JPH07120970A

JPH07120970A - 磁性トナーおよび電子写真方法

Info

Publication number: JPH07120970A
Application number: JP5269017A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-27
Filing date: 1993-10-27
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で高性能な現像法から構成される電子写
真方法で、高画質が得られる磁性トナー及び電子写真方
法を提供する。【構成】固定された磁石102を内部に有する感光体ド
ラム101を用い、静電潜像を形成した後、非磁性電極ロ
ーラ108で非画像部の磁性トナーを回収する現像法の構
成の電子写真方法と、これを用いる磁性トナー107の外
添処理を減圧下で行う。

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および電子写真方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置はオフィスユースの
目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型
化，メンテフリー等を実現する技術が求められている。

【０００３】電子写真方法の複写機，プリンターの印字
プロセスを説明する。まず、画像形成のために感光体を
帯電する。帯電方法としては、従来から用いられている
コロナ帯電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発
生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧し
た接触型の帯電方法等によって感光体表面を均一に帯電
する。感光体を帯電後、複写機であれば、複写原稿に光
を照射して反射光をレンズ系を通じて感光体に照射す
る。あるいは、プリンターであれば露光光源としての発
光ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り、
光のオン−オフによって感光体に潜像を形成する。感光
体に潜像(表面電位の高低)が形成されると感光体は予め
帯電された着色粉体であるであるトナー(直径が５μm〜
15μm程度)によって可視像化される。

【０００４】トナーは感光体の表面電位の高低に従って
感光体表面に付着し、複写用紙に電気的に転写される。
すなわち、トナーは予め正または負に帯電しており、複
写用紙の背面からトナー極性と反対の極性の電荷を付与
して電気的に吸引する。これまで、この電荷付与方法と
しては帯電方法と同じくコロナ放電器が広く用いられて
きたが、オゾン発生量の低減のため近年では導電性ロー
ラを用いた転写装置が実用化されている。転写時には感
光体上のすべてのトナーが複写用紙に移るのではなく、
一部は感光体上に残留する。この残留トナーはクリーニ
ング部でクリーニングブレード等で掻き落とされる。

【０００５】従来、電子写真方法で静電潜像を可視像化
する現像方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
第3105770号に示されるカスケード現像法が知られてい
る。カスケード現像法は、電子写真方法、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
イアスを印加し、一成分トナーを飛翔させ現像する方法
として米国特許第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。

【０００６】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63−42256号公報に示さ
れるジャンピング現像法がある。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
ードを設置する。そして、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63−42256号公報の技術思想は、画像部
および非画像部においてトナーが往復運動するという点
で前述の米国特許第3866574号と異なるものである。

【０００７】周知のように、これらの現像法に使用され
る静電荷現像用のトナーは一般的に、樹脂成分，顔料も
しくは染料からなる着色成分および可塑剤，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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記現
像法においては、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。さらに米国特許第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象が発
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。

【０００９】そこで、本発明者は現像器の小型化，高性
能化を実現できる電子写真方法(特開平５−72890号公
報)を提案した。この電子写真方法の現像器は、固定磁
石を内包した感光体と、この感光体と所定の間隙を設け
て対向する磁石を有するトナー回収電極ローラ(以下、
電極ローラという)により非画像部の不要トナーを除去
する構成である。そのため、この現像器はベタ画像を忠
実に再現し、またスリーブゴーストも発生せず、装置の
より一層の小型化，簡素化，低コストが可能になる方法
である。

【００１０】しかし、この現像器を用いて高画質化する
ためには、より高性能化されたトナー特性を必要とす
る。この現像器は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
ローラとの狭ギャップの空間である現像場に搬送され
る。そのため、トナーが摩擦帯電して所望の電荷量を得
るために要する場所と空間が僅かしかなく、トナーは従
来以上に高帯電特性，高流動特性を必要とする。

【００１１】従来の一成分現像法や、二成分現像法で使
用されているトナーの流動性のレベルでは、ベタ黒画像
部や中間調画像部にむらが生じたり、また非画像部に地
かぶりが増加する。流動性の低いトナーにこの現象が顕
著に現われる。この原因は、流動性の低いトナーでは現
像部材との接触確率が低いため満足な摩擦帯電量が得ら
れない。またトナー間で摩擦帯電性にばらつきが生じ、
均一なトナー帯電性が得られない。しかし高流動性を保
持したトナーでは現像部材との接触性が均一になり、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。

【００１２】トナーの流動性を高めるために従来は、流
動性付与剤であるシリカ等の外添剤の添加量を増加させ
る手段がとられてきた。特公昭54−16219号公報に開示
されている。しかしシリカ等の外添剤を増量すると流動
性は添加量とともにある程度までは向上するが、限界が
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
れて傷が発生する。そして感光体上にシリカやトナーが
固着する、いわゆる感光体フィルミングが発生する。

【００１３】特に本発明に係る電子写真方法では、現像
時に感光体全体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の発生を極力抑えな
いと感光体上にフィルミングが発生する。

【００１４】またシリカの浮遊物がベタ黒画像部に付着
し白点が発生する。このようにシリカ増量は弊害が多く
発生し、問題の解決にはならない。

【００１５】従来、シリカの外添処理法として、特開平
２−289859号公報や、特開昭53−58244号公報に記載さ
れている。しかし特開平２−289859号公報では撹拌の回
転数と時間を最適化しているだけで、これでは製造時の
安定性が得にくい。また条件がピンポイントとなってい
るため、製造仕様がシビアになってしまうし、条件の最
適化だけでは問題の解決にはならない。

【００１６】またシリカのような比重の軽い超微粉体
と、シリカに比較してかなり比重の重い磁性トナーとを
公知のヘンシェルミキサー等の混合手段では均一に混合
させることは非常に困難である。

【００１７】またシリカのような超微粉末は凝集しやす
く、外添処理する前にあらかじめ解砕して使用する必要
がある。しかし、このような超微粉末は解砕してもすぐ
凝集するため、外添処理するときには再凝集しており問
題の解決にはならない。

【００１８】また従来の磁性トナーでは結着樹脂中に磁
性体を内添している。トナーは粉砕されて微細化され
る。このとき結着樹脂よりも低抵抗の磁性体がトナー表
面に露出するため摩擦帯電で得られた電荷がリークしや
すく、磁性トナーは高帯電量が得られにくい。また、こ
の磁性体が結着樹脂との接触で逆極性トナーを発生しや
すくする欠点を有している。

【００１９】本発明は上記問題点に鑑み、より一層の装
置の小型化，簡素化，低コスト、そしてリサイクルを可
能とする現像法において、高画像濃度，低地かぶりの高
画質を実現するために、高流動性、高帯電性を有する磁
性トナーおよび電子写真方法の提供を目的とする。

【００２０】また、シリカ凝集物による感光体への傷の
発生を防止でき、さらに感光体へのフィルミングを防止
できる磁性トナーおよび電子写真方法の提供を目的とす
る。

【００２１】また、磁性トナーの長寿命化が図られ、安
定した画像が得られる磁性トナーおよび電子写真方法の
提供を目的とする。

【００２２】

【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、少なくとも結着樹脂，磁性
体から構成されるトナー母体粒子に、外添剤を混合し付
着させる外添処理が、少なくとも一定容積の混合槽と、
粉体にせん断力を与える回転可能な撹拌翼から構成され
る混合装置を用い、前記混合槽内を減圧して形成された
ことを特徴とする。

【００２３】また、本発明の画像形成方法は、前記磁性
トナーを用い、固定磁石を内包し移動する静電潜像保持
体と、トナーホッパーと、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、内部に磁石を有するトナー
回収電極ローラとを有し、前記静電潜像保持体に静電潜
像を形成した後、前記トナーホッパー内に位置する前記
静電潜像保持体の表面に前記磁性トナーを磁気的に吸引
し、前記静電潜像保持体の表面に前記磁性トナーを担持
させ、前記静電潜像保持体を移動させ、前記トナー回収
電極ローラに対向させ、前記静電潜像保持体の画像部に
トナーを残し、非画像部のトナーは前記トナー回収電極
ローラで回収する構成の現像工程を有することを特徴と
する。

【００２４】

【作用】本発明に係る磁性トナーは、混合，混練，粉
砕，外添処理、必要に応じて分級処理される。

【００２５】すなわち、本発明に係る磁性トナーは粉砕
処理、または必要に応じて分級処理されたトナー微粉末
に外添剤が外添処理される。

【００２６】外添処理は一定容積の混合槽内に粉体を撹
拌する撹拌翼が設けられ、混合槽内を減圧して外添処理
を行う。減圧にする処理は公知の方法が用いられる。

【００２７】シリカ微粉末のような非常に嵩密度の小さ
い粉体は撹拌動力がかけにくく、凝集をほぐすことが困
難である、均一な混合処理ができない。シリカの解砕を
強くするために撹拌強度を強くすると、トナー微粉末に
余計なストレスがかかり、撹拌翼にトナーが融着した
り、トナーが溶融して大きな粒径の塊が発生する。強度
を弱めると処理時間を増加させる必要があり、生産効率
が低下する。

【００２８】減圧下で混合することにより、粉体層の中
の空気を取り除くため見かけの比重が大きくなり、混合
に必要なせん断力を有効に与えることができる。そのた
め、シリカ微粒子の解砕が十分に行え、かつ比重の異な
るトナー微粉末とシリカ微粒子が均一に混合処理でき
る。

【００２９】その結果、トナーに高帯電特性と高流動特
性を付与することができる。

【００３０】本発明に係る磁性トナーは、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
現像法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。

【００３１】また、本発明に係る磁性トナーは、減圧下
で外添処理を施すと、高帯電量が得られ、また逆極性ト
ナーの発生が極めて低く抑えられていることが判明し
た。これはシリカがトナー表面に均一に付着しているた
め、逆極性トナーの発生に影響している磁性体粒子を実
質的に被覆したためと考えられる。

【００３２】そのため高画像濃度が得られ、文字周辺の
トナーの飛び散りがなく鮮明な画像が得られ、有効性が
極めて大きいことがわかった。

【００３３】また、トナーの流動性が低いと非画像部の
トナーが静電潜像保持体に強く付着し除去できず、地か
ぶりとなって画像を劣化させる。またベタ黒画像部にム
ラが発生することがわかった。外添剤シリカを増量して
トナーの流動性を上げると、静電潜像保持体へのトナー
の非静電的付着力が小さくなり、地かぶりの減少と、画
像濃度の増加，ベタ黒画像部のムラが解消される傾向に
ある。しかし感光体へのシリカのフィルミングや、シリ
カ凝集物のベタ黒画像部への白点付着等の課題が発生し
ている。

【００３４】ところで、本発明に係る電子写真方法で
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、感光体表面に傷が付
きやすくし、また感光体にフィルミングが発生しやすく
なる。これにはシリカ凝集物の影響が大きい。

【００３５】しかし本発明に係る磁性トナーでは、減圧
下で外添処理を施しているため、シリカ凝集物の発生は
なく、トナー表面に均一に付着している。そのため従来
のトナーに比べて浮遊シリカが極めて少なく、感光体へ
の傷やフィルミングの発生は皆無である。

【００３６】シリカの添加量は磁性トナー100重量部に
対して0.1〜5.0重量部が好ましい。トナー同士の凝集を
防ぐために0.1重量部以上の添加量が必要で、5.0重量部
以上だと浮遊シリカが増加する。本発明では外添剤に疎
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。

【００３７】次に、本発明に係る画像形成方法は固定磁
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。

【００３８】すなわち、本発明に提示した画像形成方法
はカスケード現像法に、静電潜像保持体内部に磁石を設
置し、電極に交流電圧を印加し、より小型高性能化した
ものである。

【００３９】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溜め内で循環させる
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、トナーをトナーホッパーから現像部まで
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。

【００４０】上記した構成により、高帯電量，高流動性
の磁性トナーを用いることにより、より一層の装置の小
型化，簡素化，低コストが可能な現像法で、高濃度，低
地かぶりの高画質を実現できる磁性トナーおよび電子写
真方法を提供することができる。

【００４１】

【実施例】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。

【００４２】本発明に係る磁性トナーの結着樹脂はビニ
ル系単量体を重合または共重合したビニル系重合体であ
る。この結着樹脂を構成する単量体のスチレンとして
は、例えばスチレン，α−メチルスチレン，P−クロル
スチレン等のスチレンおよびその置換体、アクリル酸ア
ルキルエステルとしては、例えばアクリル酸，アクリル
酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ブチル，アク
リル酸ドデシル，アクリル酸オクチル，アクリル酸イソ
ブチル，アクリル酸ヘキシル，メタクリル酸アルキルエ
ステルとしては、例えばメタクリル酸メチル，メタクリ
ル酸エチル，メタクリル酸ブチル，メタクリル酸オクチ
ル，メタクリル酸イソブチル，メタクリル酸ドデシル，
メタクリル酸ヘキシルなどの二重結合を有するモノカル
ボン酸およびその置換体等がある。

【００４３】またこれらの共重合体の製造方法として塊
状重合，溶液重合，懸濁重合，乳化重合などの公知の重
合法が採用される。

【００４４】本発明に係る磁性トナーに使用する共重合
体は、スチレン系成分を好ましくは50〜95重量％成分と
して含むものである。スチレンの割合が50重量％未満で
あると、トナーの溶融特性が劣り、定着性が不十分にな
るし、粉砕性が悪化する。

【００４５】本発明に係る磁性トナーは前記のごとき結
着樹脂を主要成分としているが、このような主要成分以
外に必要に応じて他の公知の重合体、あるいは共重合体
を使用することもできる。例えば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。

【００４６】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。

【００４７】また本発明に係る磁性トナーにはポリテト
ラフルオロエチレンの微粒子が添加される。クリーニン
グ性向上と、感光体のフィルミング防止効果に効果があ
るが、本発明の外添処理において、少量の添加量でその
効果が一層強く引き出すことが判明した。

【００４８】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，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。

【００４９】さらに本発明に係る磁性トナーは、必要に
応じてＷＡＸ等の離型剤がさらに配合される。さらに必
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。

【００５０】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15〜70重量％が好ましい。添加量が15重量％以下
ではトナー飛散が増加する傾向にあり、70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。

【００５１】本発明に係る磁性トナーは以下の方法で製
造される。

【００５２】トナーは混合，混練，粉砕，外添処理、必
要に応じて分級処理される。また重合法等の他の方式も
用いてもよい。

【００５３】混合処理は結着樹脂，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
る処理で、公知の処理方法が用いられる。

【００５４】混練処理では混合処理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。こ
のときの混練としては公知の加熱混練機を用いて行うこ
とができる。加熱混練機としては、三本ロール型，一軸
スクリュー型，二軸スクリュー型，バンバリーミキサー
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
用することができる。混練処理によって得られた塊をカ
ッターミル等で粗粉砕する。

【００５５】粉砕処理ではジェットミル粉砕機等により
細かく砕く。さらに必要に応じて分級処理では気流式分
級機で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布が得られ
る。このとき機械式による粉砕，分級も可能である。例
えば固定したステータと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
回転するローラ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。

【００５６】本発明に係る磁性トナーは粉砕処理、また
は必要に応じて分級処理されたトナー微粉末に外添剤が
外添処理される。

【００５７】以下、本発明の各実施例の磁性トナーにつ
いて図面を参照しながら説明する。

【００５８】(実施例１)(表１)に本発明の磁性トナーＡ
１の材料組成の一実施例を示し、結着樹脂，磁性体およ
び外添剤から構成され、少量の電荷制御剤，離型剤を含
む。

【００５９】

【表１】

【００６０】本発明の磁性トナーの製造について説明す
る。(表１)に示した混合物をヘンシェルミキサーＦＭ２
０Ｂ(三井三池社製)にて混合する。その混合物を二軸混
練押出機ＰＣＭ３０(池貝鉄工社製)にて加熱混練する。
混練物を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)にて微粉砕を行う。粉砕物を気流分
級機ＤＳ２型(日本ニューマティック工業社製)にて微粉
をカットする。以上の処理により平均粒径８μmの粒子
が得られた。その後、無機微粉末の疎水性シリカを図１
に示す外添混合装置にて混合し外添処理した。

【００６１】図１は本発明の一実施例の磁性トナーを製
造する外添混合装置の主要部を示す断面図であり、図１
において、１は一定容積の混合槽で、約20Ｈである。２
は粉体を撹拌する撹拌翼、３は撹拌翼２を回転させるモ
ータ、４は軸部のエアーシール、５は油拡散の真空ポン
プ、６はフィルター、７は磁性トナー、８はエアー発生
装置である。混合槽１の上部にフィルター６を介して真
空ポンプ５に接続し、減圧する。

【００６２】真空度は2.66×10⁴Ｐa以下で、望ましくは
1.33×10⁴Ｐa以下である。2.66×10⁴Ｐa以上の真空度で
あると、シリカの凝集物が残存し、十分なトナー特性が
得られない。

【００６３】本実施例では約1.33×10⁴Ｐaで行った。

【００６４】図２は本発明の一実施例における磁性トナ
ーの概略断面図を示し、図２において、21は結着樹脂、
22は磁性体粒子、23は電荷制御剤、24は離型剤、25は疎
水性シリカである。

【００６５】本発明の磁性トナーＡ１の物性値を(表２)
に示す。

【００６６】

【表２】

【００６７】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。帯電量は
ブローオフ法で測定した。測定条件はノンコートフェラ
イトキャリアとトナー濃度10％で混合し、100mlのポリ
エチレンボトルに入れ、回転数60rpmで10分間撹拌し
た。

【００６８】磁性トナーＡ１が明らかに高流動性，高帯
電性を示していることがわかる。

【００６９】図３は本発明の一実施例の電子写真方法が
使用される電子写真装置の主要部を示す断面図であり、
この現像方法は一成分現像方法を用いている。図３にお
いて、101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(以下、感光体とい
う)、102は感光体101と同軸で固定された磁石、103は感
光体101をマイナスに帯電するコロナ帯電器、104は感光
体101の帯電電位を制御するグリッド電極、105は信号光
である。露光後の潜像を可視像化するための現像装置を
構成する107は磁性一成分トナー(以下、磁性トナーとい
う)、106は感光体101表面に磁性トナー107を供給するト
ナーホッパー、108は感光体101とギャップを開けて設定
した非磁性電極ローラ(以下、電極ローラという)、109
は電極ローラ108の内部に設置された磁石、110は電極ロ
ーラ108に電圧を印加する交流高圧電源、111は電極ロー
ラ108上のトナーを掻き落すポリエステルフィルム製の
スクレーパから構成され、電極ローラ108により非画像
部の余分なトナーを回収する。 112は転写チャージ
ャ、113はトナーホッパー106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。

【００７０】感光体101表面での磁束密度は600Gsであ
る。電極ローラ108内部の磁力の方を強くして搬送性を
向上させた。また図中に示す感光体101内部の磁石102の
磁極角θは15度に設定した。感光体101の直径は30mm
で、周速60mm／ｓで図中のＡ矢印の方向に回転させ用い
た。電極ローラ108の直径は16mmで、周速40mm／ｓで感
光体101の進行方向とは逆方向(図中のＢ矢印方向)に回
転させ用いた。感光体101と電極ローラ108とのギャップ
は300μmに設定した。

【００７１】感光体101をコロナ帯電器103(印加電圧−
4.5kV、グリッド電極104の電圧−500Ｖ)で、−500Ｖに
帯電させた。この感光体101にレーザの信号光105を照射
し、静電潜像を形成した。このとき感光体101の露光電
位は−90Ｖであった。この感光体101表面上に、磁性ト
ナー107をトナーホッパー106内で磁石により付着させ
た。次に感光体101を電極ローラ108の前を通過させた。
感光体101の未帯電域の通過時には、電極ローラ108には
交流高圧電源110により、０Ｖの直流電圧を重畳した750
Ｖ0-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、−500Ｖに帯電し静電潜像
が書き込まれた感光体101の通過時には、電極ローラ108
には交流高圧電源110により、−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101の帯電部分
に付着した磁性トナー107は電極ローラ108に回収され、
感光体101上には画像部のみのネガポジ反転した磁性ト
ナー像が残った。Ｂ矢印方向に回転する電極ローラ108
に付着した磁性トナー107は、スクレーパ111によって掻
き取り、再びトナーホッパー106内に戻し、次の像形成
に用いた。こうして感光体101上に得られたトナー像
を、転写チャージャ112によって転写紙に転写した後、
定着器(図示せず)により熱定着して複写画像が得られ
る。

【００７２】図３に示した電子写真装置を用いて、本発
明の磁性トナーＡ１で複写テストを行った。画像濃度を
反射濃度計(マクベス社)で測定し、評価を行った。その
結果、横線の乱れやトナーの飛び散りがなく、ベタ黒画
像面が均一で濃度が1.4の16／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。画像濃度1.4以
上の高濃度の画像が得られた。非画像部の地かぶりは発
生していない。

【００７３】そして廃トナーリサイクルを行いながら、
10,000枚の長期複写テストを行った。10,000枚後の磁性
トナ−の流動性の低下はなく、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。初期の
画像に比べて遜色のない高濃度，低地かぶりの複写画像
が得られた。磁性トナーのリサイクル性も良好に行え
た。

【００７４】(表３)に初期と10,000枚複写テスト後の磁
性トナーの流動性と画像濃度を示している。

【００７５】

【表３】

【００７６】トナーＡ１は流動性(静嵩密度)，画像濃度
とも変化が少なく安定した特性を示していることがわか
る。

【００７７】(比較例１)外添処理を常圧で行った以外は
実施例１と同様の組成，処方で磁性トナーＢ１を試作し
た。

【００７８】磁性トナーＢ１が低流動性，低帯電量を示
していることがわかる。

【００７９】実施例１に示した電子写真方法を用いて、
磁性トナーＢ１で複写テストを行った。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、トナーの飛び散りが多く、ベタ黒画像にムラが発生
し、低画像濃度で、地かぶりが多く実用的な画像は得ら
れなかった。

【００８０】長期複写テストにおいてトナーの流動性の
低下が著しく発生し、画像濃度が低下し、非画像部の地
かぶりが増加した。また感光体への傷の発生が著しく、
またフィルミングも発生し、実用的な画像は得られなか
った。

【００８１】初期と10,000枚複写テスト後のトナーの流
動性と画像濃度を(表３)に示している。流動性，画像濃
度とも劣化していることが分かる。

【００８２】(比較例２)磁性体の添加量を10重量％とし
た以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作した。ト
ナー飛散が多く実用的な特性は得られなかった。

【００８３】(比較例３)磁性体の添加量を80重量％とし
た以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作した。帯
電量が低く、地カブリが多く実用的な特性は得られなか
った。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁性トナー
は減圧下で外添処理を施される。それによりトナーの高
流動性，高帯電特性が得られ、本発明の画像形成方法で
は高性能，小型，低コスト現像法において、高濃度，低
地かぶりの高画質を実現できる。

【００８５】長期使用時にも画像濃度の低下がなく、感
光体のフィルミングが発生せず、長寿命化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁性トナーを製造する外添
混合装置の主要部を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例の磁性トナーの概略断面図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の電子写真方法が使用される
電子写真装置の主要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１…混合槽、２…撹拌翼、３……モータ、４…エ
アーシール、５…真空ポンプ、６…フィルター、
７，107…磁性トナー、８…エアー発生装置、21…結
着樹脂、 22…磁性体粒子、 23…電荷制御剤、 24…
離型剤、 25…疎水性シリカ、 101…有機感光体ドラ
ム、 102…有機感光体ドラムに内包された固定の磁
石、 103…コロナ帯電器、 104…グリッド電極、 10
6…トナーホッパー、 108…非磁性電極ローラ、 109
…非磁性電極ローラ内部に設置された磁石、 111…ス
クレーパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 １１１ 15/09 １０１ 21/10 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３７５３８１ 6605−2Ｈ 21/00 ３１０ 6605−2Ｈ３２６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂，磁性体から構成さ
れるトナー母体粒子に、外添剤を混合し付着させる外添
処理が、少なくとも一定容積の混合槽と、粉体にせん断
力を与える回転可能な撹拌翼から構成される混合装置を
用い、前記混合槽内を減圧して形成されたことを特徴と
する磁性トナー。
【請求項２】前記混合槽内の圧力が2.66×10⁴Ｐa以下
で外添処理さ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】前記磁性体の添加量が磁性トナー重量に
対し、15〜70重量％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】前記外添剤が少なくとも二酸化珪素微粒
子から構成さ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５】前記磁性トナーは一成分トナーであるこ
とを特徴とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項６】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持
体と、トナーホッパーと、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、内部に磁石を有するトナー
回収電極ローラとを有し、前記静電潜像保持体に静電潜
像を形成した後、前記トナーホッパー内に位置する前記
静電潜像保持体の表面に前記磁性トナーを磁気的に吸引
し、前記静電潜像保持体の表面に前記磁性トナーを担持
させ、前記静電潜像保持体を移動させ、前記トナー回収
電極ローラに対向させ、前記静電潜像保持体の画像部に
トナーを残し、非画像部のトナーは前記トナー回収電極
ローラで回収する構成の現像工程を有することを特徴と
する電子写真方法。
【請求項７】少なくとも結着樹脂，磁性体から構成さ
れるトナー母体粒子に、外添剤を混合し付着させる外添
処理が、少なくとも一定容積の混合槽と、粉体にせん断
力を与える回転可能な撹拌翼から構成される混合装置を
用い、前記混合槽内を減圧して行う磁性トナーを用いる
ことを特徴とする請求項６記載の電子写真方法。