JPH04296764A - 静電荷現像用トナー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は静電荷現像用トナーに関
し、特に低現像電位のシステムに使用される静電荷現像
用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真法は感光体上に電気的な
潜像を形成し、ついで該潜像をトナーによって現像し、
必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後
、加熱・加圧などの手段によって定着し被写物を得るも
のである。このような電子写真法に用いられる現像剤と
しては、トナーとキャリアからなる二成分現像剤とトナ
ーとキャリアの機能を同時に備えた一成分現像剤とがあ
る。

【０００３】一成分現像剤には磁性一成分現像剤と非磁
性一成分現像剤があり、このうち磁性一成分現像剤とし
ては磁性粉を１０〜７０重量％程度含有した磁性トナー
が用いられている。また、磁性トナーは導電性磁性トナ
ーと絶縁性磁性トナーに分類され、前者は静電誘導ある
いは電荷注入が現像駆動力となり、後者は摩擦帯電によ
る電荷が現像駆動力となる。

【０００４】導電性磁性トナーを用いた一成分現像方式
では、導電性磁性トナー自体が現像電極となるため、エ
ッジ効果のない均一な画像が得られるという利点がある
ことが知られている。また、トナーの体積固有抵抗率を
およそ１×１０４　Ω・ｃｍ以下に抑えることによって
現像電位が１００Ｖ以下の低電位現像システムにも利用
できるという利点が生じる。

【０００５】しかし、導電性磁性トナーは静電転写時に
転写紙を介してトナーの電荷がリークしやすく、普通紙
への転写が困難であるという欠点がある。また、感光体
上にトナー粒子が１層しか現像されないため、画像濃度
の確保が困難であるという欠点もある。

【０００６】この中で転写性の問題については高抵抗処
理を施した特殊紙を用いたり、ゴムローラによる圧力転
写方式を採用したりすることによってある程度解決され
るが、画像濃度の確保は本質的な問題であり、従来技術
ではいまだ満足される状況にない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の技術に
おける問題点を解決し、低電位現像システムにおいて十
分な画像濃度を得、かつカブリのない良好な画像特性を
得ることができる静電荷現像用トナーを提供することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するためになされたもので、磁性粉を３０〜７０重量
％含有し、体積固有抵抗率が１×１０３　Ω・ｃｍ以下
である導電性磁性トナーと、体積固有抵抗率が１×１０
９　Ω・ｃｍ以上の絶縁性非磁性トナーとを、重量比で
６０：４０〜９０：１０の割合で混合し、絶縁性非磁性
トナーの体積平均粒子径が導電性磁性トナーの体積平均
粒子径の１．１〜１．５倍であることを特徴とする静電
荷現像用トナーである。

【０００９】導電性磁性トナーの体積固有抵抗率は、主
電極面積が１．００ｃｍ２　の円筒型電極に試料を入れ
て２００ｇ／ｃｍ２　の荷重をかけ、１００Ｖ／ｃｍの
電界下で測定された値である。

【００１０】絶縁性非磁性トナーの体積固有抵抗率は導
電性磁性トナーのそれとはかなり異なるため、同様の測
定方法では測定できない。したがって、本発明の絶縁性
非磁性トナーの体積固有抵抗率は、絶縁性非磁性トナー
を２００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力下で成型し、ＳＥ−７０
型固体電極（安藤電気社製）にセットした後、２５００
Ａキャパシタンスブリッジ（東陽テクニカ社製）で測定
したものである。

【００１１】本発明において、導電性磁性トナーは磁性
粉及びカーボンブラックを結着樹脂中に分散し機械的に
粉砕した後、体積平均粒子径７〜１０μｍ程度に分級し
て得られる。また、分級後にトナー表面の導電性を均一
化するためにカーボンブラックなどの導電性材料を、ま
た流動性向上のためにシリカなどの添加剤を各々トナー
粒子表面に付着させてもよい。

【００１２】本発明の導電性磁性トナーに使用される結
着樹脂はポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレー
ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ
エーテル、ポリカーボネート、熱可塑性ポリエステル、
熱可塑性エポキシ樹脂、セルロース系樹脂及びそれらの
モノマーの共重合樹脂などの熱可塑性樹脂の他、変性ア
クリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹
脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。また磁
性粉としては結晶学的にスピネル、ペロブスカイト、六
方晶、ガーネット、オルソフェライト構造を有するフェ
ライトやマグネタイトなどが適用される。フェライトの
構成はニッケル、亜鉛、マンガン、マグネシウム、銅、
リチウム、バリウム、バナジウム、クロム、カルシウム
などの酸化物と３価の鉄酸化物との焼結体である。

【００１３】本発明において、絶縁性非磁性トナーも同
様にカーボンブラックなどの着色剤や帯電量調整剤を結
着樹脂中に分散させ、粉砕・分級して得ることができる
。また、結着樹脂重合時にカーボンブラックや帯電量調
整剤を分散し、直接所望の粒子径の絶縁性非磁性トナー
を作成してもよい。このようにして得られた絶縁性非磁
性トナーの表面には流動性向上のためにシリカなどの添
加剤を付着させてもよい。

【００１４】本発明において、絶縁性非磁性トナーに使
用される結着樹脂は前述の導電性磁性トナーに例示した
ものが適宜使用される。また、必要に応じてモノアゾ系
の金属染料やニグロシン系の染料、第４級アンモニウム
塩などの帯電量調整剤を使用してもよい。

【００１５】

【作用】本発明の静電荷現像用トナーを構成する導電性
磁性トナーは現像電界下で電荷が静電誘導あるいは現像
スリーブより注入され、感光体上の画像潜像部と導電性
磁性トナーとの静電引力が磁気束縛力より大きくなると
画像潜像部に付着し現像される。一方、絶縁性非磁性ト
ナーは現像器の穂高規制ブレードや導電性磁性トナー等
との間の摩擦帯電によって絶縁性非磁性トナーに電荷が
生じ画像潜像部に現像される。したがって、感光体上の
画像潜像部には多くの導電性磁性トナーと絶縁性非磁性
トナーとが混在して付着するため十分な画像濃度を得る
ことができる。

【００１６】本発明の静電荷現像用トナーは現像器内で
混合攪拌され、マグネットローラーによって現像スリー
ブ上に導電性磁性トナーの穂が形成される。このため導
電性磁性トナーに含有される磁性粉は３０〜７０重量％
であることが必要である。３０重量％未満では静電荷現
像用トナーの磁力が小さくなるため搬送性が不良となる
。また、７０重量％を越えて多い場合は、磁性粉を結着
樹脂中に分散させるのが困難になるだけでなく、カーボ
ンブラック等の導電性材料の配合量が少なくなるために
導電性の確保が困難となる。絶縁性非磁性トナーは摩擦
帯電による静電気力によって導電性磁性トナーに付着し
、導電性磁性トナーと同様に画像潜像部に搬送される。 導電性磁性トナーと絶縁性非磁性トナーの混合比率は６
０：４０〜９０：１０が良好に使用し得る。絶縁性非磁
性トナーの比率が４０を越えて多い（導電性磁性トナー
の比率が６０未満）と、導電性磁性トナーによる搬送性
が悪くなり、トナー落ちやトナー飛散などの問題が発生
しやすい。また、絶縁性非磁性トナーの比率が１０未満
（導電性磁性トナーの比率が９０を越えて多い）になる
と十分な画像濃度を得ることができなくなる。

【００１７】導電性磁性トナーの体積固有抵抗率が１×
１０３　Ω・ｃｍを越えて大きいと、静電荷現像用トナ
ーとしての体積固有抵抗率が高くなってしまい、低電位
での現像が困難になる。また、絶縁性非磁性トナーの体
積固有抵抗率が１×１０９　Ω・ｃｍ未満の場合には電
荷の漏洩によって十分な摩擦帯電量を得ることができな
くなり、結果として画像濃度が低くなる。

【００１８】本発明の静電荷現像用トナーを現像器内で
攪拌すると、導電性磁性トナー表面に露出もしくは付着
しているカーボンブラックの一部が絶縁性非磁性トナー
表面に移行する。このため導電性磁性トナーへの電荷注
入が不良となり、カブリなどの画像不良が発生する。そ
のため、絶縁性非磁性トナーの体積平均粒子径は導電性
磁性トナーの体積平均粒子径の１．１〜１．５倍である
ことが必要である。これは絶縁性非磁性トナーの体積平
均粒子径を導電性磁性トナーのものより大きくすること
によって、重量当りの表面積を導電性磁性トナーよりも
小さくしてカーボンブラックの絶縁性非磁性トナーへの
移行量を少なくするものである。導電性磁性トナーに対
する絶縁性非磁性トナーの倍率が１．１倍未満の場合は
絶縁性非磁性トナーの表面積が比較的大きくなるために
、絶縁性磁性トナー表面へのカーボンブラックの移行量
が多くなり、結果として画像不良が発生しやすい。また
、１．５倍を越えて多いと全体としての粒子径が大きく
なることによって画質が良好でなくなる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。なお
「部」とは重量部を表わす。 実施例１ 　　上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を
行いジェットミルで粉砕をして分級し、体積平均粒子径
９μｍの導電性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナ
ーの体積固有抵抗率は５×１０２　Ω・ｃｍであった。 さらに、 　　上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を
行いジェットミルで粉砕をして分級し、体積平均粒子径
１１μｍのトナー粒子を得た。さらにこのトナー粒子１
００部に対し０．２部の疎水性シリカ（Ｒ−９７２：日
本アエロジル社製）を混合して絶縁性非磁性トナーを得
た。この絶縁性非磁性トナーの体積固有抵抗率は３×１
０１０Ω・ｃｍであった。上記導電性磁性トナーと絶縁
性非磁性トナーを重量比で７５：２５の割合で混合して
本発明の静電荷現像用トナーを得た。

【００２０】実施例２ 上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を行い
ジェットミルで粉砕をして分級し、体積平均粒子径９μ
ｍの導電性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの
体積固有抵抗率は８×１０２　Ω・ｃｍであった。さら
に、 　　上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を
おこないジェットミルで粉砕をして分級し、体積平均粒
子径１１μｍのトナー粒子を得た。さらにこのトナー粒
子１００部に対し０．２部の疎水性シリカ（Ｒ−９７２
：日本アエロジル社製）を混合して絶縁性非磁性トナー
を得た。この絶縁性非磁性トナーの体積固有抵抗率は９
×１０９　Ω・ｃｍであった。上記導電性磁性トナーと
絶縁性非磁性トナーを重量比で７０：３０の割合で混合
して本発明の静電荷現像用トナーを得た。

【００２１】比較例１ 上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を行い
ジェットミルで粉砕して分級し、体積平均粒子径９μｍ
の導電性磁性トナーを得た。この導電性磁性トナーの体
積固有抵抗率は６×１０４　Ω・ｃｍであった。上記導
電性磁性トナーと実施例１の絶縁性非磁性トナーを重量
比で７０：３０の割合で混合して比較例１の静電荷現像
用トナーを得た。

【００２２】比較例２ 　　上記配合の材料を２本ロールの混練機で溶融混練を
行いジェットミルで粉砕をして分級し、体積平均粒子径
１１μｍのトナー粒子を得た。さらにこのトナー粒子１
００部に対し０．２部の疎水性シリカ（Ｒ−９７２：日
本アエロジル社製）を混合して絶縁性非磁性トナーを得
た。この絶縁性非磁性トナーの体積固有抵抗率は７×１
０８　Ω・ｃｍであった。実施例１の導電性磁性トナー
と上記の絶縁性非磁性トナーを重量比で７０：３０の割
合で混合して比較例２の静電荷現像用トナーを得た。

【００２３】比較例３ 実施例１の導電性磁性トナーのみで比較例３の静電荷現
像用トナーとした。

【００２４】比較例４ 実施例１の導電性磁性トナーと実施例１の絶縁性非磁性
トナーを重量比で５０：５０の割合で混合し、比較例４
の静電荷現像用トナーを得た。

【００２５】比較例５ 実施例１の絶縁性非磁性トナーと同じ処方で体積平均粒
子径９μｍの絶縁性非磁性トナーを作成した。実施例１
の導電性磁性トナーと上記の絶縁性非磁性トナーを重量
比で７０：３０重量部の割合で混合して比較例５の静電
荷現像用トナーを得た。

【００２６】比較例６ 実施例１の絶縁性非磁性トナーと同じ処方で体積平均粒
子径１５μｍの絶縁性非磁性トナーを作成した。実施例
１の導電性磁性トナーと上記の絶縁性非磁性トナーを、
重量比で７０：３０の割合で混合して比較例６の静電荷
現像用トナーを得た。

【００２７】以上の実施例１〜２及び比較例１〜６のト
ナーを現像電位が４０ＶであるＬＥＤ反転プリンタに適
用して試験したところ、表１の結果を得た。表１の画像
濃度はマクベスＲＤ９１４反射濃度計で測定した値であ
る。また、カブリ値はＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲ　　
ＴＣ−６Ｄ（東京電色社製）で測定した値である。 以下余白

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかなように本発明の静電荷現
像用トナーは画像濃度及び画質が良好であって、カブリ
も極めて少ないものであった。これに対して、比較例１
及び比較例３は画像濃度が低く、比較例２、比較例４及
び比較例５についてはカブリが極めて悪かった。また、
比較例６は文字がつぶれて画質が悪く実用上問題がある
ことが確認された。

【００３０】

【発明の効果】本発明は低電位現像システムにおいて十
分な画像濃度を得、かつカブリがなく良好な画像を得る
ことができる静電荷現像用トナーを提供することができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性粉を３０〜７０重量％含有し、体
   積固有抵抗率が１×１０３　Ω・ｃｍ以下である導電性
   磁性トナーと、体積固有抵抗率が１×１０９　Ω・ｃｍ
   以上の絶縁性非磁性トナーとが、重量比で６０：４０〜
   ９０：１０の割合で混合され、かつ絶縁性非磁性トナー
   の体積平均粒子径が導電性磁性トナーの体積平均粒子径
   の１．１〜１．５倍であることを特徴とする静電荷現像
   用トナー。