JPH0237363A - トナー組成物 - 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、静電荷像を現像するトナー組成物に関し、よ
り詳細にはクリーニング性に優れ、高温高湿時にも性能
劣化が起こらず、高解像度の画像の得られるトナー組成
物に関する。

（従来技術及びその問題点） 従来、電子写真法を利用した複写機等において、無機ま
たは有機光導電性物質を含有する感光層を有する感光体
に形成された静電潜像を乾式現像法により可視化するた
め、結着樹脂中に着色剤等の添加剤が分散した種々の粉
体トナーが用いられている。

上記電子写真法では、帯電、露光により上記感光体上に
形成された静電潜像を上記トナーで現像し、静電潜像に
対して形成されたトナー像を転写紙などの支持体に転写
すると共に、加熱ローラまたは加圧ローラ等の定着手段
によって上記トナー像を支持体に定着させ、上記静電潜
像を可視化している。また、上記トナー像を支持体に転
写した後、感光体上に残留するトナーをクリーニングす
るため、クリーニングブレードにより感光体上の残留ト
ナーを掻き取っている。このクリーニング工程が繰り返
し行われると、上記感光体が傷つくと共に、感光体表面
とクリーニングブレード間の摩擦熱等により、トナーが
感光体に融着し、トナー付着が徐々に成長する。特に、
感光体が平滑でなかったり、感光体上に突起物や孔など
が存在すると、感光体の損傷が大きくなることと、感光
体表面にトナーが線状に融着し易（なることが相まって
、複写画像上にトナーのすしが生じ、複写画像の品質を
低下させる。

そこで、上記問題点を解決するために上記静電荷像現像
用トナーに、潤滑剤とし２ての脂肪酸金属塩を添加する
ことが従来より提案されている。

また、近年複写機はオフィスで使用される事務用の複写
機だけでなく、家庭用のパーソナル複写機が開発され、
感光体、現像装置、クリーニング装置等が一体化された
プロセスユニットを使用して、感光体の寿命とともにユ
ーザー自身がプロセスユニットを交換し、使用済のプロ
セスユニットはそのまま一体廃棄することが、メンテナ
ンスフリー化が図られている。そして、上記感光体は多
くは安全性、製造コストの面から有機感光層を有する感
光体が使用されている。

しかしながら、有機感光層は前記肪酸金属塩との親和性
が高く感光体表面に脂肪酸金属塩がフィルミング化し易
く、そしてフィルミング化した脂肪酸金属が絶縁層とし
て機能することと、上記有機感光層を有する感光体の表
面電位が一般に低いことと相まって、感光体の感光特性
、ひいては、複写画像の品質が低下するという問題点が
あった。

特に、脂肪酸金属塩の添加によって、現像剤の抵抗を著
しく下げてしまい、画像のべた部近傍にトナーのニジミ
を生じるという問題点があった。

そこで、本発明者らは以前特願昭６１−２４２５９号公
報において、脂肪酸金属塩の内でも特にステアリン酸ア
ルミニウムがトナー及び現像剤の抵抗を著しく低下さな
い範囲で、良好なりリーニング性を付与できることを提
案した。

しかしながら、本発明者らは更に検討を深めたところ、
ステアリン酸アルミニウムは一定重量当たりのクリーニ
ング性付与効果が概して低く、上記プロセスユニットの
ように現像剤が密閉状態で圧力や温度変化の影響を受は
易い狭い空間下に内蔵される場合や、また高温・高湿な
悪環境下で複写作業を継続する場合に、現像剤の流動性
が低下して、ステアリン酸アルミニウムの分散不良が生
じると、感光体に接−触する現像剤の単位面積当たりの
ステアリン酸アルミニウムの存在量によってクリーニン
グ性に大きな差が生じ、感光体の幅方向に均一に、或い
は継続的に一様に安定したクリニンク性が付与されず、
耐刷の進行とともにクリーニング不良が発生しやすくな
る。また１、ステアリン酸アルミニウムの分散不良によ
る凝集物の発生や、現像剤の吸湿による電気抵抗の変動
とがあいまって、画像ニジミ及び解像度の低下を発生し
てしまう。

そこで、本発明者らは上記点に鑑み、鋭意検討を重ねた
結果本発明に到ったのである。

つまり、本発明の目的は高温高温時においても良好なり
リーニング性が保たれるトナー組成物を提供することに
ある。

更に、本発明の他の目的は耐久性があり、分散不良の影
響が低減でき、解像度の高い複写物の得られるトナー組
成物を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ステアリン酸アルミニウムとステアリ
ン酸亜鉛と１：１乃至４：１の混合比に調整した混合物
を粉体トナー１００重量部に対して０．０５乃至０．１
重量部外部添加することにより上記問題点を解決し本発
明の目的を達成することができる。

（作用） 本発明においては脂肪酸金属塩としてステアリン酸アル
ミニウムきステアリン酸亜鉛を特定の混合比に調整して
使用することを重要な特徴とする。

前述したようにステアリン酸アルミニウムは他の脂肪酸
金属塩に比べて現像剤の電気抵抗を大きく低下させない
点で優れている。第１表は各種ステアリン酸金属塩のト
ナーに対する添加量と現像剤の抵抗値の推移を示す表で
ある。このようにステアリン酸アルミニウムは一定重量
当たりのクリニング性付与効果に乏しいために、クリー
ニング性の付与を行うためには、他の脂肪酸の金属塩に
比べてトナーに対して比較的多量に添加しなければなら
い。一方、ステアリン酸亜鉛はトナーに対して少量の存
在量で、クリーニング性を向上させ得るが、添加量に゛
よるトナー及び現像剤の電気抵抗の低下が激しく、分散
状態の変動で現像剤特性が悪化し易く画像ニジミを発生
し易い状態になる。

そこで、本発明者らは、ステアリン酸アルミニウムとス
テアリン酸亜鉛を好適な範囲で混合すると、それぞれの
特性を有効に活かすことができ、分散不良による画質の
変動が少なく、現像剤の電気抵抗が好適範囲に推移して
、微量のステアリン酸亜鉛がステアリン酸アルミニウム
のクリーニング向上性を更に補って、分散不良によるク
リ−ニゲ性の低下が小さくなり、高温・高温な悪環境下
でも画像ニジミを発生せず、解像度の高い画像が得られ
ることを見出したのである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に使用されるトナーは結着樹脂として、スチレン
系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重
合体、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピ
レン、アイオノマーなどのオレフィン系重合体、ポリ塩
化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹
脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノー
ル樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロ
ジン変成マレイン酸樹脂、ロジンエステルなど各種重合
体が例示できる。このうち、粉砕性及び分子量分布の制
御が簡単であることからスチレン系重合体、アクリル系
重合体またはスチレン−アクリル系重合体、特にスチレ
ン−アクリル系重合体であることが好ましい。これらの
重合体は、重量平均分子量が３０．０００〜２００，０
００　、特に５０，０００〜ｉｓｏ、　ｏｏｏの範囲に
あることが好ましく、一種又は二種以上が混合して用い
られる。

なお、上記重合体のうち、ロジンエステル、ロジン変成
フェノール樹脂、ロジンマレイン酸樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステルや、繊維素系高分子、ポリエーテル樹脂
は、トナーの摩擦帯電特性等を改良する上で有用である
。

上記重合体は、軟化点が一般に５０乃至２００°Ｃ１特
に７０°Ｃ乃至１７０°Ｃを有するものが好ましい。

また、トナーが圧力定着性トナーであるときは、。

ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマ
ー、ポリアミド等、容易に組成変形する重合体が用いら
れる。この重合体は、他の重合体、例えば、ポリ酢酸ビ
ニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、水素化ポリエチ
レン、水素ロジンエステル等の重合体、脂肪族、脂環族
または芳香族系石油樹脂等を含有してもよい。

上記結着樹脂中に分散する着色剤としては、カーボンブ
ラック、ランプブラック、クロムイエロ、ハンザイエロ
ー、ベンジジン・イエロー、ベスレンイエロー、キノリ
ンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロン
オレンジ、パルカンオレンジ、ウォッチヤングレッド、
パーマネントレッド、ブリリアントカーミソ３Ｂ、ブリ
リアントカーミン６Ｂ、ダニボンオイルレッドピラゾロ
ンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レー
キレッドＣ１０−ズベンガル、アニリンプル、ウルトラ
マリンブルー、カルコオイルブルーメチレンブルークロ
ライド、フタロシアニンプル、フタロシアニングリーン
、マラカイトグリーンオフサレート等または、Ｃ，１，
５ｏｌｖｅｎｔ　Ｙｅｌｌｓｍ　６０％Ｃ，１，５ｏｌ
ｖｅｎｔ　Ｒｅｄ　２７、Ｃ，１，５ｏｌｖｅｎｔ　Ｂ
ｌｕｅ　３５　、等の油溶性性染料などが例示される。

これらの等着色剤は、一種又は二種以上混合して用いら
れ、十分なトナー画像濃度が得られる量、例えば樹脂１
００重量部当たり１乃至３０重量部、好ましくは、２乃
至２０重量部用いられる。

また、上記トナーが磁性トナーである時には、上記着色
剤と共に、または上記着色剤に代えて磁性体を含有する
ことができる。上記磁性体としては、磁性を示すか、磁
化可能な材料であればよく、例えば、フェライト、マグ
ネタイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケル、マンガ
ンなどの強磁性を示す金属、合金、またはこれらの金属
を含む化合物などが例示できる。これらの磁性体は、平
均粒径０，１乃至１μｍの大きさを有しており一種また
は二種以上混合して、樹脂１ｏｏ重量部当たり一般に５
乃至７０重量部、好ましくは２ｏ乃至５０重量部が使用
さ七る。

また、トナーの電荷を制御するため、上記トナーは、電
荷制御剤、例えばニグロシン染料、オイルブラツク、ス
ビロンブラックなどの油溶性染料や、ナフテン酸、サリ
チル酸、オクチル酸、脂肪酸、樹脂酸のマンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、鉛、亜鉛、セリウム、カルシウム
、などの金属塩である金属石鹸など或いは含金属アゾ染
料、ピリミジン化合物、アルキルサリチル酸金属キレー
トなどを、結着樹脂１００重量部当たり０．１乃至５重
量部用いるものが好ましい。

また、上記トナーは、定着ローラにトナーが付着するを
防止するために、オフセット防止剤、例えば、低分子量
ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワ
ックスなどの各種ワックス、炭素数４以上のオレフィン
単量体の低分子量オレフィン重合体、脂肪酸アミド、シ
リコーンオイル、などを結着樹脂１００重量部当たり０
．５乃至１５重量部含有しているものが好ましい。

そして、上記粉体トナーに感光体を保護するとともに、
感光体表面でのすし状のトナーの付着を防止し、現像剤
特性を劣化させることな（、高品質の画像を得る為に、
ステアリン酸アルミニウムとステアリン酸亜鉛を１：１
乃至４：１の混合比に調整した混合物を粉体トナー１０
０重量部に対して０．０５乃至０．１重量部外部添加す
る。

上記混合比はステアリン酸金属塩の全体の添加量によっ
て適宜決定できるが、トナー１００！を部に対してステ
アリン酸亜鉛が０．００５〜０゜０２５重量部になるよ
うに混合比を調整するのが好ましい。

上記混合比を越えててステアリン酸亜鉛の比が大きくな
るとトナー及び現像剤の抵抗値を下げる゛ことになり、
画像ニジミ及び解像度の低下が起こり易い傾向になる。

また、上記混合比に満たないとクリーニング性の付与効
果が乏しくなり、高温・高温下において耐刷の進行とと
もにクリーニング性が著しく低下してしまう。

また、混合物をトナーに対して上記範囲よりも多量に添
加すると、やはり現像剤の抵抗が下がりすぎること及び
感光体表面へのステアリン酸金属塩のフィルミングが発
生し易くなり、画質が低下してしまう。

また、上記トナーには、研磨物質を添加してもよく研磨
物質としては、前記脂肪酸金属塩によるフィルムが生じ
た場合、このフィルムを研磨して感光体を清浄化すると
共に、トナーの特性、感光体及び画像に悪影響を及ぼさ
ないものであれば、いかなるものも使用でき、例えば、
タルク、カオリン、硫酸バリウム等であってよいが、ケ
イ酸アルミニウム、表面処理したケイ酸アルミニウム、
二酸価チタン、炭酸カルシウム、三酸化アンチモン、チ
タン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロ
ンチウム、酸化マグネシウム、ケイ酸カルシウム、酸化
亜鉛、酸化ジルコニウムとうが好ましく、特に、コロイ
ド状シリカ、表面処理した疎水性シリカが好ましい。上
記研磨物質、特に疎水性シリカの添加により、トナー、
現像剤の流動性も良くなり、トナーの帯電性、画像特性
が改良される。なお、上記研磨物質は、平均粒径５〜１
００ｍμ、特に、１０〜３０ｍμを有するものが好まし
い。研磨物質の粒子径が上記範囲からはずれると、上記
効果が低減し好ましくない。上記研磨物質のうち好まし
い具体例としては、日本アエロジル（株）製「アエロジ
ルＲ９７２Ｊ　　（平均粒径１６ｍμ）等が例示きてる
。

上記研磨物質は、前記粉体トナー１００重量部に対して
、０．００５乃至０．３重量部添加することが好ましい
。研磨物質の添加量が０．０５重量部未満であると、ト
ナーの流動性が劣り、また、０．３重量を越えると感光
体が傷つき易くなる傾向にある。

また、上記粉体トナーには、トナー、現像剤の電気抵抗
、ひいてはと階調性等の画像特性、濃度を調整し、高品
質の画像を得るために、電気抵抗調節剤が添加されても
よい。

電気抵抗調整剤としては、トナーの電気抵抗を調整しう
るとともに、トナーの特性、感光体及び画像に悪影響を
及ぼさないものであれば、いかなるものも使用でき、例
えばカーボンブラック等であってもよいが、電気抵抗を
微調整できる酸化アルミニウムが好ましい。

上記電気抵抗調整剤は、前記器物質と同様の粒径を有す
るものが好ましく、例えば、日本アエロジル（株）製「
アルミニウムオキサイドＣＪ　　（平均粒径２０ｍμ）
等が例示できる。

上記電気抵抗調整剤は、前記粉体トナー１００重量部に
対して、０．０５乃至０．３重量部添加するのが好まし
い。電気抵抗調整剤の添加量が０゜０５重部未満である
と、電気抵抗の微調整が困難となる。また０、３重量部
を越えると画像のニジミが生じやすくなる。

なおトナーの流動性を改良する為に、シランカップリン
グ剤、シリコーンオイルやフッ素化合物の低表面張力を
存する化合物でトナー表面を処理してもよい。さらには
、上記粉体トナーは、所望により、トナーの流動性をよ
くするため、熱処理してトナーの角等を滑らかにしても
よい。

上記の粉体トナーは、粒径１〜３０ＩＪｍ、好ましくは
５〜２５μｍを有しているものが好ましい。

本発明のトナーは、−成分現像剤、二成分現像剤の何れ
としても有用である。−成分現像剤として使用する場合
には上記磁性体を含有するトナー単独で現像剤とし、二
成分現像剤として用いる場合は、ガラスピーズや酸化又
は未酸化の鉄粉、フェライト等の未被覆キャリア、また
は鉄、ニッケル、コバルト、フェライト等の磁性体をア
クリル系重合体、フッ素描系重合体、ポリエステル等の
重合体で被覆した被覆キャリアが用いられ、通常、５０
乃至２０００μｍの粒径を有している。また、上記トナ
ーとキャリアからなる現像剤を用いる場合、トナー濃度
は２乃至１５重量％に用いられる。

また、前記静電潜像担持体としては、セレン、セレン−
テルル、酸化亜鉛、硫化カドミウム、アモルファスシリ
コン等の無機光導ｘｉを有する感光体、電荷発生物質と
電荷輸送物質とを含有する有機光導電層を有する感光体
や静電記録紙等のいずれにも使用できるが、特に有機光
導電層を有する感光体に有用である。また、上記静電潜
像現像用トナーは、従来慣用の現像方法、例えば、−成
分現像剤であるとき−は、毛ブラシ法、磁気ブラシ法、
パウダークラウド現像法により、また二成分系現像剤で
あるときは、カスケード現像法、磁気ブラシ現像法等に
より現像される。

以下、実験例及び実施例により本発明を更に詳細に説明
する。

（実験例） 結着樹脂としてのスチレンスチレン−アクリル共重合体
９０重量％、着色剤としてのカーボンブラック７．５重
量％、オフセット防止剤としての低分子量ポリプロピレ
ン１．５重量％、電荷制御剤としてのニグロシン染料１
．０重量％を加熱ロールミルによって溶融混合分散した
後、粗粉砕、分級することにより平均粒径５乃至２０μ
ｍの粉体トナーを作成した。

上記得られたトナー１００重量部に対して、ステアリン
酸アルミニウム、ステアリン酸リチウム及びステアリン
酸バリウムをそれぞれ第１表に示す割合で添加混合して
、トナー組成物を作成した。

また、上記トナー組成物４．５重量部と、平均粒径が５
０乃至８０μｍのフェライトキャリア９５゜５重量％を
ボールミルにて均一混合して現像剤とした。

そして、上記現像剤の電気抵抗を測定したところ、表−
１に示す結果を得た。

なお、表−１中の電気抵抗値はトナー組成物の電気絶縁
性が高い（、トナー自体の電気抵抗値を性格に測定する
ことが困難であったため、上記現像剤の電気抵抗値を示
している。すなわち、上記電気抵抗値は、上記現像剤２
００ｍｇを電極間距離２ｍｍの電極に入れ、両極より磁
石をゆっくり近づけると共に、上記磁石を複数回移動さ
せて現像剤を均一にした後、温度２３°Ｃ１相対湿度６
０″Ｃ±５％印加電圧５００■で５回測定した値の平均
値である。

（以下、余白） （実施例） 上記実験例と同様にして作成したトナー１００重量部に
対してステリアン酸アルミニウムとステアリン酸金属の
混合比を１：１から４：１の混合比内で調整して添加し
、更に疎水性シリカ（［アエロジルＲ９７２Ｊ　、日本
アエロジル（株）製）２重量部、酸価アルミニウム（「
アルミニウムオキサイドＣ」、日本アエロジル（株）製
）０．２重量部を添加して均一混合して、トナー組成物
を調整した。

そして上記トナー組成物４．５重量％と、平均粒径５０
乃至８０μｍｋ　　フェライトキャリア０５．５重量％
とをボールミルにて均一混合して現像剤を作成した。そ
して、有機感光層を有する感光体を備えた複写機（三田
工業株式会社製、ＤＣ−１１ＩＣ改造機）にて、３５°
Ｃ１８５％の高温・高湿の環境下で１万枚耐刷した後に
おいて、更に耐刷を進めて行き、−クリ−ニゲ性、現像
特性、画像特性を調べた。

以下表−２にその結果を示す。

（比較例） 上記実施例においてステアリン酸亜鉛を添加せず、ステ
リアン酸アルミニウムのみをトナーに対して添加し、他
は同様にして作成した現像剤を用い、有機感光層を有す
る感光体を備えた複写機（三田工業株式会社製、ＤＣ−
１１１Ｃ改造機）にて、３５°Ｃ１８５％の高温・高温
の環境下で同様にして１万枚耐刷した後にクリ−ニゲ性
、現像特性、画像特性を調べた。

以下表−３にその結果を示す。

（以下、余白） 上記実施例及び比較例からも明らかなように、本発明の
現像剤は、高温・高湿下において特に、好適に作用して
、クリ−ニゲ性を向上させ、また長期間良好な現像性が
維持できることが分かる。

（発明の効果） 本発明によれば、高温高湿な悪環境下においてもクリ−
ニゲ性及び現像特性が低下せず、長期間継続し高画質の
得られるトナー組成物が提供できる。そして、特に有機
感光層を有する感光体を備えた画像形成装置において有
効に上記作用が発揮される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリン酸アルミニウムとステアリン酸亜鉛とを１：
   １乃至４：１の混合比に調整した混合物を粉体トナー１
   ００重量部に対して０．０５乃至０．１重量部外部添加
   したことを特徴とするトナー組成物。