JPS60138565A - 電子写真用トナ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の技術分野 本発明は電子写真法等において静電潜像を現像するため
に用いられるトナーにあって、特に優れた面画印刷特性
および優れたフォトコンドラムへの耐フィルミング性が
得られる電子写真用トナーに関する。

（２）従来技術と問題点 従来、電子写真法としては米国特許第２２９７６９１号
などに記載された方式が周知であるが、これは一般には
光導電性絶縁体を利用し、コロナ放電などによシ絶縁体
上に一様な静電荷を与え、種々の手段により絶縁体層に
光像を照射することによって′透気的潜像を形成し、次
いで該潜像をトナーと呼ばれる微粉末を用いて現像可視
イ暖し、必要に応じて紙等にトナー画像を転写した後、
加圧、加熱。

溶剤蒸気、ｙｅ等により定着を行いネｙ写物を得るもの
である。

これらの電気的潜像を現像するためのトナーとしては、
従来よシ天然または合成高分子物質よりなる結着樹脂中
にカーホンブラックなどの肩色剤を分散させたものを１
〜３０μｒｎ程度に微粉砕した粒子が用いられている。

かかるトナーは通當、鉄粉、ガラスピーズなどの担体物
質（キャリア）と混合され、静電潜像の現像に用いられ
る。キャリアとして鉄粉もしくは他の強磁性体粒子を用
いた場合、トナーとキャリアとからなる現像剤は、現像
器内のマグネットロールによって磁気ブラシ金形成し、
ロールの回転によって磁気ブラシが潜像部分に運ばれ、
トナーのみが潜像に付着するととによって現像がおこな
われる　（第１図）。

この場合、印字における現像剤の電気抵抗率の役割は非
常に大きい。潜像にトナーが付着する際電気力線の密度
の低い？杵像中央部にｔ東トカーが付きにくくなる現象
がある。この結果、ある面積を有する面画等の印字では
周辺部のみトナーが付着し、中央部は白く抜けてし甘う
印字欠陥、所謂エツジ効果ケ生じる。このような不都合
を排除するための方法としてバイアス′鉱界の印加によ
る印字制御の方法がある。バイアス電界とは、磁気ブラ
シと潜像との間に印加する静電界のことであり、この電
界によってトナーをキャリアから引き離し電束密度の低
い部分にもトナーを搬送し、付着させることができる。

したがって、バイアス屯界を過当に設定することによっ
て印字＃度の１トリ御、印字の太り、細り、さらに面画
印字の制征１が可能となる。しかし、現像剤、とりわけ
キャリアの電気抵抗率が高いと磁気ブラシ部分での電圧
降下が大きく、磁気ブラシ先端とｍ像面間に有効な電界
が作用しない（第２図）。しかし、キャリアの抵抗が低
すぎる場合には、キャリアが導通し潜像の電荷が消滅し
てトナーが付着するばかシでなく、第２図に示すように
バイアス電界による放電が生じ、潜像媒体の損傷を起こ
す。また、バイアス電界を印加しない場合にはトナーが
潜像へ移動する除虫じる現像電流による自己バイアスの
ためにカブリが激しくなる等の不都合が生じることにも
なり、キャリアの電気抵抗率、すなわち現像剤全体とし
ての抵抗率は印字品位を左右する重要な要因となるＯ 通常、現像剤の抵抗率の制御はキャリアで行うのが容易
であるが、トナー良度が高い場合にはトナーが１０１５
０印以上の高い絶縁性を持つために、キャリアの抵抗が
低くても現像剤全体の抵抗は低くならず、バイアス電界
による印字の制御が行える低抵抗が得られないことが多
い。そこで、トナーそのものの抵抗を下げることが考え
られるが、そのためには結着剤樹脂に対し多量のカーホ
ンやマグネタイトを添加しなければならず、定着性の劣
化や転写効率の低下を引き起こし好筐しくな−い。

更にもうひとつの問題は、フォトコンドラムへのトナー
のフィルミングであり、これが発生すると印字性能を著
しく低下させる。

ドラム−ヒのトナーフィルミングの発生過程は次のよう
に考えら）２る。紙への転写が終了した後にもフォトコ
ンドラム上１ｆ］Ｘ）カーが相当量残留する。この残留
トナーは次の印字工：Ｈｑ　ｖｃ障害を生ずるため、ク
リーニングブラシによって除去される。

この除、トナー粒子はクリーニンクブラシ會形Ｉノ％す
る繊維によってフォトコン表面にたたきつけられ、フォ
トコン表面に融着する。フォトコン表−１への融着はフ
ォトコンの光感度の低下のほか、プリントに残像を生ず
るようになり好ましくない。

この融着が起こる原因は、主に７オトコンドラムに対す
るトナーの粘着性によると考えられる。そこで従来は、
トナー中にワックスなどの非粘着性成分を含有さぜ、ト
ナーに非粘着性を与える方法が用いられてきたが、ワッ
クスはその添加量が少ないと非粘着効果に乏しく、また
、添加量が多いとワックスのしみ出しが発生し、現像剤
およびフォトコンドラムへのワックス付着が生じてコン
トラストの低下、印字背景部のカブリが著しくなること
が多く好寸しくない。

（３）発明の目的 本発明の目的は、バイアス電界による印字品位の制御が
容易に行うことによって優れた面画印刷性を元押です、
シかも、ニアオドコンドラム上へのトナーフィルミング
の少ない磁気ブラシ現像剤用トナーの製造方法を提供す
ることＫある。

（４）発明の検収 本発明の上記目的は、結着樹脂に着色剤、帯電防止剤な
どを添加し、溶融混練して粗粉砕し粗トナーとした後、
俤・粉砕および分級しで得られるトナーのｆＲ造方法に
おいて、徂トナーにカーボンを予め混合した後、粉砕９
分級することによって得られるトナーを用いることによ
って達成することができる。

和トナーとカーボンとの混合比は任意に選択できるが、
カーボンの混合比が３ｗｔ％より多いとトナーの帯電能
を著しく損なうことが多い。逆に、カーボンの混合比が
０．１ｗｔ％、１少ないとトナーの低抵抗化に対する効
果が少ない。

本発明におけるトナーを用いた現像剤はカーボンを混合
しないトナーを用いた現像剤と比較して低抵抗を示すこ
とによυ面画印刷性に曖れ、バイアス電界の印加による
印字の制イ１叩が容易に行える。

しかも最も効果的であるのは、現像剤の抵抗率の変化が
少ないことであって、図３に示すように、長期にわたる
印字をおこなってもトナーのキャリア表面上へのフィル
ミングによる電気抵抗率の上昇をトナーそのものの低抵
抗性が吸収し、多数枚の印字にわたシ安定して現像剤の
抵抗率の維持が可能となる。そのため、印刷枚数の増加
につれてバイアス電界が印加されにくくなり、面画印刷
パ侍性が劣化するという欠点が除去される。

更にもうひとつの効果は、ドラムへのトナーフィルミン
グが起こりにくくなることである。ドラム表面のトナー
フィルミングの発生機構はクリーニングブラシとフォト
コンドラムとの摩擦がトナーを介して行われるためであ
ること金述べたが、トナーが帯゛酸性および絶縁性を有
しているため、ドラムおよびクリーニングブラシとの摩
擦接触によってキャリアとの摩擦接触とは別の帯電性を
有することになシ、その電荷が徐々に蓄積してブラシか
らトナーが離れにくくなるため、ブラシにトナーが粘着
する形で堆積していく。このことによってブラシによる
クリーニング性が悪化し、除去されにくいトナーがフォ
トコンドラム表面上に粘着する。

本発明は、こうしたフォトコンドラムの詳細な発生機構
の解明によって達成されたものであり、トナーそのもの
に吸着している微粉カーボンの低抵抗効果によって、ク
リーニングブラシとトナーとの摩擦による電荷の蓄積を
防止し、良好なりリーニング性全維持することによって
トナーフィルミングの発生を防止することができるので
ある。

本発明で用いられるトナーは、特にその結着剤樹脂１Ｍ
色剤および帯電制御剤などまったく制限がない。

又、本発明で用いられる粗トナーと混合されるべきカー
ボンは、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チ
ャンネルブラック、サーマルブラックなどがあるが、通
常はアセチレンブラックやファーネスブラックが用いら
れる。また、カーボンブラックの性状はビーズ成型した
ものを用いるのがよい。

本発明のトナーの製造は次のように行う。

まず、結着剤樹脂２着色剤、要すれば帯電制御剤および
その他の添加剤を加圧ニーダ、ロールミル、押し出し機
などにより溶融混合し、均一分散を行う。混線後、冷却
したトナー塊を粗粉砕し粗トナーとする。次に、租トナ
ーとカーボンブラックとをヘンシルミキザー、Ｖ型混合
器またはボールミルなどを用いて所望の割合で混合した
後、ジェットミルなどにより微粉砕品とし、次いで風力
分級機などにより分級して所望のトナーが得られる。

（５）発明の実施例 以下、実施列により本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はこれによって限定されるものでない。

実施例および比較例 〔実施例〕 エポキシ樹脂　９２重量部 （エビクロン４０６１．大日本インキ化学工業製→カー
ボンブラック　５重量部 （ブラックパールズＬ、キャポット社製）ニグロシン染
料　３重量部 （オイルブラックＢＹ、オリエント化学製）上記組成物
を１００℃に加熱した加圧式ニーダにより１時間混練し
た。混線後、冷却したトナー塊をロートプレックス粉砕
機によシ０．１〜２簡の粗トナーとした。次いで、粗ト
ナー９９重量部に対し、１重量部のカーボンブラック（
プラノクパールズし、キャボット社製）ヲポリエチレン
製広ロビンに投入し、ボールミルにより１時間均一混合
を行った。得られた粗トナー十カーボン混合物をジェッ
トミル（ＰＪＭ粉砕粉砕機２二 分級機（アルビネ社製）によυ分級し、粒径５〜２０μ
ｍのトナーを得た。

このトナーとキャリアとして鉄粉（ＥＦＶ２５０゜日本
鉄粉製）とからなる磁気ブラシ現像剤をトナー濃度４　
ｗ　ｔ％で調整し、Ｆ！−６７１５Ｄレーザプリンタ（
１Ｘ士通製）を用いて印字試験を行った０第１表に試験
条件を示す。

第１表 現　像　磁気ブラシ現像による反転現像フォトリイタ　
Ｓｅ　ドラム 現像速度　１０ｃ＋＋＋／ｓｅｅ 初期電位　＋７００ｖ 現１＃！電位　＋５００ｖ 印字速度　２０００　ｌ　ｉｎｅ／　１ｎｃｈ定着法　
フラッシュ定着 印字試験の結果、１２本／−の高解像性画像が得られる
と同時に、２０００００シートまでカブリのない鮮明な
印字が得られた。また、面画印字パターン（１０，、Ｘ
５０■）の中央部の光学濃度（０・Ｄ、）ｔ−測定した
ところ、初期０、Ｄ、＝１．１に対し、２０００００シ
一ト印字後も０．Ｄ、＝　１．０と圃面印刷性の低下は
認められなかった。また、フォトコンドラム表面へのト
ナーフィルミングもまったく発生しなかった。第３図に
は、１００００シート毎に現像剤を現像器からサンプリ
ングし、測定した現像剤の電気抵抗率の変化を示す（た
だし、トナー濃度を４ｗｔチと一定に調整して測定）０
印字枚数の増加に伴う抵抗率の上昇は少なく、長期にわ
たりバイアス電界の印加による印字特性の制御が可能で
あることを示している。

〔比較例〕

実施例と同一の組成、条件により、加圧ニーダを用いて
粗トナーを得た。この粗トナーをカーボンを混合するこ
となくただちに微粉砕し、分級して５〜２０μｍのトナ
ーを得た。このトナーとキャリアとして実施例と同様の
鉄粉を用いてトナー濃ＩＫ４ｗｔ％で実１＠例と同様に
印字試験を行った。

その結果、１２本／Ｗの高解像性画像が得られること、
線画に対しては２０００００−、ｙ　−）後でも初期の
光学濃度を維持することなどが可能であったが、面画印
字パターンによる光学＃！度の計画では、初期の０．Ｄ
、＝　１．１　Ｋ対し、２０００００　シート後は０゜
Ｄ、−０，３と直両印刷性の劣化が見られた。また、フ
ォトコンドラム唇面へのトナーフィルミングが１０００
０シートで発生し、１００００シート毎にドラムの清掃
が必要であった。第４図［１００００シート毎に現像剤
を現像器からサンプリングしてトナー誘度４ｗｔ％と一
定に調整した時のｆＡ像剤の電気抵抗率の変化を示すが
、１５００００シートでもはや１００口以上となり、測
定不１生となるほどの抵抗率の上昇が見られた。

（６）発明の効果 本発明によれば、現像剤の低抵抗性を長期にわたって維
持でき、電界の印加による印字性能の制御が印刷枚数が
増加しても可能であるため、長寿命の面画印刷特性がイ
台られる。また、フォトコンドラムのトナーフィルミン
グを防止することができ、優れた印字性能を長期にわた
り発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ入国　レーザプリンタの動作を示す説明図、第１Ｂ
図　磁気ブラシ現像剤の説明図、第２Ａ図　バイアス電
界全印加した現像ブラシの説明図、 第２Ｂ図　面画印字の現像原理の説明図、第３図　実施
例にもとすく現像剤の印刷枚数に対する電気抵抗率の変
化を示す図、 第４図　比較例にもとすく現像剤の印刷枚数に対する電
気抵抗率の変化を示す図 である。 １・・・現像剤、２・・・キャリア、３・・・トナー、
４・・・フォトコンドラム、５・・・帯電器、６・・・
レーザー元、７・・・潜（象部分、８・・・現像部分、
９・現像器、１゜・・・厭、１１・・・クリーニングブ
ラシ。 罫・七 Ｈ，：ｎ−１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結着樹脂に着色剤、）ｉ￥電制御剤を添加し、溶融混練
   して粗粉砕し粗トナーとした後、微粉砕および分級して
   得られるトナーの製造方法において、粗トナーにカーボ
   ンを予め混合した後、哄粉４ｆ分級することを＠徴とす
   る電子写真用トナーの製造方法。