事、また、トナー中に必要
に応じて添加される荷電制御剤の結着樹脂と磁性体とに
対する親和力に差がある事が多く、磁性体を結着樹脂に
分散した際に、荷電制御剤の不均一分散を引き起こす事
にも原因する。

また１通常トナーに用いられる磁性体は、水分との親和
力が強く、トナーに用いた場合、高湿環境下で吸着水分
の影響により、現像特性の劣下及び転写特性の劣下現像
が生じ実用上使用不能となる場合が多い・ 更に、磁性トナーは耐衝撃性に弱く、機械的耐久性の面
でも種々問題がある。

更に、磁性トナーは流動性が悪く凝集が生じ易い欠点が
ある。

本発明は、上記の如き欠点を解決した磁性トナーを提供
するものである。

本発明の目的は、荷電性が良好でしかも使用中に常に安
定した荷電性を示し鮮明でカブリのない画像の得られる
静電荷像磁性トナーを提供するものである。

更に本発明の目的は、キャリヤーを用いない一成分系現
像剤に於て、良好で均一な磁性を示し、且つ静電的に転
写のてきる磁性トナーを提供するものである。

更に、本発明の目的は、流動性に優れ、凝集を起さず、
耐衝撃性にも優れている磁性トナーを提供するものであ
る。

更に１本発明の目的は、Ｆ′弁−保持部材或いは感光体
表面への付着物の少ない磁性トナーを提供するものであ
る。

更に、本発明の目的は、高湿環境下においても、安定し
た転写効率を有する磁性トナーを提供するものである。

更に、本発明の目的は、製造上のバラツキのない均一な
磁性トナーを提供するものである。

すなわち、本発明は磁性粉と結着樹脂を主成分とする磁
性トナーにおいて、前記磁性粉が化学式 （ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はアルキル基、Ｒ４はアル
キル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、およ
びそれらの誘導体〕で表わされるアルミニウムキレート
で処理されている事を特徴とする磁性トナーにある。

本発明に用いる前記化学式 ％式％ で表わされるアルミニウムキレートは、磁性粉の表面に
存在する水酸基と化学結合もしくは強いファンデルワー
ルス結合を起こし、磁性粉表面を改質する事ができる。

本発明の如く、上記化学式で表わされるアルミニウムキ
レートで表面処理された磁性粉を用いた磁性トナーは未
処理の磁性粉を用いた磁性トナーに比べて、前述の本発
明の目的を充分に達成する事ができ、極めて好ましいも
のである。

特に本発明のトナーは帯電特性が強く、均一で安定であ
り、高湿環境下での現像特性、転写特性に秀れており、
繰り返し使用の際のトナー特性の安定性にも秀れて計り
、磁性トナーとして最適であった。

本発明に用いられる前記化学式で表わされるアルミニウ
ムキレート化合物としては、例えばエレート、エチルア
セトアセテートアルミニウムジブテレート、オレイン酸
アセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、ア
ルミニウムトリス（エチルアセテート）、及びこれらの
末端にアミノ基、ビニル基、クロル基、メタクリロキシ
基、エポキシ基、グリシドキシ基、ウレイド基、などの
極性基を付与した誘導体などが用いられる。

該アルミニウムキレートの好ましい処理量とＡ７ｔ しては、磁性粉に対して、０．０１〜２０−％ｔ （特に好ましくは０．１〜１（１ａｍ％）が好ましい。

０．０１−９未満の処理量では効果がなく、２０ｖＪ′
を 一％以上であると、未反応のアルミニウムキレートの分
解物の量が多くなり、これは本発明のトナーの物性には
悪影響はないが、これ以上多く添加するメリットは薄れ
る。

磁性粉をアルミニウムキレートで処理する方法としては
、本発明に用いるアルミニウムキレートは磁性粉の表面
に存在する化学的あるいは物理的にもつ結合水と容易に
化学反応し、磁性粉の表面にアルミニウムキレートの分
解物が被覆されるために、乾式法、湿式法のいずれの方
法も採用する事ができ、従来公知の処理方法が広範囲に
用いられる。例えば、ヘンシェルミキサーやボールミル
のごとき混合機中・に磁性粉及び適当量のアルミニウム
キレートを投入し、乾式混合する。あるいは、アルミニ
ウムキレートを適当な溶剤に溶解させた後、磁性粉を投
入し混合し溶剤を除去する方法。あるいは、磁性粉と結
着樹脂とを熱溶融混練する際に同時にアルミニウムキレ
ートを添加する方法。さらにアルミニウムキレートを溶
解させた溶液中に結着樹脂を溶解させ磁性粉を添加した
後、スプレードライ法でトナー粉体を得る方法など種々
の方法が用いられる。

本発明で使用する磁性粉としては、強磁性の元素及びこ
れらを含む合金、化合物などであり、鉄、コバルト、ニ
ッケル、マイガンなどの合金や化合物、その他の強磁性
合金など従来より磁性材料として知られている物質があ
る。磁性粉の粒径としては、０．０１〜１０μが好まし
く５特［０，０５〜５μが特に好ましい。

本発明に使用するトナーは前記磁性粉の他に。

結着樹脂、必要に応じて添加剤を含有しているが、結着
物質としては、例えばポリスチレン、ポＩＪ　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
の置換体の未架橋の単重合体；例えばスチレン−ｐ−１
０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、スチレンービニ
クナフタレン共重合体、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、スチレンーアダリル酸
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−ビニルメチルエーテル共重
合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共ｆｃ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−インデン共重合体などの未架
橋のスチレン系共重合体：シリコーン樹脂、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、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、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。

また、本発明に使用する着色物質としては公用のものが
すべて使用可能であるが、例えばカーボンブラック、鉄
黒、グラファイト、ニグロシン、モノアゾ染料の金属錯
体（特公昭４ｌ−２０ｊ５３号公報、同４３−１７９５
５号公報。

同４５−２７５９６号公報、同４４−６５９７号公報、
同４５−２６４７８号公報記載のもの）、群青、フタロ
シアニンブルー、ノ・ンサイエロー、ベンジジンイエロ
ー、キナクリドン、各種レーキ顔料などの染顔料が使用
できる。

また潜像を本発明のトナーを用いて現像するには米国特
許第へ９０９．２５８号明細書に記載されている導電性
の磁性トナーを用いる方法、特開昭５４−４２１４１号
、同５５−Ａ８６５６号に記載されている絶縁性磁性ト
ナーを用いる方法、あるいは高抵抗の磁性トナーを用い
る方法などがあるが、前記特開昭５４−４２１４１号公
報、同第５５−１８６５，４５号公報に記載されている
絶縁性トナーを用いる方法が特例好ましい。

すなわち、静電像を表面例保持する静電像保持体と絶縁
性磁性現像剤を表面に担持する現像剤担体上を一定の間
隙を設けて配置し、前記絶縁性磁性現像剤を現像剤担体
上に前記間隙よりも薄い厚さに担持させ、該絶縁性磁性
現像剤を磁界の作用下で前記静電像保持体に転移させて
現像する方法である。

この様に構成されたトナーの特徴は、アルミニウムキレ
ートで表面処理された磁性体が含有されているために、
トナー粒子間の摩擦帯電量のバラツキがなく、しかも強
く帯電されてお勺、使用中、常に安定した荷電性を示す
ために従来完全には防ぎ様のなかった現像カブリの全く
ない鮮明で高濃度の画像が得られ、トナーの耐久使用で
の帯電性の変化による画像の変質がなく。

高品質な画像を長期間帯る事ができる事にある。

さらにいくつかの実用上重要な特性がある。

その一つは流動性に優れ凝集を起さず、耐衝撃性にも優
れているために、トナーの耐久性が著しく向上する事に
ある。

更に、アルミニウムキレートで処理された磁性体と結着
樹脂との用互作用のため温度、湿度等の環境変化による
帯電量の変化がほとんどなく１％に高温高湿時の転写効
率が常湿時のそれとほとんど変化がない事である。

更に、トナー保持部材、或いは感光体表面への付着物の
少ない磁性トナーである事を特徴としている。

以上１本発明の基本的な構成と特色について述べたが、
以下実施例に基づいて具体的に本発明の方法について説
明する。しかしながら、これ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う 〔実施例１〕 マグネタイト１００重量部とエチルアセトアセテートア
ルミニウムジイソプロピレートの１０％ベンゼン溶液１
０重量部とを混合撹拌し、熱を加えて、ｎ−ヘキサンを
飛ばし、６０分間１００℃に保つ。しかる後冷却してエ
チルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート
テ処理されたマグネタイトを得た。この処理された磁性
体６０重量部、スチレン−アクリル酸プナル（８０：２
０）共重合体ｉｏｏ重量部、含金染料（商品名、ザポン
ファーストブラックＢ、ＢＡＳＦ製）２重量部、ポリエ
チレン２重量部を混合し、ロールミルにて溶融混練する
。冷却後粗粉砕し１次いでジェット粉砕機にて微粉砕す
る。しかる後分級して、５〜２０μを選別しトナーを得
る。このトナー１００重量部と疎水性コロイダルシリカ
微粉末０．５重量部とを混合し、現像剤とした。この現
像剤を市販の複写機（商品名、ＮＰ−４００ＲＥ、キャ
ノン製）に適用して画出しした。カブリのない鮮明な画
像が得られた。

また５万枚の耐久テストを行なったが、複写品質の低下
は殆んどなかった７さらに高温高湿下で画出しを行なっ
たが鮮明な画像が得られた。

〔実施例２〕 エチルアセトアセテートアルミニウムジインプロピレー
トの代わ９に、アルミニウムトリス（エチルアセトアセ
テート）を用いることを除いては、実施例１とほぼ同様
に行なったところ、鮮明な画像が得られた。

〔実施例６〕 実施例１の処理された磁性粉６０重量部、スチレン−メ
タクリル酸ブチル（７０：３０）共重合体１００重量部
、ニグロシン染料３重量部、ポリプロピレン６重量部を
用いて、実施例１とほぼ同様にしてトナーを作成した。

このトナー１００重量部とシリカ微粉末０−４重量部と
を混合して現像剤とした。

次に酸化亜鉛１００重量部、スチレン−ブタジェン共重
合体２０重量部、Ｄ−ブチルメタクリレート４０重量部
、トルエン１２０重量部、ローズベンガル１％メタノー
ル溶液４重量部カらなる混合物をボールミルにて６時間
分散混合した。これを０．０５１３１厚のアルミニウム
板に乾燥塗布厚が４０μになるようにワイヤーバーにて
塗布し、温風にて溶剤を蒸散させ酸化亜鉛−バインダー
系感光体を作成してドラム状とした。

この感光体に−６にＶのコロナ放電を行ない全面一様に
帯電した後、原画像照射を行ない静電潜像を形成した。

この潜像を前記現像剤を用い、第１図に示す現像装置で
現像した。同図において、１は前記感光ドラムで矢印方
向に定速に回転する。２は現像剤６を担持搬送する為の
５０露径の円筒スリーブである。スリーブ表面磁束密度
７００ガウス、穂切りブレード５−スリーブ２表面間距
離０．２簡のスリーブ回転マグネット３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
前器感光ドラム表面−スリーブ表面間距離０．２５ｍ１
Ｃ設定し、スリーブにＩ　ＫＨｚｌ、３にＶの交流及び
−１５０ｖの直流バイアスを印加する。

上記現像装置で前記現像剤を用いて現像後転写紙の背面
より−７にＶの直流コロナを照射しっつ粉像を転写し、
複写画像を得た。カプリのない鮮明な画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁性現像剤を適用する現像装置の一実施例の
略示断面図。 １−・・感光ドラム ２・　スリーブ ６・・現像剤 １　ゝ。 出願人　キャノン株式会社 代理人　丸　島　儀　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁性粉と結着樹脂を主成分とする磁性トナーにおいて、
   前記磁性粉が化学式 （ここで、Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３はアルキル基、Ｒ４はアル
   キル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、およ
   びそれらの誘導体）で表わされるアルミニウムキレート
   で処理されている事を特徴とする磁性トナー。