JPH06301236A

JPH06301236A - 磁性トナー

Info

Publication number: JPH06301236A
Application number: JP5085961A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅; Noriaki Hirota; 典昭廣田; Akinori Toyoda; 昭則豊田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-13
Filing date: 1993-04-13
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単で小型高性能、また廃トナーリサ
イクルを可能とする現像特性の安定した磁性トナーを提
供することを目的とする。【構成】固定された磁石を内部に有する感光体ドラム
を用い、静電潜像を形成した後、トナー溜め内で磁性ト
ナーを磁力で吸着させ、電極ローラで非画像部のトナー
を回収する現像法と、廃トナーをリサイクルする構成の
電子写真方式で、磁性トナーが外添処理後に熱風による
表面改質処理を施し、外添剤の固定化と、磁性体の被覆
化と、トナーの球形化を同時にかつ瞬時に施された磁性
トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタやファ
クシミリに用いられる磁性トナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としてはカスケード現
像法、タッチダウン現像法、ジャンピング現像法などが
ある。そのなかで、感光体に直接現像剤を振りかける現
像法として米国特許３１０５７７０号に示されるカスケ
ード現像が知られている。カスケード現像法は、電子写
真法初の実用複写機に用いられた現像法である。また現
像ローラに交流バイアス印加し一成分トナーを飛翔させ
現像する方法として米国特許３８６６５７４号がある。
この発明では現像ローラに印加する交流バイアスはトナ
ーの動きを活性化する目的に用いられ、トナーは画像部
には飛翔し、非画像部では途中で舞い戻ると説明されて
いる。

【０００３】さらに、この交流バイアスを印加する技術
を改良したものとして、特公昭６３ー４２２５６号公報
に示されるジャンピング現像がある。このジャンピング
現像法はトナーをトナー担持体に担持させ、トナー担持
体上に担持体と微小な間隙で剛性体または弾性体の規制
ブレードを設置し、その規制ブレードによりトナーを薄
層に規制し、現像部まで運び、そこで交流バイアスによ
り感光体の画像部にトナーを付着させる方法である。こ
の特公昭６３ー４２２５６号公報の技術思想は、画像部
及び非画像部においてトナーが往復運動するという点で
前述の米国特許３８６６５７４号と異なるものである。

【０００４】さらに現像の小型化と高画質化を推進する
ため、固定磁石を感光体に内包し更に感光体と所定の間
隙を設けて対向する位置に磁石を有する電極ローラから
構成される現像方式が提案され、より一層の高画質化、
小型化、装置の簡素化、低コストが可能となっている。

【０００５】周知のようにこれらの現像法に使用される
靜電荷現像用のトナ−は一般的に樹脂成分、顔料もしく
は染料からなる着色成分及び可塑剤、電荷制御剤等の添
加成分によって構成されている。樹脂成分として天然ま
たは合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用されてい
る。

【０００６】しかしながら近年複写像の益々の高画質化
や画質の長期安定性が望まれる傾向が著しくなるにつ
れ、トナ−の主要構成成分である結着樹脂、電荷制御
剤、外添剤に従来以上の帯電性や耐久性が要求されてい
る。また昨今地球環境保護からトナーの再利用が注目さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、当技術分野ではよく知られていることで
あるが、カスケード現像法は、ベタ画像再現を苦手とし
ていた。また、装置が大型複雑化するという問題点を有
していた。さらに米国特許３８６６５７４号の現像器
は、装置に高い精度が要求され複雑で高いコストがかか
るという欠点を有していた。ジャンピング現像法はトナ
ー層を担持したトナー担持体上に極めて均一な薄層を形
成することが不可欠であった。またこの方法ではしばし
ばトナー担持体上のトナー薄層に前画像の履歴が残り画
像に残像が現れる、いわゆるスリーブゴースト現像が発
生した。さらに装置が複雑でコストが高いという欠点も
ある。

【０００８】更に現像を小型高性能にした本発明に使用
する現像法は感光体に固定磁石を内包し更に感光体と所
定の間隙を設けて対向する位置に磁石を有する電極ロー
ラから構成される現像方式で、ベタ画像を忠実に再現
し、またスリーブゴーストも発生せず、より一層の装置
の小型化、簡素化、低コストが可能になる方式である
が、反面高画質化のためにより高性能化されたトナー特
性に寄り掛かざるをえない面を含んでいる。この現像法
特有の現象と考えられるが、トナーを薄層に規制する規
制ブレードを用いないため、トナーは層規制されずに感
光体と電極ローラが回転する現像場に飛び込んでくる。
そのためトナーの帯電機会が僅かで、いかに俊速にトナ
ーの帯電性を上げられるかがポイントとなる。この帯電
量に影響を与えるのがトナーの流動性である。従来の一
成分現像や、二成分現像で使用されているトナーの流動
性のレベルではではベタ黒画像部や中間調画像部にムラ
が生じたり、また非画像部に地かぶりが増加する傾向に
ある。流動性の低いトナーにこの現象が顕著に表れる。
これは流動性の低いトナーでは帯電に必要な現像部材と
の接触確率が低く満足な帯電量が得られないのとトナー
間で帯電にばらつきが生じ、俊速なトナー帯電性が得ら
れないわけである。これが高流動性を保持したトナーで
は接触性が均一になり、帯電性もばらつきが抑えられ、
高帯電量が得られ、高画質な画像が得られるものと考え
られる。

【０００９】そこで流動性を高めるために取られる手段
は流動性付与剤としてのシリカ等の外添剤の添加量を増
加させることである。しかしシリカ等の外添剤を増加す
ると流動性は向上するが、ある一定量以上では逆に流動
性は減少する傾向にある。またシリカの浮遊物が増加
し、このシリカが核となりクリーニングブレードの押圧
力で感光体に打ち込まれ傷が発生したり、シリカの浮遊
物が感光体上でのフィルミングを発生させる。またシリ
カの浮遊物がベタ黒部に付着し白点が発生する問題が発
生し、単にシリカ増量のみでは弊害が多く発生し、問題
の解決にはならない。

【００１０】さらに磁性体を添加した磁性トナーにおい
ては結着樹脂よりも低抵抗の磁性体がトナー表面に露出
しているため摩擦帯電で得られた電荷がリークしてしま
い高帯電量が得られにくい欠点を有している。そこで磁
性体自体を有機膜で表面コートして磁性体の抵抗を上げ
る試みがなされているが、コートむらや磁性体材料のコ
ストアップ、逆極性帯電を生じる傾向にあり、問題解決
には至っていない。

【００１１】また近年地球環境保護が注目されている。
従来の複写機、レーザプリンタ、レーザファックス等で
は感光体上にトナーを現像付着させ、そして転写部で紙
に転写するが、一部のトナーは感光体上に転写残りし、
その一部のトナーはクリーニング部で掻き落とされこれ
が廃トナーとなる。転写残りの廃トナーをリサイクル
し、再度現像で使用する際、従来のトナーを用いると、
この廃トナーと新しいトナーを混合すると帯電量分布の
不均一化、逆極性トナーの増加による複写画像の低下が
発生する。また弾性体等のトナー層規制板をトナー担持
体と狭ギャップ間隔、または接触して設け、トナー担持
体上にトナーの薄層を形成する従来の一成分現像法で
は、流動性が低下した廃トナーは凝集を起こし易く、こ
の凝集物がトナー層規制板の付近に目詰まりを起こし、
白抜けが発生する。これは廃トナーがクリーニングブレ
ードでの圧力でシリカの付着状態が変化したり、クリー
ニングブレードの圧力によりトナーの欠けや割れが生じ
てトナーの流動性が低下することが要因と考えられる。
そのため従来の方法、特に一成分現像では廃トナーはほ
とんど廃棄されているのが現状である。これでは資源の
有効活用ができず、また地球環境を汚染することにも成
りかねない。すなわちこの廃トナーをリサイクルし資源
の再活用は地球環境保護から急務な課題である。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、より一層の小
型化、装置の簡素化、低コストが可能な現像法であり、
さらに高流動性、高帯電性のトナーにより高濃度で低地
かぶりの高画質を達成し、感光体へのフィルミングが防
止でき、小型長寿命で装置内にトナーの汚染の発生しな
い、また廃トナーをリサイクルしても凝集物が目詰まり
を起こさない現像法、廃トナーをリサイクルしても流動
性低下等の劣化を生じないトナーにより、画像濃度低
下、白抜けが無く、長寿命化が図られ、再利用により地
球環境汚染防止と資源の再活用を可能にする磁性トナー
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の磁性トナーは、固定磁石を内包し移動する
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面に対向し
前記固定磁石により磁気的に吸引させて磁性トナーを供
給するトナー溜めと、かつ前記静電潜像保持体の表面と
所定の間隙を有した位置に設置され、内部に磁石を有す
る電極ローラと、を有する現像工程と、前記静電潜像保
持体上の静電潜像を可視像化したトナー像を静電力で転
写材に移す転写工程と、転写時に一部前記静電潜像保持
体に残留する前記磁性トナーを前記静電潜像保持体から
除去するクリーニング工程と、前記クリーニング工程で
除去された前記磁性トナーを再度前記現像工程に戻し再
利用するトナーリサイクル工程と、を有する電子写真方
法に用いる磁性トナーであって、前記磁性トナーが少な
くとも結着樹脂、磁性体、外添剤から構成され、前記結
着樹脂と、前記磁性体と、その他必要に応じて用いられ
る添加剤とが、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じ
て分級処理されたトナー微粉末に、外添剤を外添処理
し、前記外添処理後、外添剤が付着した前記トナー微粉
末に、分散状態で熱風により表面改質処理を施し、前記
外添剤の固定化と、前記磁性体の被覆化と、前記トナー
微粉末の球形化を同時にかつ瞬時に行うもので、表面改
質処理は、少なくともトナー微粉末を分散噴射する分散
噴霧手段と、前記分散噴霧手段から噴射された前記トナ
ー微粉末に熱風を当てるため前記熱風を放射する熱風発
生手段と、を具備する表面改質装置により行われ、分散
噴霧手段は圧縮空気によりトナー微粉末を分散噴務する
分散ノズルであり、トナー微粉末を表面改質処理する熱
風温度は１００度〜６００度で処理される磁性トナーで
ある。

【００１４】

【作用】本発明は上記した構成により、固定磁石を内包
する静電潜像保持体を用い、静電潜像を形成した静電潜
像保持体にトナーを振りかけ磁気的に付着させ、電極ロ
ーラ部まで担持搬送し、電極ローラに交流バイアスを印
加し、静電潜像保持体の非画像部トナーを静電力と磁力
によって除去する構成である。すなわち本発明はカスケ
ード現像法に、静電潜像保持体内部に磁石を設置、電極
に交流電圧印加し、より小型高性能化したものである。
本発明では、最初にトナーが静電潜像保持体に振りかけ
られたときに現像はほとんど終了している。電極ローラ
部はトナーをトナー留め内で循環させると同時に、静電
潜像の非画像部のトナーを回収している。すなわちトナ
ーをトナー溜めから現像部まで担持し運ぶのは静電潜像
保持体である。電極ローラはトナー層を担持しない裸の
面が静電潜像保持体に対向する。電極ローラと静電潜像
保持体は逆方向回転である。

【００１５】本発明に提示された電子写真方法に用いる
磁性トナーは、特に絶縁性一成分トナーが好ましい。一
成分トナーを用いると二成分現像で必要なキャリアとト
ナーとの混合撹拌機構やトナー濃度制御が不必要になる
ため装置構成が簡略化できる。

【００１６】本発明で提示された電子写真方法は一度静
電潜像保持体の全面にトナーを付着させ、後に電極ロー
ラにより静電力と磁力により非画像部のトナーを除去す
る構成である。そのためこの方法ではトナーの帯電特
性、流動性が強く画像特性に影響する。流動性が悪いと
非画像部のトナーが静電潜像保持体に強く付着し除去で
きず地カブリとなって画像を劣化させるし、また静電潜
像保持体の全面にトナーを付着させるときベタ画像にム
ラが発生することがわかった。トナーの流動性を上げる
（例えばシリカの添加量を増加させる）につれ、静電潜
像保持体への非静電的付着力が小さくなり、地カブリの
減少と、画像濃度の増加、ベタ黒部のムラが抑制される
傾向にあるが、反面シリカ増量の弊害が発生している。
例えば感光体へのフィルミング、シリカ凝集物のベタ黒
部への白点付着である。

【００１７】またトナーの電荷量が低下すると静電潜像
保持体との鏡像力が弱くなり静電潜像保持体に付着させ
たトナーが磁力により除去され易くなり画像濃度が低く
なるしまた、文字周辺の飛びちりが多く画像の鮮明さが
低下することがわかった。

【００１８】更に本発明に提示された電子写真方法では
転写残りの廃トナーをリサイクルする構成である。クリ
ーニング時に弾性クリーニングブレード等で転写残りの
廃トナーを感光体ドラムからかき落とすわけであるが、
このときトナーに強いストレスが掛かる。この時クリー
ニング方法はブレードに限らず、剛体ローラ、ファーブ
ラシローラ等の方法でも同様である。そのためトナー表
面に外添処理しているシリカ粒子がトナー中に埋没して
流動性が低下し、帯電量も低下する事がわかった。また
トナーは欠けや割れにより流動性が低下していることが
わかった。廃トナーをリサイクルさせても画像特性を安
定にするため、廃トナーも高帯電量、高流動性を維持さ
せる必要があることがわかった。更に長期使用時におい
ても画質を安定化させるために、トナーの流動性と帯電
特性を高い値で安定化させる必要がある。

【００１９】本発明に係る磁性トナーは少なくとも結着
樹脂、磁性体、外添剤から構成される。

【００２０】本発明に係る磁性トナーの製造方法として
は公知の方法が用いられる。混合、混練、粉砕、外添処
理で、必要に応じて分級処理が行われる。また重合法等
の他の方式も用いられる場合もある。混合は結着樹脂、
磁性体と、その他必要に応じて添加される電荷制御剤、
離型剤、顔料等の内添剤を撹拌羽根を具備したミキサー
等により均一分散する工程で、公知の処理方法が用いら
れる。そして混合された材料を加熱してせん断力により
結着樹脂に内添剤を分散させる工程が混練である。この
ときの混練としては公知の加熱混練機を用いて行なうこ
とが出来る。加熱混練機としては、三本ロール型、一軸
スクリュウー型、二軸スクリュウー型、ハ゛ンハ゛リーミキサー型
等の混練物を加熱してせん断力をかけて練る装置を使用
することが出来る。その塊をカッターミル等で粗粉砕
し、その後ジェットミル粉砕機等で細かく砕く粉砕、更
に必要に応じて気流式分級機で微粉粒子がカットされ、
所望の粒度分布を得る分級と続く。機械式による粉砕、
分級も可能である。例えば固定したステータに対して回
転するローラとの微小な空隙にトナーを投入し、粉砕す
る方式がある。また分級でも回転するロータにより遠心
力で分級する方法もある。いずれも公知の方法が用いら
れる。

【００２１】これによって得られたトナー微粉末に外添
剤が外添処理される。外添処理はミキサー等の公知の撹
拌方法が用いられる。

【００２２】本発明に係る磁性トナーは外添処理後に熱
風により表面改質処理を行う。これは外添処理された磁
性トナーを圧縮空気により分散ノズルから分散噴射し、
それにヒータで加熱された熱風を放射することにより表
面改質処理が行われる。従来熱により表面処理を施す例
がみられるが、熱風流が循環している中へトナーを供給
し処理する方法が取られているが、これではトナー相互
に凝集し易く、処理した後の形状も均一に表面が処理さ
れない。また機械的衝撃によりトナーを球形化する例も
見られるが、回転軸へのトナー粒子の融着や回転体があ
るため騒音振動等が避けられない。

【００２３】本発明に係る磁性トナーでは外添剤が付着
したトナー粒子を熱風気流中に分散供給させることによ
り、トナー粒子の表面を溶融させ、瞬時に外添剤の固定
化と、磁性体の被覆化と、トナー粒子の球形化を同時に
行うものである。この方式で行うと連続式のため生産効
率が向上し、また分散状態で表面改質が行われるので、
粒子同士が結着したり、粗粒を生じることがない。また
非常に簡単な構成でコンパクト、機壁温度の上昇がなく
製品回収率が高く、開放型のため粉塵爆発の可能性がほ
とんどない。トナーに瞬時に熱風により処理するためト
ナー相互の凝集もなく、トナー全体が均一に処理され
る。粉砕で生じた粒子の角がきれいに取られ球形化され
るため、流動性は飛躍的に向上するわけである。この時
の処理の熱風温度は５０度から６００度が好ましい。５
０度以下の時表面改質処理の効果が得られない。６００
度以上ではトナー同志の凝集が起こり易くなる。また分
散ノズルを用いるとトナーの分散性がさらに極めて良好
に行うことが可能となる。

【００２４】また本発明に提示された電子写真方法では
現像時に感光体全面にトナーを付着させるため、従来の
一成分現像方法と比較してトナーと感光体が長く接触し
ている構成である。そのため浮遊シリカを核とした感光
体へのトナーのフィルミングが発生し易い構成である
が、外添剤がトナー微粒子に固定化されているため、浮
遊シリカが発生せず、浮遊シリカによる感光体への傷や
フィルミングの発生は皆無である。

【００２５】この表面改質処理により磁性トナーは最小
限の疎水化処理された外添剤（本発明では疎水性シリカ
を用いたが他の公知の無機微粉末、有機微粉末の外添剤
を用いてもよい）で高いレベルの流動性をトナーに付与
することが出来る。添加量は磁性トナー１００重量部に
対して０．５〜１０．０重量部が好ましい。また磁性体
を添加したトナーでは粉砕時に結着樹脂表面に磁性体が
露出しており、この磁性体が導電性を持っているため、
電荷を保持しにくくトナーの帯電量を上げにくい欠点が
ある。表面改質処理によりトナー表面に突出している磁
性体の表面を結着樹脂で被覆化することが出来、トナー
の帯電量を高める効果が大であることが判明した。

【００２６】さらに本発明に提示された電子写真方法で
はより小型軽量化できるトナー層規制しない現像法を用
いているが、表面改質処理によって得られた高帯電、高
流動性の磁性トナーを用いることにより、高濃度、低地
カブリの高画質が得られる。さらにリサイクルされる廃
トナーにおいても高流動性、高帯電性が維持できるた
め、廃トナーのリサイクルが可能となり、廃棄が不要で
再利用できるわけである。特にシリカの浮遊物はリサイ
クル時においてもクリーニングボックスに蓄積されトナ
ーの流動性や帯電特性に大きく影響を与えるものであ
る。

【００２７】本発明に係る磁性トナーは結着樹脂を主要
成分としているが、公知の重合体あるいは共重合体を使
用する。例えばスチレンーアクリレート系共重合体樹
脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタ
ン系樹脂等がある。

【００２８】本発明に係る磁性トナーには必要に応じて
他の公知の外添剤を添加する。外添剤の好ましい材料と
しては疎水性シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア
等公知の無機微粉末材料が使用される。例えば疎水性シ
リカは四塩化ケイ素を処理して得られる親水性シリカを
さらに表面処理して疎水性シリカが得られるわけである
が、処理剤としてマイナス帯電性、疎水性を考慮したジ
メチルジクロロシラン、ヘキサメチレンジシラザン、ジ
メチルシロキサン等の公知の処理剤が疎水性、マイナス
帯電性に有効な材料である。

【００２９】また本発明に係る磁性トナーには必要に応
じて着色・電荷制御の目的で適当な顔料または染料が配
合される。そのような顔料または染料としてはカーボン
ブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料
の金属錯体、フタロシアニンブルー、セルコオイルブル
ー、デュポンオイルレッド、アニリンブルー、ベンジジ
ンイエロー、ローズベンガルやこれら等の混合物があ
り、電荷量、着色に必要な量が配合される。

【００３０】さらに本発明に係る磁性トナーは必要に応
じて離型剤が更に配合される。更に必要に応じて他の種
類の添加剤を配合せしめることができる。例えば酸化ス
ズ、チタン酸ストロンチウム、タングステンカーバイド
等の研磨剤である。有機材料の微粉末も流動性補助剤、
帯電補助剤、クリーニング補助剤等の目的で必要に応じ
て添加される。

【００３１】さらに本発明に係る磁性トナーは磁性体が
配合される。磁性粉としては鉄、マンガン、ニッケル、
コバルト、等の金属粉末や鉄、マンガン、ニッケル、コ
バルト、亜鉛等のフェライト等がある。粉体の平均粒径
は1μｍ以下、特に好ましくは0.6μｍ以下が好ましい。
添加量は２０〜６０重量％が好ましい。添加量が２０重
量％以下ではトナー飛散が増加する傾向にあり、６０重
量％以上ではトナーの帯電量が低下する傾向にあり画質
の劣化を引き起こす傾向にある。

【００３２】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００３３】図１は本発明の電子写真方法の一例を示し
ている。現像方式は一成分方式を用いている。１はフタ
ロシアニンをポリエステル系バインダ樹脂に分散した有
機感光体ドラム、２は感光体１と同軸で固定された磁石
で、３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４
は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、５は信号
光、６はトナー溜め、７は磁性一成分トナー、８は感光
体１とギャップを開けて設定した非磁性電極ローラ、９
は電極ローラ８の内部に設置された磁石、１０は電極ロ
ーラ８に電圧を印加する交流高圧電源、１１は電極ロー
ラ上のトナーをかきおとすポリエステルフィルム製のス
クレーパ、１２は感光体上のトナー像を紙に転写する転
写コロナ帯電器である。１３は転写残りの廃トナーをか
き落とすクリーニングブレード、１５は廃トナーを現像
装置のトナー溜め６に送る輸送管、１６はトナー溜め内
でのトナーの流れをスムーズにし、またトナーが自重で
押しつぶされ感光体と電極ローラとの間でのつまりが発
生するのを防止するためのダンパーである。感光体１表
面での磁束密度は６００Ｇｓである。電極ローラ内部の
磁力の方を強くして搬送性を向上させた。また図中に示
す磁石２の磁極角はθは１５度に設定した。感光体１の
直径は３０ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方
向に回転させ用いた。電極ローラ８の直径は１６ｍｍ
で、周速４０ｍｍ／ｓで感光体の進行方向とは逆方向
（図中の矢印方向）に回転させ用いた。感光体１と電極
ローラ８とのギャップは３００μｍに設定した。

【００３４】感光体１をコロナ帯電器３（印加電圧−
４．５ｋＶ、グリッド４の電圧−５００Ｖ）で、ー５０
０Ｖに帯電させた。この感光体１にレーザ光５を照射し
静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位はー９
０Ｖであった。この感光体１表面上に、トナー７をトナ
ー溜め６内で磁石により付着させた。次に感光体１を電
極ローラ８の前を通過させた。感光体１の未帯電域の通
過時には、電極ローラ８には交流高圧電源１０により、
０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー
・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）
を印加した。その後、ー５００Ｖに帯電し静電潜像が書
き込まれた感光体１の通過時には、電極ローラ８には交
流高圧電源１０により、ー３５０Ｖの直流電圧を重畳し
た７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）
の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。すると感光
体１の帯電部分に付着したトナーは電極ローラ８に回収
され、感光体１上には画像部のみのネガポジ反転したト
ナー像が残った。矢印方向に回転する電極ローラ８に付
着したトナーは、スクレーパ１１によってかきとり、再
びトナー溜め６内に戻し次の像形成に用いた。こうして
感光体１上に得られたトナー像を、紙（図示せず）に、
転写帯電器１２によって転写した後、定着器（図示せ
ず）により熱定着して複写画像が得られる。

【００３５】図２に本発明の磁性トナーの表面改質装置
の概略を示す。磁性トナー２２は定量供給機２１から投
入され、圧縮空気２３により分散ノズル２４に送られ、
ここで約４５度の方向に噴射される。本発明では分散ノ
ズル２４は左右対称の位置に２個配置した。複数個のノ
ズルから噴射させることにより磁性トナーがより均一に
処理されやすくなるためである。分散ノズル２４から噴
射される磁性トナー２２に熱風を放射するため、熱風発
生装置２５から熱風２６が放射される。本発明ではヒー
タを使用している。これは熱風を発生できるものであれ
ばよく装置は限定しない。熱風２６中を磁性トナー２２
が分散通過し、ここで表面改質処理される。表面改質さ
れた磁性トナーはフード２８内に取り込まれ、矢印２９
の先にあるサイクロン（図示せず）に補集される。

【００３６】次に磁性トナーの材料組成および製造方法
を述べる。実施例中の部数はすべて重量％である。シリ
カの添加量のみ磁性トナー１００重量部に対する重量部
で示している。また実施例中のモノマー比はすべて重量
％である。

【００３７】（実施例１）実施例１で使用されるトナ−
a1の材料組成を（表１）に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】（表１）に示した混合物をヘンシェルミキ
サーＦＭ２０Ｂ（三井三池社製）にて混合し、その混合
物を二軸混練押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）にて加
熱混練し、ジェットミル粉砕機ＩＤＳ２型（日本ニュー
マティック工業社製）にて微粉砕を行い、気流分級機Ｄ
Ｓ２型（日本ニューマティック工業社製）にて微粉をカ
ットし、平均粒径８μｍの粒子が得られた。その後外添
処理として上記によってできたトナー微粉末母体と無機
微粉末の疎水性シリカをヘンシェルミキサーＦＭ２０Ｂ
（三井三池社製）にて混合し外添処理した。そして図２
に示した表面改質処理装置により熱風温度３００度で処
理を行った。

【００４０】高い流動性、高いマイナス帯電量が得ら
れ、またシャープな帯電量分布が得られた。

【００４１】これを本発明に提示された電子写真方法で
複写テストを１００００枚行い、画像濃度を反射濃度計
（マクベス社）で測定し、評価を行なった。このとき廃
トナーは再度現像に戻してリサイクルを行っている。そ
の結果、横線の乱れやトナーの飛び散りなどがなくベタ
が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現し
た極めて高解像度高画質の画像が得られた。初期画像に
おいて反射濃度1.4の高濃度の画像が得られ、低地かぶ
りで、また電荷制御剤、磁性体等の内添剤の分散が良好
で凝集物も見られなかった。

【００４２】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、感光体上にフィルミ
ングの発生は起こっていない。また転写残りの廃トナー
の流動性、電荷量も初期のトナーとほぼ同程度の値を維
持し、初期の画像に比べて遜色のない高濃度の複写物が
得られた。トナーのリサイクル性も良好に行えた。

【００４３】（表２）に各トナーの流動性を示す。初期
トナーと、１００００枚複写テスト後の廃トナーの流動
性を示している。流動性は静嵩密度で定義した。測定は
ホソカワミクロン社製パウダーテスタを使用した。

【００４４】

【表２】

【００４５】（表３）に各トナーの複写テストでの画像
濃度を示す。初期と１００００枚複写テスト後の結果を
示す。

【００４６】

【表３】

【００４７】（実施例２）実施例２で使用されるトナ−
a2の材料組成を（表４）に示した。

【００４８】

【表４】

【００４９】（表４）に示した混合物を表面改質処理の
熱風温度を３５０度とした以外は、実施例１と同様の方
法でトナーa2を作成し、評価した。その結果、高い流動
性、高いマイナス帯電量が得られ、シャープな帯電量分
布が得られた。

【００５０】これを本発明の電子写真方法で複写テスト
を１００００枚行い、画像濃度を反射濃度計（マクベス
社）で測定し、評価を行なった。その結果、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が１．
４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高
画質の画像が得られた。初期画像において反射濃度1.4
の高濃度の画像が得られ、低地かぶりで、また電荷制御
剤、磁性体等の内添剤の分散が良好で凝集物も見られな
かった。

【００５１】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、廃トナーの流動性、
電荷量も初期のトナーとほぼ同程度の値を維持し、初期
の画像に比べて遜色のない高濃度の複写物が得られた。
またトナーのリサイクル性も良好に行えた。

【００５２】（実施例３）実施例３で使用されるトナ−
a3の材料組成を（表５）に示した。

【００５３】

【表５】

【００５４】（表５）に示した混合物を表面改質処理の
熱風温度を４００度とした以外は、実施例１と同様の方
法でトナーa3を作成し、評価した。その結果、少量のシ
リカ添加量で極めて高い流動性が得られ、高いマイナス
帯電量で、シャープな帯電量分布が得られた。

【００５５】これを本発明の電子写真方法で複写テスト
を１００００枚行い、画像濃度を反射濃度計（マクベス
社）で測定し、評価を行なった。その結果、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が１．
４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高
画質の画像が得られた。初期画像において反射濃度1.4
の高濃度の画像が得られ、低地かぶりで、また電荷制御
剤、磁性体等の内添剤の分散が良好で凝集物も見られな
かった。

【００５６】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、廃トナーの流動性、
電荷量も初期のトナーとほぼ同程度の値を維持し、初期
の画像に比べて遜色のない高濃度の複写物が得られた。
またトナーのリサイクル性も良好に行えた。

【００５７】（比較例１）実施例１と同様の材料組成
で、熱風による表面改質処理を施さない以外は実施例１
と同様の処理でトナーb1を製作した。

【００５８】その結果流動性が低く、複写テストの結果
地かぶりが多く、中間調の画像にムラが多く発生し、実
用的な画像は得られなかった。また感光体へのフィルミ
ングが発生した。

【００５９】（比較例２）実施例２と同様の材料組成
で、熱風による表面改質処理を７００度で行った以外は
実施例２と同様の処理でトナーb2を製作した。

【００６０】その結果処理中にトナーの融着、凝集物の
発生が著しく生産性に耐えられなかった。

【００６１】（比較例３）比較例１のトナーb1の流動性
を実施例１のトナーa1まで上げる目的でシリカ添加量を
１１．０重量部まで増加した以外は比較例１と同じ材料
組成、製造方法でトナーb3製作した。しかし流動性は上
がらず逆にシリカの浮遊物や凝集物が増大し、ベタ黒部
へのシリカ凝集物の付着による白点が生じ、実用的な画
像は得られなかった。また感光体へのフィルミングが著
しく発生した。

【００６２】（比較例４）比較例４で使用されるトナー
b4の材料組成を（表６）に示した。

【００６３】

【表６】

【００６４】（表６）に示した混合物を比較例１と同様
の方法でトナーb4を作成し、評価した。電荷制御剤の添
加量を多く電荷量の増加を図ったが、トナーの帯電量を
高く出来なかった。これは樹脂中の電荷制御剤等の内添
剤の分散性が悪く凝集物が多く観察され、そのため帯電
量分布がブロードになり、ピークが２つ生じる分布とな
った。流動性は高く得られたがトナーの帯電量分布が不
均一で初期からの画像濃度は薄く、地カブリも多くみら
れた。複写テストで５００枚あたりから画像濃度低下が
発生しトナーリサイクル性が悪化し、実用的な画像は得
られなかった。

【００６５】（比較例５）磁性体添加量を磁性トナー重
量に対して１０重量％とした以外は実施例１と同様の方
法でトナーを作成した。トナー飛散が多く、地かぶりが
増加し、実用的な画像は得られなかった。

【００６６】（比較例６）磁性体添加量を磁性トナー重
量に対して７０重量％とした以外は実施例１と同様の方
法でトナーを作成した。画像濃度が低く、定着性も悪化
し、実用的な画像は得られなかった。

【００６７】（比較例７）結着樹脂のＭｗを３万、Ｍｗ
／Ｍｎを４とした以外は実施例１と同様の方法でトナー
を作成した。定着ローラへのオフセットが発生し、粉砕
時過粉砕し、実用的なトナーは得られなかった。

【００６８】（比較例８）結着樹脂のＭｗを７０万、Ｍ
ｗ／Ｍｎを６０とした以外は実施例１と同様の方法でト
ナーを作成した。混練分散性が悪く、粉砕時の生産性が
極端に低下し、定着強度が低く、実用的なトナーは得ら
れなかった。

【００６９】

【発明の効果】以上のように本発明は、固定磁石を内包
し移動する静電潜像保持体と、固定磁石の一部に対向し
た位置でかつ前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を
有した位置に設置され、内部に磁石を有する電極ローラ
と、を有する現像工程と、転写工程と、クリーニング工
程と、廃トナーリサイクル工程と、を有する電子写真方
法に用いられる磁性トナーで、磁性トナーは熱風により
表面改質処理を施され、外添剤の固定化とトナーの球形
化処理により、より一層の小型化、装置の簡素化、低コ
ストが可能な現像法を実現し、高帯電性、高流動性を保
持する磁性トナーにより高濃度で低地かぶりの高画質を
達成し、小型長寿命で装置内にトナーの汚染の発生しな
い、また廃トナーリサイクルによっても画像濃度低下が
無く、感光体へのフィルミングの発生がなく、長寿命化
が図られ、再利用により地球環境汚染防止と資源の再活
用を可能にする磁性トナーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁性トナーが使用される電子写真装置
の主要部を示す断面図

【図２】本発明の磁性トナーが使用される表面改質装置
の主要部を示す概略図

【符号の説明】

１感光体ドラム２感光体に内包された固定磁石３コロナ帯電器４グリッド電極６トナー溜め７磁性一成分トナー８電極ローラ９電極ローラ内部に設置された磁石１２転写コロナ帯電器１３クリニングブレード１５廃トナーリサイクル輸送管２１定量供給機２３圧縮空気２４分散ノズル２５ヒータ２６熱風２８フード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 9/08 ３７１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
と、前記静電潜像保持体の表面に対向し前記固定磁石に
より磁気的に吸引させて磁性トナーを供給するトナー溜
めと、かつ前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有
した位置に設置され、内部に磁石を有する電極ローラ
と、を有する現像工程と、前記静電潜像保持体上の静電
潜像を可視像化したトナー像を静電力で転写材に移す転
写工程と、転写時に一部前記静電潜像保持体に残留する
前記磁性トナーを前記静電潜像保持体から除去するクリ
ーニング工程と、前記クリーニング工程で除去された前
記磁性トナーを再度前記現像工程に戻し再利用するトナ
ーリサイクル工程と、を有する電子写真方法に用いる磁
性トナーであって、前記磁性トナーが少なくとも結着樹
脂、磁性体、外添剤から構成され、前記結着樹脂と、前
記磁性体と、その他必要に応じて用いられる添加剤と
が、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じて分級処理
されたトナー微粉末に、外添剤を外添処理し、前記外添
処理後、外添剤が付着した前記トナー微粉末に、分散状
態で熱風により表面改質処理を施し、前記外添剤の固定
化と、前記磁性体の被覆化と、前記トナー微粉末の球形
化を同時にかつ瞬時に行うことを特徴とする磁性トナ
ー。
【請求項２】表面改質処理がトナー微粉末を分散噴射す
る分散噴霧手段と、前記分散噴霧手段から噴射された前
記トナー微粉末に熱風を当てるため前記熱風を放射する
熱風発生手段と、を具備する表面改質装置により行われ
ることを特徴とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項３】トナー微粉末を表面改質処理する熱風温度
は１００度〜６００度であることを特徴とする請求項１
記載の磁性トナー。
【請求項４】分散噴霧手段は圧縮空気によりトナー微粉
末を分散噴務する分散ノズルであることを特徴とする請
求項２記載の磁性トナー。