JPS61278860A - 電子写真用トナ−およびその製造方法 - 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或いは静電印刷法などに於いて、電
気的潜像ま几は磁気的潜像を現像するのに用いられる電
子写真用トナーおよびその製造方法に関する。

従来よシ、電子写真法につ龜ては米国特許２２９７６９
１号、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第３６
６６３６３号明細書）、特公昭４３−２４７４８号公報
（米国特許第４０７１３６１　号明細書）等に記載され
ているごとく、光導電層上に一様に帯電を行ない原稿に
応じた光像露光することによ）露光部分の電荷を消滅さ
せ潜像形成を行なう。この得られた静電潜像上に微粉末
検電物質。

所鋼、トナーを付着させることによ）現像を行なう。ト
ナーは光導電層上の電荷量の大小に応じて静電潜像に引
きつけられ、濃淡を持ったトナー像を形成する。このト
ナー像は必要に応じて紙又は布等の支持表面に転写を行
ない、加熱、加圧、加圧゛熱定着ローラ等によシ、支持
表面上に永久定着する。またトナー像転写工程を省略し
たい場合にはこのトナー像を光導電体層に定着すること
もできる。前記の定着方法以外に溶剤処理や上塗多処理
のような他の手段を用いることも可能である。

この電子写真における現像方法は数多く知られてお夛、
これまで、キャリアと混合して２成分トナーとして用い
る現像法である。米国特許２６１８５５２号明細誉記載
のカスケード現像法。

米国特許２８７４０６３号明細書記載の磁気ブラシ法な
どが広く行なわれてきた。

しかしながら、近年、キャリアを使わない一成分系磁性
トナーによる現像法が用いられるようになってきた。こ
の磁性トナーによる現像法は上述の２成分トナーのそれ
に比較して、トナー濃度検出及び制御機構を必要とし′
ない、現像装置を簡皐小型化することができる。エツジ
効果が少なく、ペタ黒部の再現が良好であるなど、多く
の長所を有している。−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３７−４９
１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ｔ”誘起されたト・九−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）、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）、トナー濃度）の調整が不要であり、又、現像剤
を帯電させるた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。導電性トナーが使用され
るためには、しかしながら種々の問題点がある。例えは
普通紙への転写操作として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である
普通紙１貫通する微少なコロナ電流によシトナー粒子が
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によ）現像画像がみだれる等の
不都合を生じることになる。

また、特開昭５０−４５６３９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、静電潜像を現像すゐ方法が記載さ
れておシ、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の磁性体かトナー中に相当量
混合分散されているために、トナーの荷電性が悪かっｙ
ｔ！＞、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難しいという問題点を有して
いる。この原因は生に、有機物である結着樹脂と、無機
物である磁性体の混合性、均一分散性が悪いことにある
。一般的概念からは有機質と無機質のように、性質がま
ったく異なる材料を混合した場合に均一性状化すること
はきわめて難しいことが考えられている。特に磁性体は
その表面に活性度の本均一部位を有し、また磁気特性を
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１分散
性が悪くなシ、その結果粉砕トナー粒子間で磁性体の含
有率が異なル不均一トナー組成となシやすい事、また、
トナー中に必要に応じて添加されるその他の着色剤が結
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１着色剤の不均一分散
を引き起こす事にも起因している。

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、結着樹脂への不均一分
散の結果高湿環境下で吸着水分の影響により、現像特性
の劣化及び転写特性の劣化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１
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という問題点がある。

本発明は、上記の如き問題点を解決した電子写真用トナ
ーおよびその製造方法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プリのない画像の得られる
電子写真用トナーおよびその製造方法を提供するもので
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できる電子写真用トナーおよびその
製造方法全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電子写真用トナーおよびその製
造方法を提供するものである。

更に１本発明の目的は、トナー保持部材或いは感光体表
面への付着物の少ない電子写真用トナーおよびその製造
方法を提供するものである。

更に１本発明の目的は、高湿還境下においても。

安定した転写効藁金有する電子写真用トナーおよびその
製造方法全提供するものである。

更に１本発明の目的は、製造上のバラツキのない均一な
電子写真用トナーおよびその製造方法を提供するもので
ある。

本発明は、混練工程を有する電子写真用トナー製造方法
に於て、該混練工程が、ジルコアルミカップリング剤の
存在下でおこなわれることを特徴とする電子写真用トナ
ー製造方法に関する。

本発明に用いられるジルコアルミカップリング剤ハ、ジ
ルコニウム、及びアルミニウム全含有した低分子量ポリ
マーであシ、それ自身は有機、無機両者の性質を合わせ
持つものである。その構造は、主鎖中に２ｆ１１ｉ類の
有機配位子が存在しておシ。

一方の配位子である、アルミニウムアシレート部、３．
７や、え、オあ□よｍｅｔ、、＠オッー、＝ウチは有効
かつ安定な有機反応基として働くものである。

本発明のカップリング剤は従来のシラン糸カップリング
剤と同様に、充填材に対する吸着の原動力として水素／
共有結合力を有するが、その反応性は、シラン糸をはる
かにしのぐ。シラン系は完全に吸着反応を完結するため
には、熱が必要であシ、又水中では不必要な重合反応も
生ずる。それに反し、ジルコ−アルミ糸は常温下で、短
時間の内に反応を終了する。急激な反応をする活性剤も
あるが、これらの多くはイオン結合が吸着力の支配因子
の友め、たやすく脱離し、そしてイオン結合性のカップ
リング剤を用いたトナーは水分の多い高温高湿環境下で
、劣化しやすく、画像濃度の低下、カプリなどの悪影響
が出やすい等問題点を有している。

本発明においては、上述のように反応性に富んだジルコ
アルミカップリング剤を混練工程中に用いるので、結着
樹脂と磁性体を均一かつ不可分に一体化することができ
る。さらに、他の着色剤が同時に存在する時であっても
混練工程中に力・ツブリング剤を作用ちせるため、それ
らへの効果も波及的に生じ、材料の種類によらず有機、
無機の区別なく蜘−分散化全達成することができる。

また、よシ好ましいことには１本発明のジルコアルミカ
ップリング剤が磁性体の表面に存在する水酸基と化学的
に結合を生じ、磁性体表面を改質する効果も得られるこ
とである。

この作用によシ、トナーの表面に出ている磁性体はよシ
良好な帯電特性、及び湿度特性も獲得できる。

本発明の如く、混練工程中にジルコアルミ力・ツブリン
グ剤を添加したトナーは、未添加のトナー又は、シラン
系やチタン系力・・ノブリング剤で処理しにトナーに比
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。

特に本発明のシ法方法によって得られたトナーは均一分
散の達成によシ帯電特性が強く、均一で安定であシ・高
湿環境下での現像特性、転写特性に秀れておシ、繰シ返
し使用の際のトナー特性の安定性にも秀れておシ、電子
写真用トナーとして最適でめった。

本発明のジルコアルミカップリング剤中のジルコニウム
、アルミニウム等金楓含有量は０．１〜２０、（１％、
好ましくは１．０〜１０．０％、より好ましく　ｉｃ　
２．５〜７．０％である。又、ジルコアルミカップリン
グ剤の比重は、０．８〜１．５であシ、沸点は５０〜８
０℃の範囲にあるものが好ましい。ジルコアルミ力・ツ
ブリング剤は磁性体１００重量部に対して０．１〜２０
重量部、好ましくＦｉ１〜１０本発明における製造方法
としては１例え秋ヘンシェルミキサーやボールミルのご
とき混合機中に。

結着樹脂、ａｉ性棒体１着色剤どの原材料及び適当量の
ジルコアルミカップリング剤を投入し、乾式混合後、溶
融混練を行なう。

あるいは、Ｓ性粉と結着樹脂とを熱溶融混練する際にＭ
時にジルコアルミカップリング剤を添加する方法、さら
にジルコアルミカップリング剤を溶解させた溶液中に結
着樹脂１：溶解させ磁性粉全添加した後、溶媒を除去し
、混練工程を経てトナー粉体ｔ−ｍ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１強磁性の元素及びこ
れらを含む合金、化合物などで１ハマグネタイト、ヘマ
タイト、フェライトなどの鉄。

コバルト、ニッケル、マン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シ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、０．０１〜１
０μが好ましく、特Ｋ　Ｏ，０３〜５μ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１例えばポリスチレン、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−
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−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１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−ブタジェン共１合体、ス
チレンー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、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
クスなどが皐独或いは混合して便用できる。

また１本発明に使用する着色物質としては公知のものが
すべて便用可能であるが１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４１−２０１５３号公
報、同４３−１７９５５号公報、同４３−２７５９６号
公報、同４４−６３９７号公報、同４５−２６４７８号
公報記載のもの）１群青、フタロシアニンブルー、ハン
ザイエロー、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３，９０９，２５８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５５−１８６５６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μ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５５−１８６５６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に好ましい。

すなわち、静電像を表面に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持体とを一定の
間隙ヲ設けて配置し、前記絶縁性磁性現像剤ｔ−現像剤
担体上に前記間隙よ）も薄い厚さに担持嘔せ、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。

匂下実施例に基つ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。

〔実施例１〕 上記組成の混合物全ヘンシェルミキサーに投入し、約１
０分間高ぜん断力全加えつつ混合撹拌した。次いで、ロ
ールミルにて、上記原材料ＩＷ−融混練した。冷却後粗
粉砕し１次いでジェット粉砕機にて微粉砕した。しかる
後分級して、５〜２０μを選別しトナーを得た。このト
ナー１００］［置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、キャノン裂）
に適用して画出した。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ヲ行なったが。

複写品質の低下は殆んどなかつ几。さらに高温高湿下で
画出しを行なっ几が鮮明な画像が得られた。

〔実施例２〕 ジルコアルミカップリン剤（品番Ｍ−１）？ジルコアル
ミカップリング剤（品番Ｃ−１）’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３〕 ジルコアルミカップリング（品番Ｃ）３０重賃部、スチ
レンーメタクリル酸ブチル（７０：３０）共重合体１０
００ｉ［置部、ニグロシン染料３０重菫部、磁性体５０
０重量部、低分子量ポリプロピレン３０′Ｘｆ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１００１１［：！ｉｔ部とシリカ微粉末０．４重
量部と全混合してポジ現像剤とした。この現像剤をＯＰ
Ｃ感元体を有する市販の複写機（商品名、ＮＰ−１５０
Ｚ、キャノン表）に適用して一出したところカブリのな
い鮮明な画像が得られた。また２万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。さらに３
５℃、８５俤ＲＨの高温高湿下で画出し及び１万枚の耐
久テストを行なっ九が鮮明な画像が得られた。

〔実施例４〕 実施例１に於いて、ジルコアルミカップリング剤（品番
Ｍ−１）ｋ除いて、ロールミル中で溶融混練した。混練
物が、充分浴融し、目視の範囲でほぼ均一化されたと思
われる時点で、先のジルコアルミカップリング剤（品番
Ｍ−１）′！ｉ−混練中混練−物に添加し、さらに１０
分間混練を継続し。

終了した。以下実施例１と同様に磁性トナーを得て、１
ｌｆｌ！久試験全行なつｆｃが、結果は、実施例１と遜
色のない良好なものであっｔｏ 比較例１゜ ジルコアルミカップリング剤を除いた以外は実施例３と
同様にトナー全製造し、特に帯奄特性全みるｔめ高温高
湿下で１万枚の耐久テストを行なった０ 初期は１画像濃度も高く鮮明な画像であったが。

約５０００枚程からカブリが生じ、１万枚後の画像は画
像績度も著しく低下し、カブリの多く、実用上好ましく
ないものであった。これは、高湿環境下で磁性トナーの
荷電制御性が省化したためと考えられる。

比較例２゜ ジルコアルミカップリング剤の替りにチタンカップリン
グ剤を用いる以外は実施例１と同様に行なりｔが、約１
．５万枚以後、徐々に腫傷濃度が低下しカブリも増す傾
向であシ、２万枚後では鮮明性において劣る画像であっ
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジルコアルミカップリング剤で処理された磁性体
   を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
2. （２）混練工程を有する電子写真用トナー製造方法に於
   いて、該混練工程がジルコアルミカップリング剤の存在
   下でおこなわれることを特徴とする電子写真用トナー製
   造方法。