JPH01269947A - 静電荷像現像用トナー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法等において静電荷像
を現像するのに用いられるｌ成分系のトナーに関する。

〔従来の技術〕

電子写真法、静電印刷法等においては、種々の手段によ
り感光体の表面に静電荷像を形成し、この静電荷像をト
ナーにより現像し、現像により得られたトナー像を普通
紙等に転写した後定着し、最終画像を得るのが一般的で
ある。

静電荷像を現像する方法としては、磁気ブラシ法が一般
的であり、この磁気ブラシ法には、鉄粉またはフェライ
ト粉末などのキャリアと樹脂着色剤を主体とするトナー
との混合粉体である２成分系現像剤が従来から多用され
ている。２成分系現像剤を使用する場合の欠点としては
、トナーとキャリアとの混合比（トナー濃度）を厳密に
制御しないと画質が安定しないので、トナー濃度の制御
手段が必要となること、および長時間の使用においてキ
ャリアの表面がトナーで汚染され、キャリアの摩擦帯電
能力が低下すること等が挙げられる。

このような欠点を解消するために、樹脂と磁性粉を主体
とする磁性トナーを用いるｌ成分現像法が開発され、実
用化されている。１成分現像法においては、良好な転写
性を得るためには絶縁性磁性トナーを用いる（例えば特
開昭５３−３１１３６号参照）ことが多い。現像方法に
ついても種々の方法が提案されているが、トナー相互の
摩擦、トナーとスリーブ等との摩擦によりトナーを摩擦
帯電させる方法が多用されている。

しかしトナーの摩擦帯電を利用した現像法では、トナー
が凝集し易（なる、および環境条件により画質が変化し
易いという欠点がある。また磁性トナーはマグネタイト
等の磁性粉を２０〜７０重景％程壁量むので、２成分系
現像剤よりも定着性が劣るという欠点がある。

このようなことから、磁性粉を含有しない非磁性１成分
トナーを用いる現像法が注目されている。

非磁性１成分現像法としては、インプレッション現像法
、タッチダウン現像法あるいはジャンピング現像法がよ
（知られている。しかしながらインプレッション現像法
およびタッチダウン現像法では、トナー担持体と感光体
とが接触するので、カプリが生じてしまう。またジャン
ピング現像法では、現像効果を上げるためにトナー担持
体と感光体との間隙を狭め、この間隙にトナーの薄層を
供結する必要があるが、均一な厚さのトナーの薄層を形
成することが困難である。

そこでこれらの欠点を除くために、トナー担持体として
表面に複数個の浮遊電極を備えたスリーブを用いること
が検討されている。第１図および第２図に示される如（
、スリーブ１は、アルミニウム、ステンレス鋼等の非磁
性かつ導電性材料からなる基体２上に、誘電性層３を形
成し、誘電性層３の表面に微小−電極４となる多数の導
電性粒子を相互に電気絶縁状態に保持した構造を有して
い゛る。このような構造のスリーブは、例えば特開昭Ｇ
Ｏ−２２５１７９号に開示されている。第１図の装置に
よれば、容器５内に収容されたトナー８を図示しない適
当な手段で摩擦帯電させながらスリーブ１を回転させ、
回転と共に、スリーブとトナー層の厚みを規制するため
のドクタ一部材６との間にバイアス電圧源７を接続し、
両者間にバイアス電圧を印加させることにより、感光体
１０の表面に形成された静電荷像（図示せず）の現像が
行なわれる。この現像法によれば、十分なエッヂ効果を
安定して発揮できるので、面画像および線画像ともに良
好な画像を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述した非磁性１成分現像法に使用されるトナーは、結
着樹脂中に着色剤等の添加物を分散した１−ナー粒子か
ら構成されているので、長時間の使用（多数枚の複写）
においてトナーが現像ローラの表面に付着してゆき、ト
ナーの薄層が形成されるという現象が生ずる。このよう
な現象が発生すると、例えば現像ローラが微小電極付ス
リーブであると、スリーブにバイアス電圧を印加しても
、微小電極と感光体との間の電界強度が弱くなり、画像
濃度が低下する。すなわち非磁性１成分現像法における
最大の欠点は、主として現像ローラ表面へのトナーの付
着乃至固着に基因して、画質安定性が劣ることである。

この欠点を除くためにトナー粒子の表面にシリカを添加
することも試みられているが、シリカは大きな負帯電性
を示すので、地力ブリが生じ易く、また、熱伝導性が悪
いので、熱定着の場合は定着性が低下するなどの問題が
ある。

したがって、本発明の目的は、非磁性１成分現像法によ
り長期間にわたって高品質の画像を安定して得ることの
できる静電荷像現像用トナーを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行な
った結果、トナー粒子の表面に、極めて微細な金属酸化
物の粒子を添加することにより、現像ローラ表面へのト
ナーの付着が有効に防止でき、画像安定性の優れたトナ
ーが得られることを見出ｊ７、本発明に至った。

すなわち、本発明は、結着樹脂と着色剤とを含むトナー
粒子の表面に、平均粒径が３００Å以下の金属酸化物の
微粒子を添加したことを特徴とする静電荷像現像用トナ
ーであり、好ましくは、トナー粒子１００重量部に対し
金属酸化物の微粒子を０．１〜３．０重量部添加するこ
とである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に使用される微粒子は、化学的に安定で、金属状
態で良電気伝導性を示す鉄、ニッケル、亜鉛、銅、クロ
ーム、マンガン等の周期律表中１ｂ。

Ｕｂ、Ｖｌａ、■ａ、■族の金属の酸化物が適している
。具体的な化合物としては、７　　Ｆｅｚｅｓ　＋Ｎｉ
Ｏ、Ｃｒ２Ｏ２、ＣｕＯ等が挙げられる。これらの金属
酸化物の平均粒径は３００Å以下とされる。平均粒径が
３００人より大きいと、金属酸化物の微粒子がトナー粒
子の表面に保持されにくくなり、トナーが現像ローラ表
面に付着するのを防止できなくなる。また金属酸化物の
添加量は、トナー粒子１００重量部当り０．１〜３．０
重量部の範囲とすることが望ましい。添加量が０．１重
量より少ないと、その効果がなく、添加量が３．０重量
部より多いと定着性が低下する。

上記の金属酸化物の微粒子は、例えば、酸化性雰囲気中
で金属を蒸発させる方法、あるいは、酸化性ガスもしく
は酸化性ガスと不活性ガスとの混合ガス中でアーク又は
プラズマジェットを発生させ、このアークまたはプラズ
マジェットにより酸化物を形成する金属を溶融させる方
法などの公知の手法により得ることができる。

本発明におけるトナー粒子は、結着樹脂および着色剤を
必須成分として含有する。

結着樹脂は、基本的には定着方式によって定められる。

例えばトナーが圧力定着方式に供せられる場合には、結
着樹脂として、高級脂肪酸類、ワックス類、ロジン誘導
体、アルキッド樹脂、エポキシ変性フェノール樹脂、シ
リコン樹脂、アクリル酸またはメタクリル酸と長鎖アル
キルメタクリレート、長鎖アルキルアクリレートとの共
重合オリゴマー、ポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン・ビニルアルキルエーテル共重合
体、無水マレイン酸系共重合体等を単独又は混合して用
い得る。

さらには、トナーが加熱定着方式に供せられる場合には
、スチレン類、ビニルエステル類、α−メチレン脂肪族
モノカルボン酸のエステル類、アクリルニトリル、メタ
クリレートリル、アクリルアミド、ビニルエーテル類、
ビニルケトンｌ、Ｎ−ビニル化合物等の単量体を重合さ
せたホモポリマーもしくは、これらの単量体を２種以上
組合せて共重合させたコポリマーあるいは、それらの混
合物を用い得る。また、ロジン変性フェノールホルマリ
ン樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹Ｊ］ｉｆ、ポリエ
ーテル樹脂、セルローズ樹脂、ポリエステル樹脂等の非
ビニル系樹脂、あるいはそれらと前記の如きビニル系樹
脂との混合物も用い得る。

特に、オーブンによる非接触加熱定着方式の場合には、
ビスフェノール型エポキシ樹脂が望ましく、熱ロールに
よる接触加熱定着方式の場合には、スチレン系樹脂ある
いはポリエステル樹脂が望ましい。スチレン系樹脂はス
チレン成分が多い程熱ロールに対するトナーの離型性が
向上し、オフセット現象が生じにくくなる。また熱ロー
ルに対する離型性を更に高めるためには、トナー粒子中
に低分子■ポリオレフィン、パラフィン類、脂肪酸金属
塩類等を含有せしめると、効果がある。その含有量は１
〜５重量％が適当である。

これらの樹脂は、任意に選定し、また任意に混合して用
い得るが、トナーの流動性を低下させないために、ガラ
ス転移点が４０°Ｃを越える樹脂、もし、くは樹脂混合
物を用いることが好ましく、より好ましくはガラス転移
点が５０　’Ｃ〜７０″Ｃのものである。結着樹脂の含
を量は、定着性の点から６０重量％以上であることが望
ましい。

着色剤としては、カーボンブラック、クロムイエロー、
ハンガイエロー、ベンジンイエロー、ローズベンガル、
アニリンレッド、フタロシアニンブルー、アニリンブル
ー、ランプブラック、ニグロシン染料等の公知の顔料あ
るいは染料を用い得る。その添加量は３〜２０重量％の
範囲が望ましい。

また、本発明のトナー粒子は、さらに必要に応じて帯電
制御剤、充填剤等の種々の添加物を含有することができ
る。帯電制御剤としては、脂肪酸変性ニグロシン染料、
トリフェニルメタン系染料、含金属（Ｃｒ）アゾ染料等
が、充填剤としては炭酸カルシウム、タルク、クレイ、
等の無機微粉末が挙げられる。これらの含有量はトナー
に要求される特性に応じて定めればよいが、一般に帯電
制御剤が１〜５重景壁量充填剤が１〜１０重量％の範囲
が望ましい。

本発明のトナーは、粉砕法、噴霧乾燥法、懸濁重合法等
の公知の手法により製作したトナー粒子に金属酸化物の
微粒子を添加し、例えば高速攪拌型ミキサー、■型プレ
ンダーにて両者を混合することにより製造することがで
きる。例えば粉砕法による場合には、結着樹脂及び着色
剤等を乾式予備混合し、加熱混練し、冷却固化後粉砕し
、次いで分級することによりトナー粒子を得ることがで
きる。トナー粒子の平均粒径は画質の点から５〜２０μ
ｍが好ましく、より好ましくは８〜１３μｍである。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１ スチレン・アクリル系共重合体（三菱化成社製ハイマー
ＳＢＭ　−６００＞　　７７重量部、カーボンブラック
（三菱化成社製＃５０）１０重量部、低分子量ポリプロ
ピレン（三菱化成社製ヒスコール５５０Ｐ）３重量部、
荷電制御剤（オリエント化学社製・ボン、トロン５５４
）２重層部、ＣａＣ０３（日東粉化工業社製ＮＳ＃２５
００）　８重量部をボールミルで乾式混合し、ニーダに
より加熱混練し、冷却固化後ジェットミルで粉砕し、次
いで分級して平均粒径１２μｒｎのトナー粒子（以下Ａ
トナーともいう）を得た。

次に上記のトナー粒子１００重層部に平均粒径５０人の
１−Ｆｅ、０．−を０．５重量部添加し、スーパーミキ
サーにて十分混合してトナー（以下Ｂトナーという）を
作製した。また、これとは別にＴ−ＦＣＩＺＯ３の代り
に平均粒径５０人のＮｉＯを用いて、上記と同様の方法
でトナー（以下Ｃトナーという）を作製し７た。更に、
これとは別にγ−Ｆｅ？、０３の代わりに平均粒径５０
人のＣｕＯを用いて、上記と同様の方法でトナー（以下
Ｄトナーという）を作製した。

次にこれらのトナーを用いて、以下の条件で画像を作製
した。

ｏｐｃ感光体上に負の静電荷像を形成し、この静電荷像
をＩ・ナーにより現像し、得られたトナー像を普通紙上
にコロナ転写し、次いで熱ロール定着を行なった。現像
は、第１図において、スリーブ１を６５　ｌ１ＩＩｎ　
／ｓｅｃの速度で回転させ、ドクターギャップを０．０
５ｍｍに設定し、怒光体１０とスリーブ１との間隙を両
者が略コンタクトする状態に設定し、スリーブｌとドク
タ一部材６との間に一８０■の直流バイアス電圧を印加
することにより行なった。定着は、表面をＰＦＡ樹脂で
被覆した加熱ロールとシリコンゴムからなる加圧ロール
とを線圧が１　ｋｇ　／　ｃｍとなる圧力で圧接させ、
加熱ロールの表面温度を１６５°Ｃに設定することによ
り行なった。

得られた画像の評価結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、金属酸化物を添加しないト
ナー（Ａ）の場合は、初期画像は概ね良好であるが、５
万枚複写により画像濃度が著しく低下しかつ地力ブリが
発生し、画像安定性は良くなかった。また５万枚複写後
のスリーブの表面を観察した結果、スリーブの表面にト
ナーの薄層が認められた。

これに対して、金属酸化物を添加した本発明のトナー（
Ｂ−Ｄ）の場合は、５万枚複写によっても初期画像と同
等の良質の画像が得られ、画像安定性に優れていること
が確認された。また５万枚複写後のスリーブの表面を観
察したが、スリーブの表面にトナーの付着は殆どなかっ
た。

実施例２ Ａトナーのγ−Ｆｅ２Ｏ３の添加量を変えた以外は実施
例１と同様の方法で４種類のトナーを作成した。これら
のトナーにおける１−Ｆｅ、０３の添加量は、１．０重
量部（Ｅ）ナー）、１．Ｌｆｆｉ量部（Ｆｌ−ナー）、
３．０重量部（Ｇトナー）、４．０重量部（■］トナー
）であった。

上記の各トナーを用いて実施例１と同様の条件で画像を
作成し、評価した。その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、１−Ｐｅ１Ｏ＝の添加量が
１．０〜３．０重量部のトナー（Ｅ−Ｇ）の場合には、
初期及び５万枚複写時ともに良質の画像が得られた。

これに対して、γ−Ｆｅｚ０．の添加量が４．０重量部
のトナー（Ｈ）の場合には、定着性の劣った画像となっ
た。

〔発明の効果〕

上述したように本発明のトナーは、トナー粒子−の表面
に極めて微細な金属酸化物粒子が添加されているので、
非磁性１成分現像法に供することにより、長期にわたり
安定した画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナーを用いる現像装置の一例を示す
概略断面図、第２図は第１図におけるスリーブを模式的
に示した図である。 １ニスリーブ、２：基体。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子の表面
   に、平均粒径が３００Å以下の金属酸化物の微粒子を添
   加したことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2. （２）金属酸化物の微粒子の添加量が、トナー粒子１０
   ０重量部に対し０．１〜３．０重量部である特許請求の
   範囲第１項に記載の静電荷像現像用トナー。