JPH07140705A

JPH07140705A - 磁性トナー及び磁性トナーの製造方法

Info

Publication number: JPH07140705A
Application number: JP5286568A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】廃トナーリサイクルを可能とし、感光体フィ
ルミングを防止し、高濃度で低地カブリの高画質が得ら
れる磁性トナー及び磁性トナーの製造方法を提供するこ
とを目的とする。【構成】磁性トナーの外添処理を一定容積の混合槽
と、撹拌羽根を有する混合手段を用い、減圧状態で行う
構成。

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及び磁性トナーの製造
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ッスユース
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。
そのため廃トナーのリサイクル等のメンテナンス性やオ
ゾン排気が少ない等の条件が必要となる。

【０００３】電子写真方式の複写機、プリンターの印字
プロセスを説明する。先ず、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。或いは、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ＯＮ−ＯＦＦ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５μ
ｍ〜１５μｍ程度）によって可視像化される。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。

【０００４】即ち、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
には感光体上の全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廃
トナーとなる。

【０００５】従来、電子写真方法では、廃トナーの多く
は再利用されず廃棄されていた。昨今地球環境保護の点
から、産業廃棄物の無制限な廃棄を規制することの重要
性が叫ばれている。トナーは粉体の消耗品であり、不用
意な廃棄は環境汚染につながる。

【０００６】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
３１０５７７０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、電子写真方法初の実用複写機
に用いられた現像法である。

【０００７】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３
８６６５７４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。

【０００８】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と異なるもの
である。

【０００９】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−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。

【００１０】またトナーの製造方法としては、上記の各
成分を混合し、熱溶融混練し、所望の粒径にするため粉
砕、分級を行う。さらにトナーに粉体流動性を付与する
目的で外添剤が混合され、外添処理される。外添剤は一
般的に無機の酸化微粉末が使用されている。

【００１１】

【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、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３８６６
５７４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。

【００１２】いずれの現像法においても、画質を左右す
る重要なパラメータはトナーの粉体流動性である。一成
分現像では特に重要視すべきポイントである。

【００１３】トナーの流動性を高めるために従来は、流
動性付与剤である二酸化珪素微粉末（以下シリカと称
す）等の外添剤の添加量を増加させる手段が取られてき
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。

【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】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易
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易く
する欠点を有している。

【００１９】また近年地球環境保護が大きな問題となっ
ている。従来の複写機、レーザプリンタ、レーザ普通紙
ファックス等では現像工程で感光体上にトナーを現像さ
せ、転写工程でトナーを紙に転写する。このとき一部の
トナーは感光体上に残留する。その一部のトナーはクリ
ーニング工程で掻き落とされる。このクリーニングされ
たトナーが廃トナーとなる。従来の方法、特に一成分現
像法ではほとんど廃トナーは廃棄され、リサイクルされ
ていない。

【００２０】廃トナーをリサイクルするときの課題は、
廃トナーがストレスにより流動性が低下したり、帯電量
が変動することである。

【００２１】これはクリーニング工程で感光体から掻き
落とされた廃トナーを再度現像でリサイクルする際、従
来のトナーでは、廃トナーと現像器内の新しいトナーが
混合すると帯電量分布が不均一になり、逆極性トナーが
増加して、複写画像の品質が低下する。

【００２２】この要因の一つにシリカの凝集物の蓄積が
考えられる。つまりトナー中のシリカ凝集物が離脱して
クリーニングボックスに偏在する。これが蓄積されて廃
トナーの組成が徐々に変化して、帯電特性、流動特性に
影響を与えると考えられる。

【００２３】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なりかねない。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。

【００２４】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
性トナー及び磁性トナーの製造方法を提供することにあ
る。

【００２５】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
きる磁性トナー及び磁性トナーの製造方法を提供するこ
とにある。

【００２６】また廃トナーをリサイクルしてもトナーの
帯電量、流動性低下がなく凝集物を生じない磁性トナー
及び磁性トナーの製造方法を提供することにある。

【００２７】また磁性トナーの長寿命化が図られ、リサ
イクル現像を可能とし、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及び磁性トナーの製造方法を
提供することを目的とする。

【００２８】

【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及び磁性トナーの製造方法は、
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手段を用い、前記混合
槽内を減圧して行うことを特徴とする磁性トナーであ
る。

【００２９】さらに本発明は、混合槽内の圧力が２．６
６×１０⁴Ｐａ以下で外添処理される磁性トナーであ
る。

【００３０】さらに本発明は、磁性体の添加量が磁性ト
ナー重量に対し、１５〜７０重量％である磁性トナーで
ある。

【００３１】さらに本発明は、外添剤が少なくとも二酸
化珪素微粒子から構成される磁性トナーである。

【００３２】また本発明は、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、外添剤を混合し外
添処理する磁性トナーの製造方法であって、前記外添処
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と、前記混合槽内を減圧する
手段とから構成される混合手段により行うことを特徴と
する磁性トナーの製造方法である。

【００３３】さらに本発明は、混合槽内の圧力が２．６
６×１０⁴Ｐａ以下で外添処理する磁性トナーの製造方
法である。

【００３４】

【作用】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。

【００３５】本発明に係る磁性トナーは粉砕処理、また
は必要時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。

【００３６】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。

【００３７】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、均一な混合処理が出来ない。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
余計なストレスが掛かり、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。

【００３８】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掛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出来る。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。

【００３９】その結果トナーに高帯電特性と高流動特性
を付与することが出来る。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
に付着したトナーが磁力により除去され易くなって画像
濃度が低くなる。また、文字周辺のトナー飛びちりが多
くなり、画像の鮮明さが低下する。

【００４０】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。

【００４１】そのため高画像濃度が得られ、文字周辺の
トナーの飛びち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。

【００４２】さらにトナーの流動性が低いと地カブリと
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。

【００４３】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、地カブリの減少と、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。

【００４４】またシリカ増量によって、シリカ凝集物や
浮遊シリカが増加し、感光体表面に傷がつきやすく、ま
た感光体にフィルミングが発生し易くなる。また転写手
段に弾性体ローラを使用すれば、これが感光体と当接し
ているため、さらに感光体に傷をつきやすくしている。
これにはシリカ凝集物の影響が大きい。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】更に、転写残りのトナーを現像でリサイク
ルする構成の電子写真方法には非常に有効である。弾性
体ウレタン等のクリーニングブレードで転写残りのトナ
ーが感光体ドラムからかき落とされて廃トナーとなる。
このときトナーには強いストレスが掛かる。この時クリ
ーニング方法は弾性体ブレードに限らず、金属剛体ロー
ラ、ファーブラシ等の方法でも同様のストレスを受け
る。廃トナーをリサイクルさせても画質を安定にするた
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。

【００４８】本発明に係る磁性トナーは高い流動性が得
られる。さらに現像器内や、クリーニングブレードから
受けるストレスに対して、シリカの付着状態が安定して
おり、流動性、帯電量の変動がなく、極めて安定してい
る。

【００４９】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
地カブリの高画質が実現できる。またリサイクルされる
廃トナーも高流動性、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、廃棄が不要でリサイク
ルにより地球環境汚染防止と資源の再活用を可能にする
磁性トナー及び磁性トナーの製造方法を提供することが
できる。

【００５０】

【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。

【００５１】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
レン等のスチレン及びその置換体、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
ン酸及びその置換体等がある。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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有
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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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、亜鉛等を焼結させた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。

【００６０】本発明に係る磁性トナーは以下の方法で製
造される。トナーの製造は混合、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
方式も用いてもかまわない。

【００６１】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。

【００６２】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。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。

【００６３】粉砕処理ではジェットミル粉砕機等により
細かく砕く。更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。

【００６４】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。

【００６５】本発明にかかる磁性トナーでは、外添処理
は一定容積の混合槽と、その中で粉体を撹拌する撹拌翼
から構成される。さらに処理時には、混合槽内を減圧す
る。このとき真空度は２．６６×１０⁴Ｐａ以下で、望
ましくは１．３３×１０⁴Ｐａ以下である。２．６６×
１０⁴Ｐａ以上位の真空度であると、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。

【００６６】また粉体を撹拌する撹拌翼の周速は１０ｍ
／ｓｅｃ〜４５ｍ／ｓｅｃが好ましい。１０ｍ／ｓｅｃ
以下であるとせん断力が弱く混合が不十分にある。４２
ｍ／ｓｅｃ以上だとトナーにストレスが係り過ぎ、羽根
等に融着物が生じる。

【００６７】以下本発明の一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。本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００６８】（実施例１）（表１）に本発明の磁性トナ
ーＡ１の材料組成の一実施例を示す。

【００６９】

【表１】

【００７０】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ＦＭ
２０Ｂ（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８μ
ｍ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。

【００７１】図１に示した本発明の外添混合装置の一実
施例について説明する。２０は一定容積の混合槽で、約
２０ｌである。トナーは約４ｋｇ投入した。２１は粉体
を撹拌する撹拌翼、２２は撹拌翼２１を回転させるモー
タ、２３は軸部のエアーシール、２４は真空ポンプ、２
５はフィルター、２６は磁性トナー、２７はエアー発生
装置である。撹拌翼は周速３９ｍ／ｓｅｃで行った。混
合槽２０の上部にフィルター２５を介して真空ポンプ２
４に接続し、減圧する。

【００７２】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。

【００７３】本実施例では約１．３３×１０⁴Ｐａで行
った。図３に本発明の磁性トナーの断面図を示す。１は
結着樹脂、２は磁性体粒子、３は電荷制御剤、４は離型
剤、５は疎水性シリカである。

【００７４】本発明の磁性トナーＡ１の物性値を（表
２）に示す。トナーＢ１は真空処理をしていないものの
物性値を（表２）に示す。

【００７５】

【表２】

【００７６】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
ｍｉｎ間撹拌した。

【００７７】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。図２に本発明の磁性ト
ナーを使用した電子写真方法の一実施例を示している。
現像方式は一成分現像方式を用いている。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、１０２は感光体１０１と同軸で固定さ
れた回転しない磁石、１０３は感光体をマイナスに帯電
するコロナ帯電器、１０４は感光体の帯電電位を制御す
るグリッド電極、１０５は信号光、露光後の潜像を可視
像化するための現像装置は、１０７は磁性一成分トナ
ー、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、１０９は電極ロ
ーラ１０８の内部に設置された回転しない磁石、１１０
は電極ローラ１０８に電圧を印加する交流高圧電源、１
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から構成され、電極ローラ１０
８により非画像部の余分なトナーを回収する。

【００７８】１１４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、１１６は一時的に廃トナーを貯
めるクリーニングボックス、１１５は廃トナーを現像装
置のトナーホッパー１０６に送る輸送管で、転写残りの
廃トナーリサイクルの工程である。輸送の方式はエアー
を使う方式、渦巻状に送る方式、磁気的、振動式等の方
法が考えられるが、限定はしない。クリーニングブレー
ドに弾性体ウレタンブレードを用いたが、バイアス印加
したファーブラシや、導電性金属ローラでも同様の結果
となる。

【００７９】１１３はトナーホッパー内でのトナーの流
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。

【００８０】感光体１０１表面での磁束密度は６００Ｇ
ｓ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１０２の磁極角は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４０
ｍｍ／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１０１と電極ローラ１０
８とのギャップは３００μｍに設定した。

【００８１】感光体１０１をコロナ帯電器１０３（印加
電圧−４．５ｋＶ、グリッド１０４の電圧−５００Ｖ）
で、ー５００Ｖに帯電させた。この感光体１にレーザ光
１０５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９０Ｖであった。この感光体１０１表面上
に、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１０１の通過時には、電極ローラ１０
８には交流高圧電源１１０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１０１の帯電部分に付着したトナーは
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トナー像が残った。矢印方向
に回転する電極ローラ１０８に付着したトナーは、スク
レーパ１１１によってかきとり、再びトナーホッパー１
０６内に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体１０
１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。

【００８２】図２に示した電子写真方法を用いて、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、評価を行なった。
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。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。

【００８３】そして廃トナーリサイクルを行いながら、
１００００枚の長期複写テストを行った。１００００枚
後のトナ−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、低地カブリの複
写画像が得られた。トナーのリサイクル性も良好に行え
た。

【００８４】（表３）に初期と１００００枚複写テスト
後のトナーの流動性と画像濃度を示している。

【００８５】

【表３】

【００８６】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分
かる。

【００８７】（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。

【００８８】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。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。

【００８９】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。

【００９０】初期と１００００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。

【００９１】実施例は磁性トナーを取り上げて説明した
が非磁性トナーについても現像方式を変えれば十分に適
応させるものである。

【００９２】（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。

【００９３】（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。

【００９４】

【発明の効果】以上のように本発明は、磁性トナーを減
圧下で外添処理を施すこにより、トナーの高流動性、高
帯電特性が得られ、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。

【００９５】また廃トナーリサイクルによっても画像濃
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
の再活用を可能とする磁性トナー及び磁性トナーの製造
方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁性トナーの混合装置の主要部を示す
断面図

【図２】本発明の実施例の電子写真装置の主要部を示す
断面図

【図３】本発明の磁性トナーの概略図

【符号の説明】

１結着樹脂２磁性体３電荷制御剤４離型剤５疎水性シリカ２１混合槽２２モータ２３エアーシール２４真空ポンプ２５フィルター１０１感光体ドラム１０２感光体に内包された固定磁石１０３コロナ帯電器１０４グリッド電極１０６トナーホッパー１０７磁性トナー１０８電極ローラ１０９電極ローラ内部に設置された磁石１１１スクレーパ１１４クリーニングブレード１１５廃トナーリサイクル輸送管１１６クリーニングボックス

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/08 ３８１

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手段を用
い、前記混合槽内を減圧して行うことを特徴とする磁性
トナー。
【請求項２】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】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】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】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、外添剤を混合し外添処理する磁性
トナーの製造方法であって、前記外添処理が、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と、前記混合槽内
を減圧する手段とから構成される混合手段により行うこ
とを特徴とする磁性トナーの製造方法。
【請求項６】混合槽内の圧力が２．６６×１０⁴Ｐａ以
下で外添処理することを特徴とする請求項５記載の磁性
トナーの製造方法。