JPS61236560A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等にお
いて形成される静電像を現像するための磁性トナーに関
するものである。

一般に、磁性トナーはバインダー樹脂の粒子体中に着色
剤などのトナー成分とともに磁性体０微粉末を分散含有
せしめて構成され、キャリアと混合されずに使用される
いわゆる一成分系現像剤として用いられる。

〔従来の技術〕

静電像の現像は、帯電させたトナー粒子を静電引力を利
用して感光体表面に形成された静電像に付着させ、この
静電像を可視化するプロセスである。そして、この現像
プロセスを繰り返して行うためには、現像プロセスの１
サイクルごとに、感光体上に残留したトナー粒子を除去
して感光体をクリーニングする必要がある。このような
りリーニングには、例えば、ゴム製ブレードなどの接触
部材（以下、単に「ブレード」という。）によって感光
体上の残留トナーｔこすジ取る、いわゆるブレードクリ
ーニング法が好ましく用いられている。

ところで、磁性トナーヶ用いた現像プロセスにおいては
、上述のブレードクリーニングだけでは除去することの
できないトナーによる感光体汚染やブレードによる摺擦
傷を生じやすく、感光体の早期劣化を招くという問題を
有する。

すなわち、磁性トナー粉末に混在している磁性体粒子、
例えばトナーの製造段階の粉砕工程などにおいてバイン
ダー樹脂からこほれ落ちた磁性体粒子、あるいは磁性ト
ナー粒子の表面にその一部が露出している磁性体粒子が
、感光体の表面においてクリーニングブレードによって
機械的にこすり取られるときに感光体の表面に埋め込ま
ｎたすすることによってかきｊＩｊＩｊを形成して感光
体を損傷することがある。そして、現像プロセスがくり
返し行わｎるうちにこの損傷個所にトナー成分が徐々に
付着・堆積して感光体上にトナー汚染を生じ。

ついにはこの汚染部分のトナー成分が転写紙圧転写され
黒点状の画像汚れを生ずるに至る。このようにして生じ
た感光体のトナー汚染は、クリーニングブレードによる
摺擦によってももはや除去することができないものであ
り、感光体の劣化を著しく早めてしまう原因のひとつと
なっている。ま九、ブレードを用いて感光体をクリーニ
ングすることＫより、感光体表面にブレードによる摺擦
傷を生じることがある。これＫより感光体表面の電荷が
不均一となり、摺擦傷に対応した画像荒れを生じる。こ
のことも感光体の劣化を早める一因となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、ブレードクリーニングによっても除去するこ
とのできない感光体のトナー汚染の発生という問題を解
決し、このトナー汚染の原因となる感光体に２ける局部
的な損傷な生ずることなく、画像汚れのない高品質の複
写画像を長期圧わたって安定に形成することができる磁
性トナーを提供することを目的とする。

本発明のさらに他の目的は、ブレードクリーニングにお
いてブレードによって生じる摺擦傷の発生という問題を
解決し、長期にわたって鮮明な複写画像を形成すること
ができる磁性トナーを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用３以上の問題
点は、酸化セリウムを必須成分とし、さらに他の希土類
元素化合物の少くとも１つを含む研磨剤を、トナー粉末
に対してｏ、ｏｉ〜１ｏｘ量％混合してなることを特徴
とする磁性トナーによって解決されるう すなわち、本発明の磁性トナーはｌングー倒脂、磁性体
粒子および必要に応じて加えられる着色剤などの添加剤
を混合、練肉、粉砕して製造りなる研磨剤／を混合して
構成される。

以上の構成の磁性トナーにおいては、現像プロセスにお
いて研磨剤が感光体表面に均一な状態で付着し、ブレー
ドクリーニングの際にブレードの掃き取り操作に伴って
感光体表面を摺擦してこれを研磨するので、感光体表面
は常に平滑な状態を保持することができる。したがって
、感光体表面に形成された局部的な損傷部分にトナー成
分が付着して生ずる感光体汚染あるいはブレードによる
摺擦傷の発生が防止される。

ムを必須成分とし、こ九にランタン、ネオジム、プラセ
オジムなどの希土類元素の化合物の少くとも１つを含有
した微粉末、具体的には、セリウムを含む複数の希土類
元素の各酸化物の混合体あるいはセリウムを含む複数の
希土類元素よりなる多成分系酸化物などの微粉末（この
場合必要ならばイツト−ＩＪウム化合物を含んでも良い
。）によって構成される。この微粉末の粒径は好ましく
は０．Ｏ１〜ｌＯμｍ１％忙好ましくは微粉末の粒子の
５０′Ｎ量％以上が０．０５〜３μｍの範囲に存在する
ものとされる。研磨剤の粒径が０．０１μＭ場合にはそ
の研磨力は小さく、感光体表面を清浄化する作用が小さ
い。一方、粒径が１０μｉ場合には。

研磨剤自身によＶ感光体に傷を発生させてしまい、研磨
剤としての効果を失う。上記研磨剤の使用量は、トナー
粉末に対して０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０
２〜６重量％である。研磨剤の使用量が０、Ｏｌ　重量
％に満たない場合にはそのクリーニング効果が小さく、
一方便用量が１０重量％を越える場合には磁性トナーの
流動性が低下し、画像濃度ならびに画像の鮮鋭性が不十
分となる。

本発明の研磨剤においては、酸化セリウムを必須成分と
して、さらに他の希土類元素化合物の少　　　′なくと
も１つを含んでいる。酸化セリウムＣｅ（Ｊｚはダイヤ
モンド研磨剤、アルミナ研磨剤等と比べると歌い性質の
ものであるので感光体をソフトに研磨できる。アルミナ
Ａ１２０ｇやダイヤモンドは相当な硬さを持っており、
その研削力は大きく、セレンや有機材料で構成される電
子写真用感光体に対して作用効果が大き過ぎ、感光体の
損傷度合が激しく、感光体の交換サイクルが早まり、コ
ストが大きくなる。またＡｌ２Ｏ３やダイヤモンドはそ
の硬さが大きい故に、粒子の粒径分布に巾があり、感光
体に研磨傷を発生させやすい。Ａｌ１２０３や、ダイヤ
モンドの粒径な一定の好ましい範囲にしようとすれば、
粒度のｇ４整が必要となり、高価なものとなってしまう
。この点ｃｅｏ２は製法の関係から１μｍ以下の粒子を
作りやすく、まｆｃ丈の一粒度ぜ、赤味シャープなもの
となる。しかし％　ＣｅＯ２は研磨力がソフトであるが
故にその研削力は弱く、これ単独では感光体上で発生す
るフィルミングの発生に対して十分対応出来ない。一方
、　Ｌａ２０汲びその他の希土類元素化合物はＣｅＯ２
と同じ（１，ａｍ以下の粒子を作りやすく、粒度分布も
ほぼ同じであるが、　ＣｅＯ２よりも硬い性質な持つ。

しかしながらＬｈ２０＠　　やその他の希土類化合物単
独では、ダイヤモンドやＡｌ１（Ｊ３　　と同じく研削
力が大き過ぎて感光体の損傷度合瀘激しく感光体の交換
サイクルが早ｔｖ高価なものとなってしまう。よってＣ
ｅ（Ｊｚ　Ｋランタン、ネオジム、プラセオジムなどの
希土類元素化合物を混合することにより、所望とする硬
度が得られ、感光体を平滑にしかも清浄にすることがで
きる。

一方ランタン、ネオジム、プラセオジムは自然界におい
てセリ９五と一諸に産出するが、これを各元素に、分離
精製することはコストアップとなり、好ましいものでは
ない。そのためｃｅｕ２とその他の希土類元素をそのま
ま一諸に使う方が安価で性能が良い。

本発明において特に好ましく用いることのできる研磨剤
は、セリウム元素九対するランタン元素の重量比う；ン
タン／セリウムが０．０１−１０．好ましくは０．０３
〜８となるものである。ここで本発明着色剤その他の添
加剤が分散されて構成され、通常用いられるトナーの製
造法、例えば溶融混線法、懸濁重合法などによって製造
される。

トナーに用いられるバインダー樹脂としては、例、ｔ　
ｋｉ　ｐ−クロルスチレン、メチルスチレン等ノスチレ
ン類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル等ノハロ
ゲン化ビニルａ　：　酢ａ　ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、ペンゾエ酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル
類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシ
ル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸３−クロルエ
チル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸１ａｏ＋−ブチル等の
α−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエステル類；アク
リロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミド
、ビニルメチルエーテル、ビニルイソフチルエーテル、
ビニルエチルエーテル等ノビニルエーテル類：ビニルメ
チルケトン、ビニルへキシルケトン、メチルイソプロペ
ニルケトン等のビニルケト７類などの単量体を重合させ
たホモポリマー或いは、この他の樹脂としてエポキシ樹
脂、ロジン変性フェノールホルマリンｍ脂、七にロース
樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、
ポリエステル樹脂、スチレンープタジエシ情刀旨、ポリ
ウレタン樹脂、ポリビニルホルマール四指、メラミン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、テフロン等のフッ素樹脂等
の樹脂を単独で若しくはブレンドして使用することがで
きる。また、バインダー樹脂は、単量体成分として上記
単量体の他にジビニルベンゼン等のジビニル化合物ある
いはジアリル化合物などの架橋性単量体を添加して得ら
れる三次元構造を荷するホモポリマーであってもよい。

トナーに用いられる磁性体の具体例としてはｔコバルト
、鉄、ニッケルなどの金属、アルミニウム、コバルト、
銅、鉄、鉛、ニッケル、マグネシウム、スズ、亜鉛、金
、銀、セレン、チタン、りングステン、ジルコニウムな
どの金属の合金及びそれらの混合物、酸化アルミニウム
、酸化鉄１酸化ニツケルなどの磁性金属酸化物及びこれ
を含む金属化合物、強磁性フェライト及びその混合物を
挙げることができる。こｎらの磁性体は微粉末とざｎて
トナー粒子中に分散され、その割合は、トナー粉末全量
に対して１０〜８０重量％、好ましくは３５〜６５１Ｌ
童％とさｎる。なお磁性体が着色剤としての効果を示す
こともある。

トナーに用いられる着色剤としては、例えばカーボンブ
ラック、ニグロシン染料（Ｃ，Ｉ・／［５０４１５Ｂ）
、アニリンブルー（Ｃ，１，Ａ３０４０５）、カルコオ
イルブルー　（Ｃ、Ｉ　、Ａａｚｏｅｃ　Ｂｌｕｅ　３
　）、クロームイエロー（Ｃ，１，Ａｌ４０９０）、ウ
ルトラマリンブルー（Ｃ藝Ｉ−Ｉ＆７７１０３）、デュ
ポンオイルレッド（Ｃ・工・ｌ６２６１０５）、オリエ
ントオイルレッドφ３３０（Ｃ−Ｉ・ムロ０５０５）、
キノリンイエロー（Ｃ，Ｉ・４４７００５）、メチレン
ブルークロライド（ｅ、Ｉ・４５２０１５）、７タロシ
アニンブルー（Ｃ，１，Ａ７４１６０）、マラカイトグ
リーンオフサレート（ｅ、１．Ａ４２００ｏ）、ランプ
ブラック（Ｃ脅１．ム７７２６６）、ローズベンガル（
Ｃ・工・ム４５４３５）　、オイルブラック、アゾオイ
ルブラック、その他のものを単独で、または混合して用
いることができる。これら着色剤は、十分な濃度の可視
像が形成されるに十分な割合で含有されることが必要で
あり、通常バインダー１００重量部に対して１〜２０重
量部重量部側合とさｎる。

また、トナーには必要に応じて他の添加剤、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレンなどよりなるオフセット防止
剤、外添剤としてシリカ、アルミナ、酸化チタン、フッ
化ビニリデン、フッ素化微粉末粒子などの流動性向上剤
を添加することができる。なお流動性向上剤のトナー粉
末全量に対する割合は０．０１〜５．０重量％であるこ
とが好ましい。

この流動性向上剤の添加によってトナーの流動性が更に
良好なものとなって現像性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれ
らに限疋されるものではない。なお［ＳＪおよび「部」
はそれぞれ重量％および重量部を表わす。

実施例１ スチレン−ブチルメタクリレート共重合体（重量組成比
スチレン：ブチルメタクリレ−）＝７０：３０　）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　５０部磁性体１’−
ＢＬ−５００Ｊ（チタン工業社製）　　　　５０部ポリ
プロピレン「ビスコール６６０ＰＪ（三洋化成社製）２
部 ニグロシン染料「ニグロシンベースＥＸＪ（オリエント
化学社製）１．５部 以上の物質を混合し、溶融、混練、冷却、粉砕及び分級
の工程による通常のトナー製造方法により平均粒径１３
．１μｍのトナー粉末を製造した、つぎに、このトナー
粉末に以下の外部添加物質。

疎水性シリカｌ’−Ｒ−９７２Ｊ（日本アエロジル社製
）０．４部 研磨剤（平均粒径：　ｏ、４部ｍ〕　　　　　　ｏ、ｏ
ｓ部（組成割合） Ｃｅ（Ｊｚ　　　　　　　　　　　　　　　６８．０％
Ｌａ２Ｏ３１７，０％ Ｎｄ３０１　　　　　　　　　　　　　１１．０％Ｐｒ
６Ｏ１１３，０％ Ｆ　ｅ　２０３　　　　　　　　　　　　　　０．５　
％その他　　　　　　　　　　０．５％ を添加し、これらをタービュラーミルで均一に混合して
本発明の磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用い、ブレードクリーニング機構を用
いてなる電子写真複写機［Ｕ−Ｂ　ｉ　ｘ　１２００Ｊ
改造機によって実写テストを行った。その結果、目的と
した１５１４０００回の連続複写後においても黒点状の
画像汚れのない鮮明な複写画像が得られ、また感光体表
面を観察したところブレードによる摺擦傷も見られず、
十分実用に耐え得ることが確認さｎ次。さらに複写を続
けたところ、１７，０００回の複写回数に至ったころか
ら複写画像にわずかにトナー付着による画像汚れが発生
した。感光体の表面を観察したところ、黒点状のトナー
付着による汚染がわずかにみられ友。

実施例２ 実施例１忙おける、トナー物質のかわりに以下の物質、 スチレン−ブタジェン共重合体（重量組成比９０：１０
）　　　　　　　　　　　　　　　　６０部磁性体［Ｂ
Ｌ−５００Ｊ　　　　　　　　　　４０部ポリプロピレ
ン［ヒスコール６６０ＰＪ　　　　　　　　　２部二ク
ロシン１ｋｌｌ＋ｒニグロシンベースＥＸＪ　　　　　
　　１．５Ｎを用い、外部添加物質として以下の物質、
疎水性シリカ「Ｒ−９７２Ｊ　　　　　　　　　Ｏ，４
部研磨剤（平均粒径：０．１μｍ）　　　　　　　０．
２ｆｆｌＳ（組成割合） Ｃｅ０２　　　　　　　　４９．０％ ＬＪ１２０３　　　　　　　　３５．０％Ｎｄ２０ａ　
　　　　　　　　１１．８％Ｐｒ６Ｏ１１４，１％ その他　　　　　　　　　０．１％ を用い九ほかは実施例１と同様にしてトナー粒子の平均
粒径が１３．１μｍの磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストを
行ったところ、２へ０００回にわたる連続複写後におい
ても黒点状の画像汚れのない鮮明な高品質の複写画像が
得られた。また、感光体表面を観察したところ、黒点状
のトナー汚れは全くみられず、清浄な状態であつ九。

また・ブレードによる摺擦傷も認められなかった。

実施例３ 実施例１における外部添加物質としての疎水性シリカ［
Ｒ−９７２Ｊ　の使用量を０．４部から０．３部に％研
磨剤の使用量Ｙ０．０５部から０．５部忙かえ平均粒径
ＶＯ，ａμｍとしたほかは実施例１と同様にしてトナー
粒子の平均粒径が１２μｍの磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストヲ
行ったところ、２α０００回にわたる連続複写後におい
ても黒点状の画像汚れのない鮮明な高品質の複写画像が
得られた。また、感光体表面を観測したところ、黒点状
のトナー汚れは全くみられず、清浄な状態であった。ま
たブレードによる摺擦傷も認められなかつン１゜ 実施例４ 実施例ＩＫおける外部添加物質としての研磨剤の使用量
を０．０５部から１部にかえ平均粒径な１μｍとしたほ
かは実施例１と同様にしてトナー粒子の平均粒径が１２
μｍの磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストｖ
行ったところ、２０，０００回にわたる連続複写後にお
いても黒点状の画像汚れのない鮮明な高品質の複写画像
が得られた。ま九、感光体表面ヲ観察したところ、黒点
状のトナー汚ｎ、は全くみらｎず、清浄な状態であった
。

また、ブレードによる摺擦傷も認められなかった。

実施例５ 実施例２における外部添加物質としての１研磨：＃≠剤
の使用Ｘを０．２部から１．５部にかえ平均粒径な２μ
ｍ　としたほかは実施例２と同様にしてトナー粒子の平
均粒径が１３．１μｍの磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストを
行ったところ、２０．０００回にわたる連続複写後にお
いても黒点状の画像汚れのない鮮明な高品質の複写画像
が得られた。また、感光体表面を観察したところ、黒点
状のトナー汚れは全くみられず、清浄な状態であった。

またブレードによる摺擦傷も認められなかった。

実施例６ 実施例２における゛、トナー物質のかわりに以下の物質
。

スチレン−ブチルメタクリレート−メチルメタクリレー
ト共重合体（重量組成比５０：３０：２０）５０部 磁性体１”ＢＬ−５００Ｊ　　　　　　　　　　５０部
ポリプロピレン「ビスコール６６０ＰＪ　　　　　　　
　　２部ニグロシン染料「ニグロシンベースｇＸＪ　　
　　　　　　２部を用い、研磨剤の使用量ヲ０．２部か
ら４部にかえ平均粒径な６μｍとしたほかは実施例２と
同様にしてトナー粒子の平均粒径が１０．１μｍの磁性
トを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストを
行つ次ところ、２０，０００回にわたる連続複写後にお
いても黒点状の画像汚れのない鮮明な高品質の複写画像
が得られた。また、感光体表面を観察したところ、黒点
状のトナー汚れは全く与られず、清浄な状態であった。

またブレードによる摺擦傷も認められなかった。

実施例７ スチレンー２−エチルへキシルアクリレート（重量組成
比８５：１５）　　　　　　　　　　５０部磁性体ｒＢ
Ｌ−５００Ｊ　　　　　　　　　　　５０部ホリフロピ
レン「ビスコール６６０ＰＪ　　　　　　　　　２部ニ
グロシン染料［ニグロシンペースＥＸＪ　　　　　　　
　２部以上の物質を混合し、溶融、混線、冷却、粉砕、
分級による通常のトナー製造方法により、平均粒径１１
，２μｍのトナー粉末を得た。次にこのトナー粉末に疎
水性シリカ１−Ｒ−９７２Ｊ　０．４部および下記組成
の研磨剤（平均粒径４μｍ　）　１３部Ｃｅ　０２　　
　　　　　　２４．１％Ｌａ２（３Ｂ　　　　　　　　
６８．５％Ｎｄ２０Ｂ　　　　　　　　　　　５．２％
Ｐｒ６０ｕ　　　　　　　　　　　１．２％その他　　
　　　　　　１％ を添加し、これらをタービュラーミルで均一に混合して
本発明のトナーを得た。このトナーを用いて実施例１と
同様に実写テストを行う几ところ、２へ０００回にわた
る連続複写に於ても、黒点状の汚れのない、鮮明な複写
画像が得られた。ま几感元体の表面を観察したところ付
着物は見られなかった。またブレードによる摺擦傷も認
められなかつ几。

比較例１ 実施例１における外部添加物質としての研磨剤を用いず
、実施例１と同様にしてトナー粒子の平均粒径が１２μ
ｍの磁性トナーを得た。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テストを
行ったところｔＩＬＯＯＯ回にわたる連続複写後におい
て、複写画像に黒点状の画像汚れが発生した。　′ また、感光体表面を観察したところ、黒点状のトナー汚
れが感光体表面の全体にわたってみられた。

ま次、感光体表面にはブレードによる摺擦傷が総められ
た。

比較例２ 実施例１における外部添加剤としての研磨剤のかわりに
他の成分を含まず酸化セリウム単独で構成されている研
磨剤を用いたほかは、実施例１と同様くしてトナー粒子
の平均粒径が１２．８μｍの磁性トナーを得友。

この磁性トナーを用いて実施例１と同様な実写テス）Ｙ
行つ次ところ、複写回数が１５ＩＯ００回に及ぶころか
らクリーニング不良による、黒点状の汚れを生じた。ま
た感光体の表向を観察し迄ところトナーフィルミングが
生じておシ、マたクリーニングブレードによる摺擦傷も
認められた。

〔発明の効果〕

本発明忙よｎば、磁性トナーが酸化セリウムを必須成分
とし、さらに他の希土類元素化合物の少なくとも１つを
含む特定の研磨剤を含有しており、この研磨剤がブレー
ドクリーニングなどの接触部材を用いたクリー二ング工
程において感光体の表面を常時研磨していることから、
この感光体を常に清浄で平滑な状態に保持することがで
きる。すなわち、硬度の大きい磁性体粒子あるいはブレ
ードの摺擦運動などによって感光体の表面が損傷された
としても、研磨剤の研磨作用によって損傷は短時間のう
ちに修復され、したがってこのような損傷にもとづくト
ナー汚染や画像荒れを効果的に防止することができる。

その結果、感光体は長時間にわ几って良好な状態を保持
することができ、結局画像汚れのない高品質の複写画像
を安定に形成することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）酸化セリウムを必須成分とし、さらに他の希土類元
   素化合物の少くとも１つを含む研磨剤を、トナー粉末に
   対して０．０１〜１０重量％混合してなることを特徴と
   する磁性トナー。 ２）他の希土類元素が主にランタン、ネオジムおよびプ
   ラセオジムである特許請求の範囲第１項記載の磁性トナ
   ー。