JPH1144964A

JPH1144964A - 非磁性一成分トナー

Info

Publication number: JPH1144964A
Application number: JP21593197A
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: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、接触型もしくは非接触型の非磁性
一成分現像法において、現像ローラーや帯電ブレードへ
の融着が発生することなく、十分な帯電量が付与され、
画像濃度が十分であり、カブリ、トナー飛散が発生しな
い優れた現像特性を有する非磁性一成分トナーを提供す
る。【構成】結着樹脂、着色剤および無機粒子を少なくと
も含有し、該結着樹脂のビッカース硬度が１５．０ＨＶ
０．０１（１０ｇ）以上であることを特徴とする非磁性
一成分トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非磁性一成分トナー
に関し、詳しくは電子写真装置、又は静電記録装置を用
いて静電潜像を現像する非磁性一成分現像方式に用いる
トナーに関するものである。

【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剤用
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。更に、例えば特開平８−１８
４９８７号公報の如くトナーの粒径や真円度をコントロ
ールし、無機微粒子を添加して帯電性を向上する提案も
されている。

【０００４】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
表面の摩耗が著しくなり、それらの表面に凹凸が発生
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。

【０００５】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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る上記の実状に鑑みてなされたものである。すなわち本
発明の目的は、接触型もしくは非接触型の非磁性一成分
現像法において、現像ローラーや帯電ブレードへの融着
が発生することなく、十分な帯電量が付与され、画像濃
度が十分であり、カブリ、トナー飛散が発生しない優れ
た現像特性を有する非磁性一成分トナーを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、結着樹脂、着
色剤及び無機粒子を少なくとも含有し、該結着樹脂のビ
ッカース硬度が１５．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上で
あることを特徴とする非磁性一成分トナーである。すな
わち、本発明者らの検討では、現像を繰り返すに従っ
て、徐々に現像ローラー上もしくは帯電ブレード上に発
生する融着物には、このトナーの主成分の一つである結
着樹脂が多く含まれていることが判り、トナーの結着樹
脂としてもビッカース硬度が１５．０ＨＶ０．０１（１
０ｇ）以上となるような結着樹脂を無機粒子と共に用い
てトナーを構成することにより、非磁性一成分現像方式
において優れた現像特性が達成されることを見い出した
ものである。

【０００８】本発明の非磁性一成分トナーに使用される
結着樹脂としては、そのビッカース硬度が１５．０ＨＶ
０．０１（１０ｇ）以上であればその組成は特に限定さ
れるものではない。ここでいうビッカース硬度とは、結
着樹脂を高圧プレス機により５００ｋｇ／ｃｍ²で圧縮
固化した試料、もしくは１８０℃のオーブン中にて溶融
後、室温放置により固化させた試料をＪＩＳＢ７７２５
及びＪＩＳＺ２２４４による方法によって求められるも
のである。

【０００９】上記結着樹脂の具体的化学組成としては、
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類、メタクリル酸エチル、
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、メタクリル酸ステ
アリル等のメタクリル酸エステル類、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、アクリル系樹脂等のビニル
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。

【００１０】ビッカース硬度が１５．０ＨＶ０．０１
（１０ｇ）以上の結着樹脂は、上記の如きモノマー組成
を適宜選択したり、樹脂製造時の重合条件等を適宜コン
トロールすることにより得ることができる。本発明にお
いては、かかる結着樹脂としてビッカース硬度が１５．
０ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上のものを単独もしくは２
種以上混合使用しても良い。また、ビッカース硬度が１
５．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上のものと１５．０Ｈ
Ｖ０．０１（１０ｇ）未満のものを混合して、結着樹脂
全体として１５．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上となる
ようにしても良いが、この場合は１５．０ＨＶ０．０１
（１０ｇ）以上の結着樹脂が結着剤全体の７０重量％以
上となるように配合されていることが好ましい。

【００１１】本発明においては、上記の如き結着樹脂が
用いられるものであるが、ビッカース硬度が１５．０Ｈ
Ｖ０．０１（１０ｇ）未満の場合、現像を繰り返すに従
って、現像ローラー上もしくは帯電ブレード上に、徐々
に融着物が発生し、現像ローラー上の融着発生の場合、
徐々に表面電位が上昇し、現像にカスレが生じるように
なる。また、帯電ブレード上の融着発生の場合、帯電量
が次第に低下して、画像濃度の低下やカブリの増大を生
じてしまう。更には、現像ローラー上のトナーが均質に
層形成されなくなりスジ等が発生するようになるため、
現像特性が損われてしまう。

【００１２】従って、本発明においては結着樹脂として
ビッカース硬度が１５．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上
のものが適用されることが必要であるが、このような結
着樹脂の中でも、樹脂の一部を架橋したもの、樹脂の分
子量が、数平均分子量（Ｍｎ）が３５００以上、もしく
は、重量平均分子量（Ｍｗ）が１５０００以上の高い重
合度を持つもの、樹脂の熱特性の内、溶融開始温度（Ｔ
ｉ）が１１０℃以上、もしくは、フロー軟化点（Ｔｍ）
が１３０℃以上の特性を持つものが特に優れた現像特性
が得られ好ましい。また、トナーとしての定着特性を考
慮すると、結着樹脂のビッカース硬度は１５．０〜２
３．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）の範囲が好適であり、特
に好ましくは１５．０〜２０．０ＨＶ０．０１（１０
ｇ）であることが、良好な定着性が得られ好ましい。

【００１３】本発明の非磁性一成分トナーに用いられる
着色剤は、従来の電子写真用に使用されている各種着色
剤を適宜使用することができる。具体例としては、カー
ボンブラック、アニリンブルー、カルコオイルブルー、
クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、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オキサ
レート、ランプブラック、ローズベンガルおよびこれら
の混合物等を挙げることができる。これらの着色剤は、
十分な濃度の可視像が形成されるのに十分な割合で含有
されることが必要であり、結着樹脂１００重量部に対し
て、１〜２０重量部程度の割合で使用される。

【００１４】本発明において使用される無機粒子は、現
像ローラーや帯電ブレードへの融着防止に寄与するもの
である。かかる無機粒子としては、例えば、シリカ、ア
ルミナ、タルク、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、酸化チタン等を適宜使用することができる。こ
れらの無機粒子の中でも、そのＢＥＴ比表面積が１００
〜４００ｍ²／ｇ、特に１５０〜３００ｍ²／ｇであるも
のがより優れた融着防止効果が得られることから好まし
く、特に疎水性シリカは融着防止効果に加えて、トナー
の流動性、帯電安定性、耐環境安定性等の効果も得られ
ることから好適である。

【００１５】上記の如き無機粒子は、前記結着樹脂と着
色剤と共に混合されて非磁性一成分トナー粒子を形成し
てもよいが、結着樹脂と着色剤を含有する着色粒子を形
成した後、その粒子表面に付着もしくは固着させてトナ
ー粒子を形成することにより、無機粒子が少量で同等以
上の効果が達成されることから好ましい。すなわち、無
機粒子の添加量は、トナー粒子中に混合使用の時は３〜
１５重量％程度であるのに対して、無機粒子を表面に付
着もしくは固着させる場合は、結着樹脂と着色剤を含有
する着色粒子に対して０．３〜３．０重量％が好まし
い。ここで添加量が上記範囲より少ないと、前記の如き
ビッカース硬度を有する結着樹脂を用いたとしても融着
が発生しやすくなる。一方、添加量が上記範囲を越えて
多いと、遊離の無機粒子を生じたり、ある程度しっかり
固着させた無機粒子も、現像中に脱離しやすくなり、そ
の脱離粒子が融着を生じる原因となったり、カブリ、飛
び散り等の画像不良の原因となり好ましくない。

【００１６】本発明において着色粒子の表面に無機粒子
を付着もしくは固着させる方法としては、タービン型撹
拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般
的な撹拌機に着色粒子と無機粒子を混合して撹拌する方
法、あるいは奈良機械製作所社製のナラ・ハイブリダイ
ゼーション・システム、ホソカワミクロン社製のオング
ミル等の表面改質機に両者を混合し撹拌する方法があ
る。また、着色粒子表面上の無機粒子は、着色粒子に対
してまぶしと呼ばれる弱い付着状態で形成されていても
よいし、無機粒子が着色粒子にその一部が埋没された付
着状態で形成され、固着されていてもよい。

【００１７】本発明の非磁性一成分トナーは、少なくと
も以上説明した如き結着樹脂、着色剤及び無機粒子から
なり、必要に応じてその他の添加剤を適宜含有せしめた
ものである。かかる添加剤としては、例えば帯電制御剤
として、含金属錯塩染料、ニグロシン染料、第４級アン
モニウム塩、トリフェニルメタン系制御剤、樹脂系制御
剤等を用いることができ、また、各種のワックス類や低
分子量のポリプロピレンやポリエチレン等のオフセット
防止剤、ステアリン酸等の高級脂肪酸金属塩、二硫化モ
リブデン、シリコンオイル等の流動性改善用滑剤等を例
示できる。

【００１８】上記の如き組成よりなる本発明の非磁性一
成分トナーは、通常その平均粒子径は４〜２０μｍ（コ
ールターカウンターによる体積平均粒子径）である。ま
た、該トナーのビッカース硬度が、前記結着樹脂の場合
と同様の方法により測定した値で１７．０ＨＶ０．０１
（１０ｇ）以上、特に１８．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）
以上であることがより優れた融着防止効果が達成される
ことから好ましい。ここで、結着樹脂としてビッカース
硬度が１５．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）未満のものを使
用した場合でも、着色剤、添加剤の添加方法及び使用量
（例えばカーボンブラックを多量に添加）によっては、
製造後のトナーのビッカース硬度が１７．０ＨＶ０．０
１（１０ｇ）以上になる場合があるが、結着樹脂のビッ
カース硬度が小さいことが影響し、融着を発生してしま
い本発明の目的を達成することはできない。

【００１９】本発明の非磁性一成分トナーは、前述の如
き各構成成分を混合して溶融混練・粉砕分級法や、重合
法等により製造することができ、また、前記のように少
なくとも結着樹脂と着色剤を含有する着色粒子を上記の
方法により製造した後、無機粒子を着色粒子表面に付着
もしくは固着させるいわゆる外添法により製造すること
ができる。

【００２０】このようにして得られる本発明の非磁性一
成分トナーは、現像ローラーと、ブレード部材により所
定の厚みと所定の帯電量を付与せしめたトナー層とし
て、現像ローラー上に供給されることにより、前記トナ
ー層のトナーを、感光体ドラムと現像ローラーの電位差
により、接触状態もしくは非接着状態で、静電潜像を保
持する感光体ドラムに移動せしめることにより現像し、
ついで転写材に転写をおこなう非磁性一成分現像方法に
おいて優れた現像特性を発揮するものであるが、非磁性
一成分トナーを使用する現像方法であれば上記に限定さ
れることなく使用することができる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により、更
に詳細に説明する。なお、配合処方等を示す部数は全て
重量部を示すものである。〈結着樹脂のビッカース硬度の測定〉実施例及び比較例
のトナーに配合する結着樹脂Ａ〜Ｇのビッカース硬度を
表１に示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例１上記表１の結着樹脂を用いて、下記配合処方にて原料の
混合、溶融混練、粉砕分級を行ない、体積平均粒子径
８．０μｍの着色粒子を得た。〈配合処方〉・ポリエステル樹脂Ａ９０部・ポリプロピレンワックス（三洋化成工業社製、商品名：ビスコール６６０Ｐ）３部・カーボンブラック（三菱化学社製、商品名：ＭＡ−１００）５部・クロム錯塩系荷電制御剤（オリエント化学工業社製、商品名：Ｓ−４４）２部

【００２４】この着色粒子１００部に対して、無機粒子
としてＢＥＴ比表面積が２００ｍ²／ｇの疎水性シリカ
（ワッカーケミカル社製、商品名：Ｈ−３００４）１．
０部を添加し、ヘンシェルミキサーで１０分間撹拌し
て、本発明の非磁性一成分トナーを得た。

【００２５】実施例２実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにポリエ
ステル樹脂Ｂを使用した以外は、実施例１と同様にして
本発明の非磁性一成分トナーを得た。実施例３実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにスチレ
ンアクリル樹脂Ｅ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一成分トナーを得た。

【００２６】実施例４実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにスチレ
ンアクリル樹脂Ｆ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一成分トナーを得た。実施例５実施例１において着色粒子１００部に対する無機粒子の
添加量１．０部を２．０部に代えた以外は、実施例１と
同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得た。

【００２７】実施例６実施例１においてカーボンブラックの配合量を５部から
１５部に変更した以外は、実施例１と同様にして本発明
の非磁性一成分トナーを得た。実施例７実施例１において着色粒子１００部に対して、無機粒子
としてＢＥＴ比表面積が５０ｍ²／ｇの疎水性シリカ
（日本アエロジル社製、商品名：ＮＡＸ−５０）１．０
部を添加し、ヘンシェルミキサーで１０分間撹拌した以
外は、実施例１と同様にして本発明の非磁性一成分トナ
ーを得た。

【００２８】実施例８実施例１において着色粒子１００部に対する無機粒子の
添加量１．０部を０．２部に代えた以外は、実施例１と
同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得た。実施例
９実施例１において着色粒子１００部に対する無機粒子の
添加量１．０部を３．５部に代えた以外は、実施例１と
同様にして本発明の非磁性一成分トナーを得た。

【００２９】比較例１実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにポリエ
ステル樹脂Ｃを使用した以外は、実施例１と同様にして
比較用の非磁性一成分トナーを得た。比較例２実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにポリエ
ステル樹脂Ｄを使用した以外は、実施例１と同様にして
比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００３０】比較例３実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにスチレ
ンアクリル樹脂Ｇを使用した以外は、実施例１と同様に
して比較用の非磁性一成分トナーを得た。比較例４実施例１においてポリエステル樹脂Ａの代わりにポリエ
ステル樹脂Ｃを使用し、更にカーボンブラックの配合量
を５部から２０部に変更した以外は、実施例１と同様に
して比較用の非磁性一成分トナーを得た。

【００３１】比較例５実施例１において着色粒子を無機粒子の添加なしにその
まま比較用の非磁性一成分トナーとした。上記の実施例
１〜９及び比較例１〜５で得られた非磁性一成分トナー
について、前記と同様の方法でビッカース硬度を測定し
た。更に、市販のレーザービームプリンター（セイコー
エプソン社ＬＰ−９２００プリンター）を使用して、
複写枚数の初期から１００００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および
ブレードへの融着状態を評価した。その結果を、表２に
示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】表２の結果から明らかなように、本発明の
非磁性一成分トナーはいずれも良好な現像特性を示し、
特に実施例１〜６においては画像特性が良好で、層形成
性および融着状態も全く問題がない優れたものであっ
た。一方、比較例の場合はいずれも層形成性、融着状態
に問題を有するものであった。更に、比較例５のトナー
はトナーの流動性も劣り、良好な帯電性が得られず画像
濃度も劣るものであった。

【００３４】なお、表２における各特性項目の評価方法
は次の通りである。ａ）層形成性１００００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。 △：層ムラがわずかに確認できる。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。

【００３５】ｂ）融着状態１００００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
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
着がわずかに確認できる。 ×：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。

【００３６】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３Ｍ社製メンデ
ィングテープ）を一旦粘着し、しかる後剥離したものを
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。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、特定のビッカース硬度を有す
る結着樹脂と無機粒子を併用することで、非磁性一成分
現像方法において帯電ブレードおよび現像ローラーにト
ナー融着がなく、画像特性の良好である優れた現像特性
を得ることが可能となった。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 9/08 ３７５ (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】結着樹脂、着色剤及び無機粒子を少なく
とも含有し、該結着樹脂のビッカース硬度が、１５．０
ＨＶ０．０１（１０ｇ）以上であることを特徴とする非
磁性一成分トナー。
【請求項２】トナーのビッカース硬度が１７．０ＨＶ
０．０１（１０ｇ）以上であることを特徴とする請求項
１に記載の非磁性一成分トナー。
【請求項３】結着樹脂と着色剤を少なくとも含有する
着色粒子の表面に、無機粒子が付着もしくは固着して形
成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
非磁性一成分トナー。
【請求項４】前記無機粒子の着色粒子に対する添加量
が０．３〜３．０重量％であることを特徴とする請求項
３に記載の非磁性一成分トナー。
【請求項５】前記無機粒子のＢＥＴ比表面積が１００
〜４００ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の非磁性一成分トナー。
【請求項６】前記結着樹脂のビッカース硬度が１５．
０〜２３．０ＨＶ０．０１（１０ｇ）であることを特徴
とする請求項１乃至５のいずれかに記載の非磁性一成分
トナー。