JPH11125931A

JPH11125931A - 非磁性トナー

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Publication number: JPH11125931A
Application number: JP30505997A
Authority: JP
Inventors: Ken Matsumoto; 建松本; Hiromi Totsuka; 博己戸塚; Masashi Kanamaru; 政司金丸; Akihiro Sano; 昭洋佐野
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3225218B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複写機の層規制部材、現像ローラー等に融着
しない非磁性トナーを提供すること。【解決手段】現像ローラー上に非磁性トナーを供給し、
該現像ローラーの表面に該非磁性トナーを均一に塗布す
るために該現像ローラーの表面に圧接するように配置さ
れた層規制部材によって構成される現像装置を用い、静
電潜像を現像し、ついで転写材に転写を行う非磁性一成
分現像方法に用いる非磁性トナーであって、前記非磁性
トナーの真円度が０．７０〜０．９０であり、かつ前記
非磁性トナーの粒子分布において、体積平均粒子径／個
数平均粒子径が１．２０以下、個数粒度分布における４
μｍ以下の粒子が１２％以下であることを特徴とする非
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、電子写真法等により感
光体上に形成される静電潜像の現像に用いられる非磁性
一成分トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真法等に使用される現像
方式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、
すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯
電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシによ
り現像する二成分現像方式と、磁性一成分トナーで現像
する磁性一成分現像方式及び非磁性一成分トナーを現像
ローラー上に薄層で形成させ、感光体と接触又は非接触
で現像するいわゆる非磁性一成分現像方式が知られてい
る。

【０００３】この非磁性一成分現像方式では、良好な可
視画像を得るため二成分現像方式と同様に、非磁性一成
分トナーに十分な帯電量を付与することが必要であり、
また、現像ローラー上の非磁性一成分トナーの厚さを均
一にコントロールすることが必要不可欠である。そし
て、このような特性を得るために、通常現像ローラーに
ゴム又は金属製のブレード部材を圧接して用い、また、
非磁性一成分トナーとしては従来からの二成分現像トナ
ーと同様に、結着樹脂としてポリスチレン、スチレン−
アクリル共重合体、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等
が適宜用いられ、これにニグロシン染料、第４級アンモ
ニウム塩、含金アゾ染料等の帯電制御剤を含有したトナ
ーが用いられている。しかしながら、上記の如きトナー
を用いても十分な帯電量を付与するためには、ブレード
の圧接力をある程度高くする必要があり、この場合トナ
ーへの電荷付与は十分となり初期現像特性は良好である
が、現像が繰り返し行われるうちにブレード部材や現像
ローラー表面の磨耗が著しくなり、それらの表面の凹凸
が発生し、この凹凸のためにトナーがブレード部材と現
像ローラー間を通過する際に与えられる力が不均一とな
ったり、部分的に現像剤層が厚くなるなどして、トナー
が必要とする電荷量が不足してしまい、画像上に濃度ム
ラやカブリを発生させていた。

【０００４】

【発明が解決使用とする課題】また、従来の非磁性一成
分トナーでは、高いブレード圧接力のために現像ローラ
ーにトナーが圧力や摩擦熱等により融着する現象、いわ
ゆるスリーブ融着を生じるという問題があった。更に、
ブレード部材が金属製の場合は、ブレードにもトナーが
融着して帯電付与が不十分となったり、トナー層厚が不
均一となる問題を生ずることがあった。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、現像ローラー
上に非磁性トナーを供給し、該現像ローラーの表面に該
非磁性トナーを均一に塗布するために該現像ローラーの
表面に圧接するように配置された層規制部材によって構
成される現像装置を用い、静電潜像を現像し、ついで転
写材に転写を行う非磁性一成分現像方法に用いる非磁性
トナーであって、前記非磁性トナーの真円度が０．７０
〜０．９０であり、かつ前記非磁性トナーの粒子分布に
おいて、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．２０以
下、個数粒度分布における４μｍ以下の粒子が１２％以
下であることを特徴とする非磁性トナーである。この非
磁性トナーは体積平均粒子径が６〜９μｍであり、また
非磁性トナーの個数平均分子量（Ｍｎ）が３５００以上
であることが好ましい。

【０００６】本発明の非磁性一成分トナーに使用される
結着樹脂の具体的組成としては、スチレン、α−メチル
スチレン、クロルスチレン等のスチレン類、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸オクチル等のアクリル酸エス
テル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
オクチル、メタクリル等ステアリル等のメタクリル酸エ
ステル、メタクリル酸グリシジル、アクリロニトリル、
マレイン酸、マレイン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルヘ
キシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエ
ーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニル系単量体
を単独重合したもの、又は共重合したスチレン系樹脂、
アクリル樹脂等のビニル系樹脂や、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。

【０００７】ポリエステル樹脂、特にテトラヒドロフラ
ン不溶分を２〜３０重量％含有するポリエステル樹脂が
好ましい。テトラヒドロフラン不溶分の含有量が２重量
％未満のポリエステル樹脂を用いたトナーでは、特に高
分子側の樹脂強度が弱く、融着発生までの時間が短くな
ったり、定着特性における非オフセット範囲が狭すぎて
しまい、実用特性が得られなくなる。また、テトラヒド
ロフラン不溶分の含有量が３０重量％より多いポリエス
テル樹脂を用いたトナーでは、内添材料のトナー中にお
ける分散性が極端に低下する箇所ができやすくなり、こ
のようなトナーは現像特性において、かぶりが生じやす
くなる。結着樹脂は、ガラス転移温度が５７℃以上、フ
ロー軟化点が１２５〜１４６℃、特に１３０〜１４０℃
のものが好ましい。また、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以
下、特に２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のものが好ましい。さ
らに、ビッカース硬度が１５ＨＶ０．０１（１０ｇ）以
上のものを単独もしくは２種以上混合して使用すること
が好ましい。なお、ここでいうビッカース硬度とは、結
着樹脂を高圧プレスにより５００ｋｇ／ｃｍ²で圧縮固
化した試料、又は１８０℃のオーブン中にて溶融後、室
温放置により固化した試料をＪＩＳＢ７７２５及びＪＩ
ＳＺ２２４４による方法よって求められるものである。

【０００８】着色剤としては、カーボンブラック、アニ
リンブルー、カイコオイルブルー、クロムイエロー、ウ
ルトラマンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイ
エロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブ
ルー、マラカイトグリーンノサレート、ランプブラッ
ク、ローズベンガル及びこれらの混合物等が挙げられる
がこれらに限定されるものではない。着色剤の添加量は
結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部である。
本発明の非磁性トナーは、所望により他の成分、例えば
帯電制御剤、低分子量ポリプロピレン、カルナバワック
ス等の定着助剤を含有していてもよい。

【０００９】本発明の非磁性トナーは、体積平均粒子径
が６〜９μｍであることが好ましい。体積平均粒子径
が、これより小さい場合は十分な流動性が得られない場
合がある。またこれより大きい場合は、細線、文字等の
画素の再現性が悪くなる場合がある。体積平均粒子径／
個数平均粒子径は１．２０以下、好ましくは１．１２以
下である。また、個数粒度分布における４μｍ以下の粒
子が１２．０％以下、好ましくは９％以下である。これ
らの範囲外の場合は、流動性の低下が起こりやすく、融
着が発生しやすくなる。トナーの真円度は０．７０〜
０．９０、好ましくは０．８０〜０．８８である。０．
７０未満では、流動性の低下、帯電性の不均一、トナー
攪拌における磨耗過多が起こりやすくなり、トナーの融
着が発生しやすくなる。一方、０．９０より大きいと、
クリーニング不良が発生したり、帯電立ち上がり性が低
下しやすくなる。また、非磁性トナー個数平均分子量
（Ｍｎ）は３５００以上であることが好ましく、３５０
０未満の場合はトナー粒子の硬度が低いため摩擦熱によ
って現像ローラーやブレードに融着しやすくなる。な
お、前記非磁性トナーの体積平均粒子径及び個数粒度は
コールターカウンターよって測定することができる。

【００１０】本発明におけるトナー粒子の真円度は以下
の方法で測定した。真円度は次式で規定する。

【数１】Ｍ＝（４πＳ）／Ｌ² （１）Ｓ：トナーの投影面積Ｌ：トナーの周囲長トナー粒子をＳＥＭの２０００倍にて撮影する。得られ
た写真で、トナーを画像解析し、トナーの投影面積
（Ｓ）及び周囲長（Ｌ）を求め（１）式により真円度
（Ｍ）を求める。サンプリング数は１００個とし、その
平均値を本発明でいう真円度とする。本発明の非磁性ト
ナーは、粉砕時にジェットミル粉砕後、分級したものに
ついて、ハイブリダイザーによって、ラウンドエッジ化
処理を施したり、機械的粉砕法を用い、粉砕条件、粉砕
回数を調整することにより真円度を制御することができ
る。

【００１１】本発明の非磁性トナー中の疎水性シリカの
含有量は、０．３〜３．０重量％、好ましくは０．５〜
１．５重量％である。疎水性シリカの含有量が０．３重
量％より少ないと、トナーの流動性が悪化したり、トナ
ー同士が凝集しやすくなり、均質な帯電性が得られない
ことがある。一方、３．０重量％より多いと、トナーか
ら遊離しやくなり、連続複写時において、現像機を構成
する部材、特に層規制部材、現像ローラー、感光体に付
着し、定着特性が悪くなることがある。疎水性シリカ
は、そのＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇ以上、特に１
３０ｍ²／ｇ以上であることが好ましい。疎水性シリカ
のＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇ未満のときは、高い
流動性が得られにくいため、連続複写におけるトナー劣
化が発生し、融着が発生しやすくなる。また、疎水性シ
リカがトナーから遊離しやすくなり、遊離シリカが現像
ローラー、感光体等に付着し、その付着物を起点とし
て、トナーが黒点上に付着、あるいはフィルミングを起
こす場合があり、正常な現像特性が得られなくなること
がある。トナーの表面には、疎水性シリカ以外にも、ア
ルミナ、酸価チタン、タルク、クレー、炭酸カルシウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム等を使用
することができる。

【００１２】〔作用〕連続撮像において、現像に供する
に十分安定した現像剤層を現像ローラー上に形成するた
めには、層規制部材への非磁性トナーの融着を防ぐこと
が必要である。この目的のために、トナーの真円度が
０．７０〜０．９０で、粒子分布における体積平均粒子
径／個数平均粒子径が１．２０以下、個数粒度分布にお
ける４μｍ以下の粒子が１２％以下であり、体積平均粒
子径が６〜９μｍ、非磁性トナーの個数平均分子量（Ｍ
ｎ）が３５００以上、非磁性トナーの結着樹脂のビッカ
ース硬度が１５ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上である非磁
性トナーで、その表面にＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／
ｇ以上の疎水性シリカを０．３〜３重量％トナー粒子表
面に付着させた非磁性トナーを、現像ローラー上に非磁
性トナーを供給し、該現像ローラーの表面に該非磁性ト
ナーを均一に塗布するために該現像ローラーの表面に圧
接するように配置された層規制部材によって構成される
現像装置を用い、静電潜像を現像し、ついで転写材に転
写を行う非磁性一成分現像方法、もしくは、その非磁性
トナーを用いる現像方法であれば融着発生のない安定し
たトナー層を得ることができ、長期にわたり良好な現像
製を保つことが可能となる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。なお、実施例及び比較例中の「部」は「重量部」を
示す。実施例１下記の配合で、原料の混合、溶融混練、機械的粉砕法に
よる粉砕、分級を行い、トナー粒子を得た後、ＢＥＴ比
表面積２００ｍ²／ｇの疎水性シリカ（ワッカー社製，
Ｈ−３００４）を１．０重量％外添して本発明の非磁性
トナーを得た。この非磁性トナーの真円度は０．８４、
体積平均粒子径／個数平均粒子径は１．１２、個数粒度
分布における４μｍ以下の粒子は７％、体積平均粒子径
は７．５μｍ、個数平均分子量（Ｍｎ）は３７００であ
った。また、ポリエステル樹脂ＡのＴｇは６０℃、フロ
ー軟化点は１３３℃、酸価は１８ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビッ
カース硬度は１６．２ＨＶ０．０１（１０ｇ）であっ
た。・ポリエステル樹脂Ａ１００部（三井東圧社製ＸＰＥ−１９５４）・カーボンブラック８部（三菱化学社製ＭＡ−１００）・クロム錯塩系荷電制御剤２部（保土ケ谷化学工業社製Ｔ−９５）・ポリプロピレンワックス２部（三洋化成工業社製ビスコール６６０Ｐ)

【００１４】実施例２ポリエステル樹脂Ａの代わりにポリエステル樹脂Ｂ（三
菱レイヨン社製ＦＣ−１００５）を使用した以外は、実
施例１と同様にして本発明の非磁性トナーを得た。この
非磁性トナーの真円度は０．８１、体積平均粒子径／個
数平均粒子径は１．１０、個数粒度分布における４μｍ
以下の粒子は１０％、体積平均粒子径は６．９μｍ、個
数平均分子量（Ｍｎ）は３３００であった。また、ポリ
エステル樹脂ＢのＴｇは６０℃、フロー軟化点は１２６
℃、酸価は９ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビッカース硬度は１４．
６ＨＶ０．０１（１０ｇ）であった。

【００１５】実施例３ポリエステル樹脂Ａの代わりにスチレンアクリル樹脂Ａ
（藤倉化成社製ＴＴＲ−１２２１）を使用した以外は、
実施例１と同様にして本発明の非磁性トナーを得た。こ
の非磁性トナーの真円度は０．８９、体積平均粒子径／
個数平均粒子径は１．１４、個数粒度分布における４μ
ｍ以下の粒子は１２％、体積平均粒子径は７．２μｍ、
個数平均分子量（Ｍｎ）は８０００であった。また、ス
チレンアクリル樹脂ＡのＴｇは６２℃、フロー軟化点は
１３７℃、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビッカース硬度は
１６．８ＨＶ０．０１（１０ｇ）であった。

【００１６】実施例４実施例１と同じ原料を用い、機械的粉砕法による粉砕条
件を調整して、本発明の非磁性トナーを得た。この非磁
性トナーの真円度は０．８５、体積平均粒子径／個数平
均粒子径は１．１０、個数粒度分布における４μｍ以下
の粒子は６％、体積平均粒子径は７．１μｍ、個数平均
分子量（Ｍｎ）が３７００であった。

【００１７】実施例５実施例１において、分級条件のみを変更して、真円度が
０．６２、体積平均分子量／個数平均分子量が１．１
１、個数粒度分布における４μｍ以下の粒子が７％、個
数平均分子量（Ｍｎ）が３７００の非磁性トナーを得
た。更に該非磁性トナーについて、ハイブリタイザー処
理によるラウンドエッジ化し、本発明の非磁性トナーを
得た。この非磁性トナーの真円度は０．７９、体積平均
粒子径／個数平均粒子径は１．１４、個数粒度分布にお
ける４μｍ以下の粒子は９％、体積平均粒子径は７．４
μｍ、個数平均分子量（Ｍｎ）は３７００であった。

【００１８】実施例６ＢＥＴ比表面積２６０ｍ²／ｇの疎水性シリカ（日本エ
アロジル社製，Ｒ−８１２）を用い、その他は実施例１
と同様にして本発明の非磁性トナーを得た。実施例７ＢＥＴ比表面積２００ｍ²／ｇの疎水性シリカ（キャボ
ット社製，ＴＳ−５３０）を用い、その他は実施例１と
同様にして本発明の非磁性トナーを得た。実施例８疎水性シリカの外添量を１．０重量％から０．５重量％
に変更した以外は実施例１と同様にして本発明の非磁性
トナーを得た。

【００１９】実施例９ポリエステル樹脂Ａの代わりに、ポリエステル樹脂Ｃ
（三菱レイヨン社製ＦＣ−８９０）を使用した以外は実
施例１と同様にして本発明の非磁性トナーを得た。この
非磁性トナーの真円度は０．８８、体積平均粒子径／個
数平均粒子径は１．１１、個数粒度分布における４μｍ
以下の粒子は１０％、体積平均粒子径は６．７μｍ、個
数平均分子量（Ｍｎ）は３２００であった。また、ポリ
エステル樹脂ＣのＴｇは６１℃、フロー軟化点は１１６
℃、酸価は１３ｍｇＫＯＨ／ｇ、ビッカース硬度は１
３．９ＨＶ０．０１（１０ｇ）であった。

【００２０】比較例１実施例５のハイブリダイザー処理を施さない真円度。
０．６２の非磁性トナーをそのまま比較用のトナーとし
た。比較例２実施例１において、分級条件のみを変更して真円度が
０．８５、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．３
０、個数粒度分布における４μｍ以下の粒子が１２％、
体積平均粒子径が７．０μｍ、個数平均分子量（Ｍｎ）
が３７００の比較用の非磁性トナーを得た。比較例３実施例１において、分級条件のみを変更して真円度が
０．８０、体積平均粒子径／個数平均粒子径が１．２
６、個数粒度分布における４μｍ以下の粒子が２２％、
体積平均粒子径が７．０μｍ、個数平均分子量（Ｍｎ）
が３７００の比較用の非磁性トナーを得た。比較例４スチレンアクリル樹脂、カーボンブラック及びクロム錯
塩系電荷制御剤を主成分として懸濁重合法によって得ら
れた真円度が０．９３の非磁性トナーを比較用の非磁性
トナーとした。この非磁性トナーの体積平均粒子径／個
数平均粒子径は１．１０、個数粒度分布における４μｍ
以下の粒子は６％、体積平均粒子径は７．４ｍ、個数平
均分子量（Ｍｎ）は７５００であった。

【００２１】実施例１〜９及び比較例１〜４で得られた
非磁性トナーについて、市販のレーザービームプリンタ
ー（セイコーエプソン社製，ＬＰ−９２００）を使用し
て、複写枚数の初期から５００００枚までの画像特性
（画像濃度、ＰＣカブリ）、現像ローラー上の層形成
性、ブレードへの融着状態を下記の方法で評価した。（ａ）層形成性５００００枚複写後に現像ローラー上のトナーの層形成
状態を目視評価し、次のように判定した。 ○：現像ローラー上のトナーに層ムラ、スジ、トナー落
ちが全くない。 △：層ムラが僅かに確認できる。もしくはスジが２本以
下。但し、トナー落ちはない。 ×：層ムラ、トナー落ちがかなり認められる。もしくは
スジが３本以上発生した。（ｂ）融着状態５００００枚複写後に帯電ブレードの現像ローラーとの
当接面をバキュームクリーナーで吸引後、目視評価し、
次のように判定した。 ○：トナーの融着は確認できない。 △：スポット状またはフィルミング状いずれか一方の融
着が僅かに確認できる。 ×：スポット状、フィルミング状いずれについても融着
が確認できる。

【００２２】（ｃ）画像濃度ソリッド部（３×３ｃｍ）の画像濃度を反射濃度計（マ
クベス社製ＲＤ−９１４）で測定した。（ｄ）ＰＣカブリ感光体の非画像部に透明テープ（住友スリーエム社製メ
ンディングテープ）を粘着したのち剥離したものを未使
用のコピー用紙上に貼り付け、反射濃度計（マクベス社
製ＲＤ−９１４）で測定した。その結果を表１に示す。
表１から明らかなように、本発明の非磁性トナーはいず
れも良好な現像特性、層形成性、耐融着性を持った優れ
たものであった。一方、比較例の場合は、いずれも層形
成性、融着特性に問題を有するものであった。なお、比
較例４では、初期の画像濃度は１．４１、ＰＣカブリは
０．２５であったが、約１００枚複写したところでクリ
ーニング不良が発生して画像汚れが生じたため複写試験
を中止した。この結果、真円度が０．９０より大きい非
磁性トナーでは実用上問題があることが確認された。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明の非磁性トナーを使用することに
より、複写機の層規制部，現像ローラー等にトナーの融
着がなくなり、良好な現像特性を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野昭洋静岡県静岡市用宗巴町３番１号株式会社巴川製紙所技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像ローラー上に非磁性トナーを供給
し、該現像ローラーの表面に該非磁性トナーを均一に塗
布するために該現像ローラーの表面に圧接するように配
置された層規制部材によって構成される現像装置を用
い、静電潜像を現像し、ついで転写材に転写を行う非磁
性一成分現像方法に用いる非磁性トナーであって、前記
非磁性トナーの真円度が０．７０〜０．９０であり、か
つ前記非磁性トナーの粒子分布において、体積平均粒子
径／個数平均粒子径が１．２０以下、個数粒度分布にお
ける４μｍ以下の粒子が１２％以下であることを特徴と
する非磁性トナー。
【請求項２】体積平均粒子径が６〜９μｍであること
を特徴とする請求項１に記載の非磁性トナー。
【請求項３】非磁性トナーの個数平均分子量（Ｍｎ）
が３５００以上であることを特徴とする請求項１に記載
の非磁性トナー。
【請求項４】非磁性トナーの主成分である結着樹脂の
ガラス転移温度が５７℃以上、フロー軟化点が１２５〜
１４６℃、酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを
特徴とする請求項１に記載の非磁性トナー。
【請求項５】少なくとも疎水性シリカを０．３〜３重
量％トナー粒子表面に付着することを特徴とする請求項
１に記載の非磁性トナー。
【請求項６】疎水性シリカのＢＥＴ比表面積が１００
ｍ²／ｇ以上であることを特徴とする請求項１に記載の
非磁性トナー。
【請求項７】非磁性トナーの主成分である結着樹脂の
ビッカース硬度が１５ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の非磁性トナー。