JPH05173356A - 静電荷像現像用負帯電性トナー及び静電荷像現像用負帯電性トナーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は充分な負電荷を保持し、逆帯電を
起こすことのない負帯電性トナーとその製造方法を提供
することを目的とする。 【構成】 トナーの主要構成成分であり、他のトナー構
成成分を結着させるための結着樹脂と、トナーを着色さ
せるため上記結着樹脂中に分散された着色剤と、トナー
表面を一様に被覆する被覆剤とを有し、この被覆材は重
量平均分子量が２０万〜５０万、体積平均粒径が０．１
〜２μｍのアクリル系高分子微粉体であることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子写真法において使
用される静電荷像現像用負帯電性トナー及び静電荷像現
像用負帯電性トナーの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に知られている電子写真法
には、種々の手段により感光体上に静電潜像を形成し、
次いで上記静電潜像に帯電したトナーを付着させて現像
を行う方法があった。このような電子写真法では、現像
した像を紙等の転写材に転写し、更にこの転写画像を加
熱及び加圧して複写物を得る。

【０００３】以上の如き電子写真法における現像法の種
類は数多く存在し、それぞれの現像法にあわせた現像器
が用いられる。これらの現像器の内の一つに、キャリア
を含まずトナーのみを現像剤とする一成分系現像剤を使
用する時に見られる現像器であり、現像器の一部が感光
体と摺接するよう設けられているものがある。このよう
な現像器では、感光体上に形成された静電潜像に、現像
器の一部と感光体とが摺接しながら回転することにて、
帯電したトナーを供給して付着させるよう構成されてい
る。

【０００４】しかしながら、この接触型の現像器を電子
写真プロセスに用いると、現像プロセスを繰り返す内
に、転写材の紙から生じた紙粉が現像器内へ混入すると
いう好ましくない現象が起こっていた。このような現象
は、紙粉が感光体へ付着し、感光体と現像器が接触して
いるために、感光体から現像器内へ紙粉が混入して生じ
るものである。

【０００５】この紙粉混入時に現像剤として使用されて
いるトナーが負帯電性であると、紙粉とトナーが接触し
た場合に、紙粉によってトナーの逆帯電が起こる。この
逆帯電は、紙粉の主要成分であってタルクと呼ばれるマ
グネシウムの含水ケイ酸塩鉱物が強い負帯電性を持つた
めに、トナーが負電荷をタルクに奪われて正に逆帯電し
てしまうために起こる。逆帯電したトナーは複写画像に
カブリとなって現れ、画像を著しく劣化させたり複写機
内へのトナー飛散を引き起こす、という欠点があった。

【０００６】このような負帯電性トナーの帯電性を向上
させるため、従来より特開平２−２３６５６４号公報に
見られるように、トナーにアクリル系高分子の微粉体を
添加するという技術が用いられていた。しかしこの添加
法は混合機を用いて負帯電性トナーとアクリル系高分子
微粉体とを混合して外添するにとどまり、紙粉混入によ
るトナーの逆帯電を防ぐだけの充分な負電荷をトナーに
供給するまでには至っていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来か
らトナーの負帯電性を向上させるためには、アクリル系
高分子微粉体と負帯電性トナーとを機械的に混合して、
トナー表面にアクル系高分子微粉体を付着させると優れ
た効果を発揮することが知られていた。しかし、従来技
術による混合方法では、アクリル系高分子微粉体がトナ
ーに外添されているにすぎず、紙粉の混入による負帯電
性トナーの逆帯電を防ぐのに必要なだけの負電荷をトナ
ーに与えることができないという欠点があった。そこ
で、この発明は上記欠点を除去し、充分な負電荷を保持
し、逆帯電を起こすことのない負帯電性トナーとその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、トナーの主要構成成分であり、他のト
ナー構成成分を結着させるための結着樹脂と、トナーを
着色させるため上記結着樹脂中に分散された着色剤と、
トナー表面を一様に被覆する被覆剤とを有し、この被覆
剤は重量平均分子量が２０万〜５０万、体積平均粒径が
０．１〜２μｍのアクリル系高分子微粉体であることを
特徴とする静電荷像現像用負帯電性トナーを提供する。

【０００９】また、本発明は、上記トナーを製造するた
めに、トナーの主要構成成分であり、他のトナー構成成
分を結着させるための結着樹脂と、トナーを着色させる
ために結着樹脂中に分散された着色剤とを有する材料を
溶融混練して得られる混練物を粉砕及び分級する過程
と、混練物の粉砕及び分級にて得られた、体積平均粒径
が約２ｍｍのトナーチップと、表面被覆剤としてのアク
リル系高分子微粉体とを、微粒子をトナーに外添させる
ために一般的に使用されるヘンシェルミキサーあるいは
ハイブリタイザー等の混合機を用いて混合する過程と、
混合過程にて得られた混合物をジェットミル粉砕機によ
り粉砕した後分級を行なう過程と、粉砕及び分級過程に
て得られた体積平均粒径が約８〜１２μｍの粉砕物とア
クリル系高分子微粉体とを、ヘンシェルミキサーあるい
はハイブリタイザー等の混合機を用いて混合する過程と
を含むことを特徴をする静電荷像現像用負帯電性トナー
の製造方法を提供する。

【００１０】

【作用】本発明によれば、強い負電荷を持つアクリル系
高分子微粉体を表面全体に余すところなく均一に付着さ
せた負帯電性トナーが得られる。このようなトナーで
は、その表面全体にアクリル系高分子微粉体による表面
層が形成される。このためトナーは他物質との接触を絶
たれる。また現像器内に混入した紙粉がトナーに接近し
ても、強い負電荷を有する表面層の存在により逆帯電す
ることはない。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を以下に示す。本発明のト
ナーが使用される複写機の断面図を図１に示す。

【００１２】図１において現像装置本体１（以下本体１
と略す。）内には、トナーを収納するためのトナー容器
３（以下容器３と略す）があり、この容器３内には非磁
性トナー５（以下トナー５と略す）が収納されている。
また容器３内にはトナー５を撹拌するためのミキサー７
が矢印方向ａに回転可能にして設けられている。また、
本体１には矢印方向に回転可能な３つの回転器、すなわ
ち、感光体ドラム９、現像ローラ１１、及びトナー供給
ローラ１３が隣接して設けられている。感光体ドラム９
はその内部に回転基盤８、及びその表面に負帯電性の有
機感光体１０を有し、この有機感光体１０上にレーザー
により原稿像が光信号として照射されると静電潜像が形
成される像担持体である。この感光体ドラム９はアース
に接続されている。感光体ドラム９の隣には、感光体ド
ラム９上の静電潜像上に、帯電したトナー５を付着さ
せ、トナー像を形成するための現像ローラ１１がある。
現像ローラ１１は、導電性と弾性を兼ね備えた部材によ
り被覆されている。更に現像ローラ１１の隣には、現像
ローラ１１上に容器３内に収容されたトナー５を供給す
るためのトナー供給ローラ１３がある。また現像ローラ
１１の上部には現像ローラ１１へ供給するトナー５の量
を規制すると同時に、トナー５を摩擦帯電させる機能を
有するブレード１５と、前記ブレード１５を支えるため
のブレードホルダ１７が固接されている。更に現像ロー
ラ１１の下部には現像ローラ１１に供給されたトナー５
の内、現像に使用されなかったトナー５を回収し、容器
３内へ再び戻す機能を有するリカバリーブレード１９が
備えられている。尚、感光体ドラム９の下にあるのは、
感光体１０上に形成されたトナー像を転写材上へ移動さ
せるための転写器２１である。

【００１３】このような構造を持つ現像装置における現
像プロセスは以下の通りである。まず、容器３内のトナ
ー５はミキサー７に撹拌されながら、トナー供給ローラ
１３上へ送られる。次いでトナー５は、供給ローラ１３
から現像ローラ１１上へ送られて、現像ローラ１１の表
面上にトナー５の薄層を形成する。薄層形成時、ブレー
ド１５から現像ローラ１１へのトナー供給量が規制され
ると同時に、現像ローラ１１上のトナーがブレード１５
により平坦にならされることにより前記薄層とブレード
との間に摩擦が生じる。この摩擦により、トナー５は帯
電される。ところで感光体ドラム９上にある負帯電性の
有機感光体１０の表面は、図示しない帯電器により、約
−５００〜−５５０ｖに一様に帯電されている。この帯
電された有機感光体１０上へ原稿像をそのまま光像とし
て照射すると、照射された部分の有機感光体１０の抵抗
が下がり、この部分の電荷がアースに流れて、表面電位
が０ｖに近付き静電潜像が形成される。この静電潜像上
にトナーが付着して現像が行われるという反転現像法に
おいてはトナーとして負帯電性トナーが用いられる。そ
こで負に帯電したトナー５の薄層を表面に有する現像ロ
ーラ１１と、感光体ドラム９とを逆方向に回転させる
と、現像ローラ１１の弾性力により前記薄層が、感光体
１０上に摺接される。この機械的搬送力、及び感光体上
の電荷とトナーの持つ電荷との静電吸着力によりトナー
５は静電潜像上に付着し、現像が行われる。一方、図示
されていないが、本体１には、用紙を供給するための用
紙供給トレイが設置されている。このトレイから供給さ
れた用紙は、現像により形成されたトナー像を転写する
ための転写材として、感光体ドラム９と転写機２１との
間に送り込まれる。送り込まれた用紙の裏側に、転写器
によりトナーの持つ電荷と同じ符号を持つ電荷が与えら
れると、トナー像は電界の力により用紙上へ移動する。
また現像ローラ１１に供給されながら現像に用いられ
ず、余ったトナー５はリカバリーブレード１９を介して
現像器内へ再び回収される。

【００１４】このような現像装置を有する複写機に使用
される本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色
剤、及び帯電制御剤から成る一般的負帯電性トナーであ
り、前記トナー表面がアクリル系高分子微粉体で一様に
被覆されていることを特徴とする。

【００１５】本発明に用いられる結着樹脂としては、ポ
リスチレン、スチレンまたはスチレン誘導体とアクリル
酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸、
あるいは不飽和エステルとの共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エステル、エポキシ樹脂及びポリビニルプチラール等が
好ましい。前記着色剤としては、カーボンブラック、酸
化鉄及び各色の有機顔料あるいは無機顔料を使用するの
が好ましい。

【００１６】また、前記帯電制御剤としては、必要に応
じて含金アゾ染料、各種キレート及びフタロシアニン誘
導体等を使用できる。また、必要であれば離型剤その他
の添加剤をトナー中へ添加させる。

【００１７】上記の成分から成るトナーの表面を完全に
被覆するには大きな負電荷、極性安定性、他の物質の表
面への高被覆能力を有するアクリル系高分子微粉体を、
前記トナーの表面全体に付着させる。アクリル系高分子
微粉体は、ポリメチルメタアクリレート（Ｐ．Ｍ．Ｍ．
Ａ）に代表されるようなアクリル酸あるいはアクリル酸
エステルの重合体かあるいは他のモノマーとの共重合体
であり、重量平均分子量は２０万〜５０万が望ましい。
また、トナー表面に付着させるために、アクリル系高分
子微粉体の大きさは体積平均粒径が０．１〜２μｍの粒
子とする。

【００１８】アクリル系高分子微粉体によりトナー表面
を被覆するという表面処理過程を含むことを特徴とす
る、本発明が提供するトナーの製造方法は以下の通りで
ある。まず、トナーとして少なくとも上記の結着樹脂、
着色剤及び帯電制御剤を混合及び混練する。混練によ
り、得られる生成物を粉砕機で粗砕し、トナーチップと
する。トナーチップの大きさは平均粒径２ｍｍ以下であ
れば良い。このトナーチップとアクリル系高分子の微粉
体（以下微粉体という）とをヘンシェルミキサー等の混
合機により、１５〜３０分激しく混合し、微粉体をトナ
ーチップの表面に衝突させて付着させる。次に、この微
粉体を付着させたトナーチップを粉砕機を用いて微粉砕
し、得られた粉砕物の平均粒径が８〜１２μｍになるよ
うに分級する。更にこの分級された粒子と微粉体とを再
びはヘンシェルミキサーあるいはハイブリタイザー等の
混合機を用いて、先の混合時よりは短い時間で混合を行
い、トナーを得る。混合時間は混合する成分の濃度によ
り異なるので一義的には言えないが、おおよそ５〜１０
分が目安である。

【００１９】本実施例のトナーの製造方法において、上
記のようにトナーチップと微粉体との混合、次いで粉砕
分級、次に再びトナー粒子と微粉体との混合、という操
作を行うのは、トナーに微粉体を確実に付着させ、トナ
ーの表面処理を行うためである。トナーチップと微粉体
とを機械的に混合すると、微粉体の一部はトナーチップ
表面に付着するものの、残りの微粉体はトナーチップの
周囲に分散された状態にある。つまり、トナーチップと
微粉体とを単に混合しただけでは、トナーチップに微粉
体の外添が起こるにすぎない。ここで、混合が終わった
トナーチップを微粉砕すると、トナーチップが粉砕され
て、微粉体と接触する表面積が増える上、粉砕の衝撃に
よりトナーチップの粉砕物と微粉体とが激しく衝突す
る。これによりトナーチップの粉砕と同時に、トナーチ
ップの粉砕物への微粉体付着が行われる。更に、こうし
て得られた微粉体が付着した粉砕物と微粉体とを再度、
機械的歪力をかけて混合すると、より確実にトナーへの
微粉体付着が行われて、表面全体が微粉体により余すと
ころなく均一に覆われたトナー粒子を得ることができ
る。尚、この２回目の混合において、混合時間は１回目
の混合よりも短めにする。あまり機械的に混合する時間
が長いと、トナーの表面に付着していた微粉体が機械的
衝撃により傷つき、トナー表面からはがれる恐れがある
からである。

【００２０】以上のトナーの製造方法によれば、トナー
表面全体がアクリル系高分子微粉体で処理された負帯電
性トナーが得られ、トナーの負帯電性を強めることがで
きる。 尚、トナーに混合させる微粉体の量は１回目の
混合、２回目の混合においてほぼ同量とし、合計量でト
ナー１００重量部あたり０．５〜５重量部加えるのが好
ましい。微粉体の添加量が０．５重量部より少ない時に
は、トナー表面に付着する微粉体の量が不足し、トナー
に充分な負電荷を与えられず、トナーの負帯電性を強め
るという本発明の目的を達成させることができない。逆
に５重量部を越えて微粉体を添加させると、トナー表面
に過剰の微粉体が付着し、トナーの負帯電性が強くなり
過ぎてしまう。負帯電性の強すぎるトナーを現像に用い
ると感光体へ付着するトナー量が減少し、画像濃度が落
ちるので好ましくない。

【００２１】本発明は現像器内へ混入する紙粉による逆
帯電の起こりにくいトナーを得るという目的で行われた
ものであり、現像器またはその一部が感光体と接触して
いるタイプの複写機に適する負帯電性トナーである。従
って上記のタイプで負帯電性トナーを現像剤とする複写
機であれば、一成分系、二成分系を問わず、本発明のト
ナーを現像剤として使用できる。以下に、本発明におい
て行った実験例について述べる。 （実験例）

【００２２】トナーの結着樹脂としてポリエステル樹脂
８８重量部、着色剤としてカーボンブラック（ＭＡ−６
００、三菱化成）６重量部、帯電制御剤としてクロム染
料（Ｓ−３４、オリエント化学）０．５重量部、及び離
型剤としてワックス（ビスコール６６０Ｐ、三洋化成）
４重量部を用意した。これら用意された成分を加圧式混
練機を用いて１２５℃で３０分間混練した。混練により
得られた生成物を冷却後、ハンマーミルにて粗砕し、更
に分級して平均粒径２ｍｍ以下のトナーチップを得た。
このトナーチップ１００重量部とアクリル系高分子微粉
体の一つである、ポリメチルメタアクリレート（ＭＰ−
１０００、総研化学）１重量とをヘンシエルミキサーを
用いて３０分間混合し、第１回目の混合とした。次に得
られた混合物をジェットミルで微粉砕し、平均粒径１
１．０μｍのトナーチップを得た。更にこの微粉砕され
たトナー１００重量部に対して、ＭＰ−１０００２重量
部を添加しハイブリタイザーで１０分間混合して２回目
の混合を行い、トナーの表面処理を行った。この表面処
理品１００重量部と転写効率を上げるための正帯電性シ
リカ０．１重量部とを混合し、負帯電性トナーを得た。
このようにして得られた負帯電性トナーは流動性、保存
性に優れていた。また、５０℃において８時間放置され
た後でも固形化が行い易かった。

【００２３】このトナーを一成分現像剤として、レーザ
ビームプリンタ（ＴＮ−７３００改造機（株）東芝製）
を用いて１万枚の連続複写試験を行ったところ、転写効
率９６％と良好な結果が得られ、なおかつ連続複写の後
でも画像濃度の低下、カブリ、複写機内へのトナー飛散
は見られなかった。更に製造されたトナーを温度３０
℃、湿度８５％の環境条件下で２４時間放置した後、上
記と同じ複写機に、一成分現像剤として同じ条件で複写
試験を行ったところ、上記の複写試験の時と同様に良好
な結果が得られた。 （比較例）

【００２４】実施例と同様にして微粉砕分級された、ト
ナーチップ１００重量部に対しアクリル系高分子微粉体
ＭＰ−１０００ １０重量部を添加し、ハイブリタイザ
ーで５分間混合した。製造されたトナーを一成分現像剤
として、実施例と同じ複写機を用いて同じ条件で複写試
験を行った結果、得られた複写画像にカブリはほんとん
ど見られなかったが、画像濃度が原稿画像濃度の４７〜
７３％の再現性しかなかった。このことからアクリル系
高分子微粉体のトナーへの添加量が適正値を越えると、
複写画像に悪影響を及ぼすことがわかった。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アクリル系高分子微粉体によるトナーの表面被覆を行
い、トナーの負帯電性を強めることにより、現像器内へ
の紙粉混入による逆帯電が起こりにくい負帯電性トナー
を得ることができる。またこのようなトナーを現像剤と
して用いると、画像濃度の低下及び、カブリのない複写
画像が得られ、また複写機内へのトナー飛散がおこるこ
ともなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーが使用される複写機の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 現像装置 ５ 非磁性トナー ９ 感光体ドラム １０ 有機感光体 １１ 現像ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーの主要構成成分であり、他のトナ
   ー構成成分を結着させるための結着樹脂と、トナーを着
   色させるため上記結着樹脂中に分散された着色剤と、ト
   ナー表面を一様に被覆する被覆剤とを有し、この被覆剤
   は重量平均分子量が２０万〜５０万、体積平均粒径が
   ０．１〜２μｍのアクリル系高分子微粉体であることを
   特徴とする静電荷像現像用負帯電性トナー。
2. 【請求項２】 トナーの主要構成成分であり、他のトナ
   ー構成成分を結着させるための結着樹脂と、トナーを着
   色させるため上記結着樹脂中に分散された着色剤とを有
   する材料を溶融混練して得られる混練物を粉砕及び分級
   する過程と、上記混練物の粉砕及び分級にて得られた、
   体積平均粒径が約２ｍｍのトナーチップと、表面被覆剤
   としてのアクリル系高分子微粉体とを、微粒子をトナー
   に外添させるために一般的に使用されるヘンシェルミキ
   サーあるいはハイブリタイザー等の混合機を用いて混合
   する過程と、上記混合過程にて得られた混合物をジェッ
   トミル粉砕機により粉砕した後分級を行なう過程と、上
   記粉砕及び分級過程にて得られた体積平均粒径が約８〜
   １２μｍの粉砕物と上記のアクリル系高分子微粉体と
   を、上記のヘンシェルミキサーあるいはハイブリタイザ
   ー等の混合機を用いて混合する過程とを含むことを特徴
   をする静電荷像現像用負帯電性トナーの製造方法。