JPH02103560A - 画像形成方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、電子写真において潜像を現像するための電子
写真用トナーおよび現像剤に関する。

〈従来の技術〉 電子写真装置における静電荷像現像における現像用トナ
ーとしては、キャリヤを使用しないｌ成分系、あるいは
キャリヤを使用する２成分系トナーが用いられている。

これらトナーは、通常以下のようにして製造される。

まず、樹脂、ワックス、顔料、荷電制御剤等を混合し、
溶融混線・冷却後、粉砕・分級して荷電性トナー粒子を
得る。　この荷電性トナー粒子に流動化剤や抵抗制御剤
等を外添し、ヘンシェルミキサー等で混合してトナー表
面に流動化剤を付着させる。

しかしこのように製造される従来の電子写真用トナーで
は、連続的に何万枚もの複写を続けると、画像濃度が経
時変化し、カブリが増加し、機内汚れが生じてしまう。

これは、トナーの帯電の安定性、帯電の立ち上がり特性
、流動性等が充分でないことに起因するものであると考
えられる。

トナーの流動性、帯電安定性等の改善のための発明とし
ては、特開昭６２−２０９５４２号公報において、「５
−以下の微粒子を含み平均粒径５〜１５μの電子写真用
トナーを、平均粒径が５〜２０ｐｉであり、実質的に５
−以下の微粒子が不存在となる条件において機械的歪力
をかけて混合してなる電子写真用トナー　」が開示され
ている。　このものでは、連続複写時の画像濃度変化お
よびカブリが減少している。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、上記公報のトナーでは、連続的に何万枚もの複
写を続けたときに生ずる機内汚れの問題は依然として解
決されていない。

これは、トナー補給時のトナーの帯電の立ち、上がりが
、充分には迅速でないからであると考えられる。

本発明は、トナーの帯電の立ち上がりが迅速で、帯電安
定性、流動性等がすぐれる結果、連続複写時において、
画像濃度の変化、カブリが少な（、特に機内汚れの少な
い電子写真用トナーおよび現像剤を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記の（１）〜（４）の本発明によ
って達成される。

（１）平均−粒径が５〜２０μｍの原料荷電性トナー粒
子を、平均粒径が５〜２０μであり、５−以下の粒径の
粒子が増加するように、機械的歪力をかけて混合した荷
電性トナー粒子を含有することを特徴とする電子写真用
トナー（２）前記荷電性トナー粒子中に、個数分布での
５−以下の粒径の粒子が３〜４０％存在する請求項１に
記載の電子写真用トナー （３）請求項１または２に記載の電子写真用トナーと、
キャリア粒子とを含有することを特徴とする電子写真用
現像剤。

〈イ乍用〉 本発明では、原料荷電性トナー粒子を５ｐ以下の粒径の
粒子が増加するように、機械的歪力をかけて混合する。

　これにより、粉砕形であったトナーの角が削れ、滑ら
かな球形になり、キャリア等との接解面積が大きくなり
、帯電が迅速に立ち上がり、帯電性、流動性が向上する
。

これに対し、特開昭６２−２０９５４２号公報掲載の発
明では、５−以下の粒径の粒子が実質的に存在しないよ
うに機械的歪力をかけて混合するので、トナー表面の平
滑性と球状性がまだ不充分で、帯電の立ち上がりが充分
迅速ではないと考えられる。

〈発明の具体的構成〉 本発明における原料荷電性トナー粒子としては、■成分
系あるいは２成分系現像剤用の公知の荷電性トナー粒子
のいずれを用いた場合であってもよいが、本発明は２成
分系現像剤に適用する場合に特に高い効果を発揮する。

用いる原料荷電性トナー粒子の体積平均粒径は５〜２０
μ、特に６〜１８μ、より好ましくは８〜１２−である
。

平均粒径が５−未満であると、カブリの悪化、クリーニ
ング不良が発生し、コスト的にも不利となる。

また、２０−を超えると、解像力の悪化、トナー飛散が
問題となる。

体積平均粒径の測定にはコールタ−カウント法を用い、
測定値の体積粒径の５０％平均粒径を求めればよい。　
この際、電解液としては、イソトン■（コールタ−エレ
クトロニクス社製）を用い、例えばアパーチャー径ｔｏ
ｏ、ｍのコールタ−カウンタＴＡ−ｍ　（同社製）によ
り測定すればよい。

さらに、粒径分布としては、個数分布での５−以下が３
０％以下、特に５〜２０％程度であることが好ましい。

また、平均粒径をＪとしたとき、２ａ以上が１０体積％
以下、特に１〜１０体積％程度のものであることが好ま
しい。

このような粒径分布のものを用いることにより、トナー
の収率、歩留りが向上し、製造が容易になる。

原料荷電性トナー粒子は、電子顕微鏡で観察したとき、
外形はほぼ球形であるが１表面に凹凸を有し、破砕片状
である。

原料荷電性トナー粒子の帯電極性は、用いる感光体の材
質や現像プロセス等により適当な極性を選択すればよい
。

原料荷電性トナー粒子は、樹脂および着色剤を含有する
樹脂から構成され、必要に応じて荷電制御剤、ワックス
等がさらに含有される。

原料荷電性トナー粒子に用いる樹脂は、加熱あるいは圧
着等の定着方法に応じて公知の樹脂から選択すればよ（
、特に制限はなく、例えば以下に挙げるものがある。

オレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン共重合体、ビ
ニル樹脂、ポリアミド樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂等の各種樹脂の１種以上。

これらの樹脂のうち、スチレン−アクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂が好ましく、特にスチレン−アクリル樹脂を
用いることが好ましい。

着色剤は、目的に応じて選択すればよく、特に制限はな
い。　好適な着色剤としては、例λば、以下のようなも
のが挙げられる。

カーボンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブ
ラック、アニリンブラック等の黒色顔料； ダイヤライ１〜エローＧＲ、バリオトールエロー１０９
０等の黄色顔料； パーマネントレッドＥ５Ｂ、ローダミン２Ｂ等の赤色顔
料； 銅フタロシアニン、コバルトブルー等の青色顔料； ピグメントグリーンＢ等の緑色顔料； ピラゾロンオレンジ等の橙色顔料。

このような着色剤の含有量は、トナー粒子の樹脂１００
重量部に対し１〜１０重量部程度であることが好ましい
。

なお、このような着色剤を用いず、あるいはこれに加え
、磁性粉を着色剤として用いて、１成分系ないし磁性ト
ナーとしてもよい。

荷電制御剤は、帯電極性、帯電量等を制御するために必
要に応じて添加される。　本発明では、目的とする極性
、帯電量等に応じて公知の適当な荷電制御剤を選択すれ
ばよく、特に制限はない。　例えば、金属錯塩アゾ系染
料、ニグロシン系染料等が挙げられるが、これらは要求
特性に応じて選択されるものである。

このような荷電制御剤の含有量は、原料荷電性トナー粒
子の樹脂１００重量部に対し０．１〜５重量部程度であ
ることが好ましい。

ワックスは離型剤として、オフセット防止のために必要
に応じて添加される。　本発明では用いるワックスに特
に制限はなく、公知の種々のワックス、例えば、ポリエ
チレンワックス、ポリプロピレンワックス、シリコンワ
ックス等を用いればよいが、これらは要求特性に応じて
選択されるものである。　このようなワックスの含有量
は、非磁性トナー粒子の樹脂１００重量部に対し１〜７
重量部程度であることが好ましい。

また、必要に応じ、磁性トナー粒子とする場合、含有さ
れる磁性粉に特に制限はなく、公知の磁性粉、例えば、
マグネタイト、各種フェライト等を用いればよいが、こ
れらは要求特性に応じて選択されるものである。　この
ような磁性粉は、磁性トナー粒子の樹脂１００重量部に
対し５〜７０重１部程度含有されることが好ましい。

なお、原料荷電性トナー粒子には、これらの他、抵抗調
整剤等が含有されていてもよい。

原料荷電性トナー粒子は、通常のトナー製造法により製
造すればよく、例えば、下記のようにして製造される。

内添剤として上記したような着色剤、荷電制御剤、ワッ
クスその他の添加剤等のうちから必要なものを選択し、
これらの所定量と樹脂とを溶融・混練し、冷却後、ハン
マーミル、カッターミル等により粗粉砕する。　次いで
、ジェットミル、オングミル等により微粉砕した後、上
記の体積平均粒径範囲になるように分級して原料荷電性
！・ナー粒子を得る。

本発明では、上記のような平均粒径５〜２０μｓの原料
荷電性トナー粒子を、平均粒径５〜２０戸であり、５−
以下の粒径の粒子が増加するように、機械的歪力をかけ
て混合するものである。　混合後の荷電性トナー粒子の
平均粒径Ｊは、５〜２０μ、好ましくは６〜１８−１特
に好ましくは８〜１２μｓである。

機械的な歪力とは、衝撃力を主体とする機械的エネルギ
ーを粒子間に与え、場合によってはメカノケミカル的な
反応を起こさせるものである。

このような機械的な歪力を印加する装置としては、例え
ば、特開昭６３−４２７２８号公報等に記載されている
ような粉粒体処理装置があり、具体的には、ホソカワミ
クロン社製のメカノフュージョンシステムや奈良機械製
作所社製ハイブリダイゼーションシステム等が好適であ
る。

これらの装置は、例えば、粉体を入れたケーシングを高
速回転させて、粉体層をその内周面に形成するとともに
、ケーシングの内周面にて、粉体層に圧縮や摩擦をかけ
、同時にかき取りや分散や撹拌を行うものである。

この場合、上記の装置にて、混合時間は１５〜３０分程
度、ケーシング回転数は８００〜１２０　Ｏｒｐｍ程度
、温度は１５〜５０℃程度とし、その他の条件は通常の
ものとすればよい。

このように機械的歪力下で混合した後の荷電性トナー粒
子は、電子顕微鏡で観察すると、表面が平滑な球状の粒
子である。

また、本発明の電子写真用トナーは、荷電性トナー粒子
中に、個数分布での５−以下の粒径の粒子が３〜４０％
、好ましくは６〜３０％、特に好ましくは６〜２５％存
在するものである。

なお、２Ｊ以上の粒径のものは１０体積％以下、特に１
〜１０体積％であることが好ましい。

上記範囲未満であると、粒子表面の平滑性と球状性が不
充分であり、帯電の立ち上り特性が充分でない。　上記
範囲を超えると逆に、平滑性および球状性が悪化する等
の不都合を生ずる。

このようにして機械的歪力によって混合された荷電性ト
ナー粒子は、必要に応じ必要とする後述の外添剤を添加
して、そのまま電子写真用トナーとしてもよい。

あるいは、機械的歪力によって混合された荷電性トナー
粒子と、機械的歪力によって混合されない荷電性トナー
粒子とを混合して用いてもよい。

この場合、全荷電性トナー粒子中、機械的歪力によって
混合された荷電性トナー粒子は、６０重量％以上、特に
８０重量％以上を占めることが好ましい。

このような混合トナーを用いるときには、外添剤はいず
れか一方のトナーに添加してもよく、あるいは両方のト
ナーに添加すればよい。

このようなトナー粒子には、抵抗調整剤、着色剤、流動
性改良剤等の無機ないし有機微粒子を添加剤粒子として
外添する。

これらの例として、コロイダルシリカ、酸化チタン、酸
化亜鉛、アルミナなどの金属酸化物、炭化ケイ素、炭酸
カルシウム、炭酸バリウム、珪酸カルシウムなどの無機
微粒子、磁性粒子、ＰＭＭＡ、ポリエチレン、ナイロン
、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン
樹脂、ポリエステルなどのポリマービーズ、 ポリ４フツ化エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリフッ化ビニリデンなどの含フツ素有機微粒子、 ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂
肪酸金属塩、 カーボンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブ
ラック、アニリンブラック等の黒色顔料、 ダイヤライトエローＧＲ、バリオリールエロー１０９０
などの黄色顔料、 パーマネントレッドＥ５Ｂ、ローダミン２Ｂなどの赤色
顔料、 銅フタロシアニン、コバルトブルーなどの青色顔料、 ピグメントグリーンＢなどの緑色顔料、ピラゾロンオレ
ンジなどの檀色顔料、 電荷制御剤などが挙げられる。

なお、これらの添加剤粒子は１種類だけを用いても良い
が、必要に応じて、２種類以上を組合せて使用すること
もできる。

また、離型剤も添加剤粒子として外添可能である。

これら添加剤粒子は、トナー粒子と乾式混合される。

この際、各添加剤粒子は、表面疎水化処理、表面分散改
良処理のためにチタネート系、アルミニウム系、シラン
系などのカップリング剤やシリコーンオイル、その他の
有機処理、無機処理をほどこすこともできる。

そして、これら添加剤粒子は０．００５〜５−程度の平
均粒径とする。　また、外添量は０．１〜８重量％程度
とする。

なお、１−以下の粒径の場合には、電子顕微鏡によって
測定する。

このような添加剤粒子は、トナー粒子とヘンシェルミキ
サー、グラインドミキサー、■ブレンダー　ナウターミ
キサ−等により乾式混合されて、トナー粒子表面に吸着
ないし固着されたり、さらに機械的な歪力や熱等により
、トナー粒子表面に固着一体化して埋め込まれたりして
いるものである。

このような外添剤の付着した荷電性トナー粒子は、１成
分系の電子写真用トナーとして用いてもよい。

本発明の電子写真用トナーは、キャリア粒子と混合して
２成分系現像剤として用いることが好ましい。　このと
き本発明の効果は一層大きなものとななる。

用いるキャリア粒子には特に制限はなく、Ｆｅ、各種フ
ェライト等から構成される公知のキャリア粒子を用いれ
ばよいが、帯電制御が容易であることからフェライトを
用いることが好ましい。

本発明において、キャリア粒子の体積平均粒径は、好ま
しくは２０〜１２０ｐｉ、さらに好ましくは５０〜１０
０−である。

このようなキャリア粒子と上記の電子写真用トナーとか
ら構成される本発明の電子写真用現像剤中において、電
子写真用トナーの含有量は、好ましくは２〜１２重量％
、より好ましくは３〜ｉｏ重量％である。

また、本発明の電子写真用トナーは１成分系現像剤とし
て用いてもよい。

このような本発明の電子写真用現像剤は、磁気ブラシ現
像法、あるいは必要に応じカスケード法、毛ブラシ法、
パウダークラウド法などの乾式現像法に用いられて所定
の効果を発揮する。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

スチレン−アクリル樹脂 （三菱レイヨン社製ＫＢ−１０１０）　８６重量部ポリ
プロピレンワックス （三洋化成工業社製ビスコール５５０Ｐ）４．５重量部 荷電制御剤 （保土谷化学社製スビロンブラックＴＲＨ）２重量部 カーボンブラック （三菱化成工業社製ＭＡ−１００） ７．５重量部 を配合、溶融、混線後、冷却し、ハンマーミルにて粗粉
砕した。　次いでジェットミルにて微粉砕し、分級して
体積平均粒径Ｈ１１，３７％の個数分布での５ｐ以下の
粒径の粒子が６％（はぼ０体積％）含み、２Ｊ以上の粒
径の粒子が１．２体積％含んでいる原料荷電性トナー粒
子を作製した。

上記原料荷電性トナーに以下の方法にて、電子写真用ト
ナーとした。　その後、フェライトキャリヤ（ＴＤＫ社
製　ＴＦ−３０４４平均粒径１００μｓ、５００００ｅ
でのＨｃ１８０ｅ、ａｔｔｒ　４０ｅｍｕ／ｇ　）とを
混合して、トナー濃度４％の現像剤として市販の複写機
（東芝社製ＢＤ−７６１０）を使用してライフ試験を行
った。

実施例１ 上記原料荷電性トナーを機械的歪力により混合し、母材
トナーを作製した。　この場合、混合は上記した回転ケ
ージング内周面にて、粉体な圧縮およびかきとる方式で
行い、混合時間２０分、回転数１００　Ｏｒｐｍとした
。

これにより体積平均粒ｉＨは、１１．１７μｓとなり、
個数分布での５Ｐｍ以下の粒径の粒子は、１２％（０，
３〜０．４体積％）と増加した。　また、２１以上の粒
径の粒子は、１．１体積％であり、電子顕微鏡の観察に
より、表面平滑性と球状性は向上していた。

別に上記原料荷電性トナーにシリカ（日本アエロジル社
製Ｒ−９７２）を４重量％添加し、ヘンシェルミキサー
により混合し、コンクトナーを作製した。

母材トナーとコンクトナーを９：１の比率でＶブレンダ
ーで混合し、トナーを得°た。　これをトナー１とする
。

比較例１ 上記原料荷電性トナーとコンクトナーを９：ｌの比率で
Ｖブレンダーで混合し、トナー２を得た。

比較例２ トナー１の製造において、機械的歪力による混合時間を
２０分、回転数を５００　ｒｐｍに変えた他は同様にし
て、トナー３を得た。

トナー３の体積平均粒径〕は、１２．２５ｐＪａとなり
、個数分布での５−以下の粒径の粒子は、４，２％（は
ぼＯ体積％）、２］以上の粒径の粒子は、１．６体積％
であった。　また、トナー３の平滑性および球状性はト
ナー２より向上したものの、トナー１より劣るものであ
った。

これら各トナー１〜３につき、初期と連続４万枚および
６万枚複写後の画像濃度、帯電量、カブリ、機内汚れを
測定した。

以上の結果を表１に示す。

表１よりトナー１は、画像濃度、帯電量、カブリは安定
していることが明らかであり、特に機内汚れ、流動性は
トナー２．３に比べて大幅に改善され、極めて良好な結
果が得られる。

さらに上記トナー１．２．３についてボールミル攪拌を
行い、帯電の立ち上がりについて測定を行った結果を第
１図に示す。

第１図中におけるトナー濃度、キャリアおよび帯電測定
は表１と同一条件にしたものである。

第１図および表１より、トナー１は帯電的に好ましい立
ち上がりを示すことが解る。　これにより、画像濃度の
安定等、特に機内汚れの減少に寄与していることがうが
がえる。

〈発明の効果〉 本発明の電子写真用トナーは、以上のように帯電の立ち
上がりが迅速で、帯電安定性、流動性がすぐれる結果、
連続複写時において、画像濃度の変化、カブリが少な（
、特に機内汚れの減少等の効果を有する。

４、

【図面の簡単な説明】

第 １図は、 本発明の電子写真用 トナーの帯電 の立ち上がり特性を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が５〜２０μｍの原料荷電性トナー粒子
   を、平均粒径が５〜２０μｍであり、５μｍ以下の粒径
   の粒子が増加するように、機械的歪力をかけて混合した
   荷電性トナー粒子を含有することを特徴とする電子写真
   用トナー。
2. （２）前記荷電性トナー粒子中に、個数分布での５μｍ
   以下の粒径の粒子が３〜４０％存在する請求項１に記載
   の電子写真用トナー。
3. （３）請求項１または２に記載の電子写真用トナーと、
   キャリア粒子とを含有することを特徴とする電子写真用
   現像剤。