JPS60162261A - 静電潜像現像用トナ− - 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】 本発明は、電子写真や静電記録等に使用される静電荷像
現像用トナーに関づる。

酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくはマイラー（商
品名）ぐ被覆された磁化カドミウムなどの画像担体表面
に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気ブラシ法によ
り現像し、得られたトナー像を転写シート上に転写し、
ついで定着して最終画像を得る電子写真複写方法は、よ
く知られＣいる。

上記の磁気ブラシ法においては、現像剤として鉄粉、鋼
球、フェライト粒子等の磁性主１１リアと樹脂中に着色
剤を分散させた絶縁性粒子であるトナーとの混合粉体が
多く使用されている（例えば特公昭５３−１５０４０号
、特開昭５０−５６９４６号、同５４−１３４６３６号
、同５６−１１４５９号、ｌ１７１５６−１１４６０号
等各公報参照）。この二成分系現像剤を用いる磁気ブラ
シ現像法は、キャリアとトナーを所定の比率で混合攪拌
し、両者を摩擦帯電せしめ、トナーを所定の極性に帯電
させてトナーのみを画像担体表面に付着させるもので、
絶縁性トナーを使用するため転写が容易であるという利
点がある。

しかし二成分系現像剤においては、トナーは一般に５〜
３０μｍの粒度分布を有することが多いがトナー粒子の
粒径によって、複写画像の画質が変化するという問題が
ある。すなわち、一般には、小粒径トナーが解像度の点
で有利である。しかし小粒径トナーと大粒径トナーが混
在したいわゆる粒度分布の広いトナーにおいては小粒径
トナーが先に使用され、大粒径トナーが残り連続コピー
によって画質の変化を招いてしまう。

この様なトナーの選択現像が起こる要因としては小粒径
トナーの質量が小さいことにもよるが、最大の原因どし
ては粒度分布の広いトナーに対してトナーの抵抗調節処
理を同一の条件にて行なうことにより、トナーの粒径の
差異による表面積の違いによって、トナーの持つ単位重
量当りの帯電ｍが異なってくるからである。

従ってこのような問題を除くため、狭い範囲の粒度分布
を杓（るｌ・ナーを用いるか、トナー粒子の微粉を極端
になくしたトナーを用いたり、トナーの帯電量を極端に
低下させる、あるいはコピ一枚数に応じてバイアス電圧
の切換等を行なっているものの、いずれも手間の割には
さほどの効果が得られないのが実情であった。

本発明は、この様な従来技術の欠点を解消し、比較的広
い粒度分布を持ったトナーでも小粒径トナーと大粒径ト
ナーの両トナー共均−に現像される静電潜像現像用トナ
ーを提供することを目的とするものである。

本発明の構成は、少なくとも熱可塑性樹脂と着色剤とを
必須成分と１６静電潜像現像用トナーにおいて、比較的
粒径の大きい粒子からなるトナー（以下大粒径トナーと
いう）の表面に所定の絶縁処理を施し、比較的粒径の小
さい粒子からなるトナー（以下小粒径トナーという）の
表面の絶縁性を大粒径トナーより減少せしめることによ
り、大小内トナーの帯電性が単位重最あたり同じレベル
になる様に調整した粒度分布の広い１−ナーである。

通常のトナー粒子は樹脂と着色剤を必須成分として含み
、トナーの現像性、転写性を向上するために、表面の絶
縁処理を行なう。しかし、その際トナーの粒径と帯電量
の関係は第１図に示す通りであり、小粒径トナーの摩擦
帯電量は粒径が小さくなるにつれ゛Ｃ急激に増加する。

しかして、ＦＪ擦帯電量の多いトナーを用いて画像を作
成すると、トナーの選択現像のほかに、感光体に付着し
たトナーはクリーニング工程においては除電が不十分の
ため、クリーニング不足を起こし、次工程の帯電からの
一連のシステムにメモリー効果となり、ゴースト現象を
起こすという問題も生ずる。なお、第１図は、トナーの
組成は後述の実施例１と同様であるが、粒径と粒子表面
に添加するシリカ微粉末の量を変化させた場合の結果で
ある。

本発明者等が検討したる結果、この帯電量が著しく多く
なる傾向を示ず小粒径トナーの帯電量を減少せしめるこ
とが必要であるが、帯電量の減少を粒度分布の広いトナ
ー全体にわたって行なってしまうと、トナー全量の大部
分を占める大粒径トナーの帯電量も減少せしめることに
なり、結果としてトナー全体としＣの良好な転写性など
の特徴が弱まるので、トナーの粒径に応じて帯電量の差
をつけてやればよいことが判明した。

本発明においては、高い解像度が得られる小粒径トナー
と搬送性、保存性の向上に有効な大粒径トナー粒子とを
別々の条件で帯電処理して帯電ωを制御することにより
、第２図に示すように各粒子の有する単位重量当りの帯
ｌｉ山を平均化し、よってかかるトナーが良好な現像性
、転写性を示し、選択現像も従来より十分少なくなり、
しかもクリーニング時のクリーニング不足を解消できる
ことが見出された。なお、第２図は、トナーの組成は後
述の実施例１と同様であり、トナー粒子表面に添加する
シリカ微粉末の量をトナーの粒径に応じて変化させた場
合の結果である。

本発明によるトナーの帯電量の調整は、次のような方法
で行なうことが適当である。

所定の粒度分布を有するトナーの内入粒径トナー（１５
〜３０μ麟）は、トナーに対し所定量の負帯電性微粉末
（例えば日本アエロジル製シリカＲ９２１）を加えて、
そのシステムに合致する帯電量に調整する（例えば−２
３μＣ／Ｑ＞。次に分級された小粒径のトナー（３〜２
０μｍ）は正帯電性微粉末（例えば日本アエロジル製シ
リカＲＡ２００Ｈ）を少量加えることにより、先の添加
量、添加剤では粒径小のため極端に大きくなる負帯電性
を制御し、かつ少量にて、負帯電性を下げることが出来
る。この様にして逆極性を示す帯電制御剤を添加したと
しても正帯電性よりもベースになる組成の負帯電性が強
いため、副作用は全く見られず、小粒径トナーの粒径と
相まつ（、大粒径トナーの値とほぼ同等な値の帯電量に
することが出来る。

この様な帯電量を調整するための微粉末としては、公知
のシリカ微粉末を使用づることができ、負帯電タイプぐ
アエロジル１３０．２００．３００、Ｒ９１２、Ｒ９７
４、Ｒ９７６、ＲＸ２００、Ｒ８１２等、中性タイプで
ＲＸ　−Ｃ，ｏｘｉｄｏ−ｃ等が、ソシテ正帯電タイゾ
でＲＡ２００、ＲＡ　２００Ｈ，Ｉ（Ａ−１７０１」、
ＲＡ　ＣＨ等（いずれも日本アロエシル製）が挙げられ
る。

これ以外の微粉末としては、各種セミラック微粉末、有
機物によるこの種の荷電制御剤、樹脂の微粉末が利用で
きる。

また導電性微粉末としてはカーボンブラックやフェライ
トやマグネタイト等の微粉末が利用できる。

なお本発明における帯電量の測定は、東芝ケミカル製の
ブローオフ粉体帯電口測定ｌ１ｌ（ＴＢ−２００）によ
り、キャリアとして日本鉄粉製Ｚ−２００を用い、トナ
ー濃度は５％として、ブロー圧１．０ｋＵ／ｃｓ２　、
ブロ一時間４０ｓｅｃの条件にて行なうものとする。ま
た粒度分布はコールタ−カウンターＴＡ−１（１３−ル
ターエレクトロニクス社製）により測定するものとする
。

本発明のトナーの材料としては、上記微粉末の他に以下
に述べるように通常のトナーに用いられる種々の材料が
用い得る。

定着用樹脂は、定着方式により適宜選定づる必要がある
。定着方式が加熱によるオーブン式の場合、およびヒー
トロール等の熱ロール式の場合において、例えば、下記
のような熱可塑性樹脂が用いられる。スチレン類、ビニ
ルエステル類、α−メチレン脂肪族モノカルボン酸のエ
ステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ア
クリルアミド、ビニルニータル類、ごニルケトン類、Ｎ
−ビニル化合物等の単量体を重合させたホモボリン−１
もしくは、これら単量体を２種以上組合せて共重合させ
たコポリマー、あるいは、それらの混合物を用い得る。

また、ロジン変性フェノールホルマリン樹脂、ポリウレ
タン樹脂、セルローズ樹脂、ポリ１−チル樹脂、ポリエ
ステル樹脂等の町ビニル系熱可塑性樹脂等の非ビニル系
樹脂、あるいは、それらと前記の如きビニル系樹脂との
混合物も用い得る。

特に、現像したトナー像をオーブン加熱により定着する
場合には、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ール型ポリ１ステル樹脂が望ましく、熱ロールを用いて
定着する場合には、スチレン系樹脂を主成分とする樹脂
、あるいはポリ１ステル樹脂が望ましい。スチレン系樹
脂は、スチレン成分が多い稈熟１」−ルに対゛４る離型
性が向上する。また、熱Ｕ−ルに対する離型性を史に高
めるためには、脂肪酸金属塩類、低分子量のポリエチレ
ン、ポリプロピレン、炭素数２８以上を有する高級脂ｌ
Ｊ／ｌ酸類、天然あるいは合成のパラフィン類、熱可塑
性ゴム類等を添加すれば効果がある。

これらの樹脂は、任意に選定し、また任意に混合して用
い得るが、トナーとした場合の流動性を低下させないた
めには、ガラス転移点が４０℃を越える樹脂、もしくは
樹脂混合物が有効に用いられる。定着用樹脂のトナー中
に含有せしめる量は、強磁性体微粒子（任意成分）、色
調節用顔料、染料、電荷制御剤を除く割合であるが、ト
ナー全量の３５重船％以上添加する必要がある。

色調節顔料、および染料は、一般の乾式現像剤に用いら
れている種々のものを任意に用いることができる。しか
し、トナー全量に対する含有値と、トナーの電気特性を
低下させることのない範囲で添加づる必要がある。本発
明では、これらの添加量は、１ヘナー全聞に対して１０
重量％未満が適当である。用い得る顔料および染料とし
ては、例えばニグロシン染料、アニリンブルー、ｈル］
オイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエＵ
−、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブル−
、マラカイ１へグリーンＡクサレ−１〜、ランプブラッ
ク、Ｕ−ズベンガルおよびそれらの混合物が使用される
。まｌこカーボンブラックを用いめ場合には、カーボン
ブラックは、導電性粒子であるのでトナーの電気絶縁性
を低下させないため、トナーの樹脂成分１００重量部当
り、０．０１〜１０重量部の範囲内で添加する必要があ
る。

上記の顔料や染料は、トナーを保持するための現像用磁
石ロールのスリーブ表面や、記録体表面との摩擦帯電を
制御づる目的で、強磁性体微粒子（任意成分）、定着用
樹脂との組合せで、特定の顔料、染料を選定し用いるこ
とができる。しかし、トナーの電荷を制御するためには
、従来より公知の染料あるいは顔料を電荷制御剤として
添加することができる。例えば、正に摩擦停電量を有す
るニグロシン染料、あるいは高級脂肪酸で変成したニグ
ロシン染料、負に摩擦帯電性を有する含金属（Ｃｒ　）
アゾ染料が挙げられる。

本発明のトナーは、樹脂、着色剤より構成し、磁性キャ
リアと混合して二成分現像剤として使用するが、トナー
粒子中に磁性粉を含有させることもぐきる。トナー中に
含有せしめる量は、トナーの全重量に対し、５０重量％
以下以下とするのが望ましい。５０重量％を越える場合
は、定着性が低下し”Ｃしよう。

本発明に係るトナーは、上記の各組成を用いて公知の製
造法、例えば、粉砕法あるいは雰霧乾燥払により調整す
ることが出来る。

次に本発明の実施例を記述する。

実施例１ スチレン〜ブヂルメタクリレート（三洋化成製ハイマー
Ｔ　Ｂ　１０００）　７９重量部、低分子鑞ポリプロピ
レン（三洋化成製ビスコール５５０ｐ）　１１重量部、
カーボンブラック（三菱化成製ＭＡ−６００）、１重量
部、帯電制御剤（オリエント化学）　３重Ｗ部より成る
混合粉をパンバリにて　１２０℃にＣ加熱混線を行ない
、冷却同化後微粉砕を行なった。微粉砕後、風力分級に
て３〜１５μｍと１０〜３０μｍの分級粉を得た。

１０〜３０μの分級粉は負帯電シリカ（Ｒ９７２）を０
．８重量部添加し、１２０℃の熱気流中で固定し、大粒
径トナー（Ａ＞を作成した。このトナーの帯電量は一２
６μＣ／ｇであった。

３〜１５μｍの分級粉には正帯電シリカ（ＲＡ　２００
Ｈ）を０．２重ω部添加し、同じく熱気流中で固定して
、小粒径トナー（Ｂ）を得た。得られたトナーの帯電量
は一２４μＣ／ｇであった。

両トナーをＡ／Ｂ＝　１／　２の比率（重量比）にて混
合し、キャリア（Ｚ−２００）とトナー濃度５％にＣ混
合し、小西六社製Ｕ−ＢｉｘＶＩｌにて画像を作成した
。

得られた画像は、初期、連続共に解像度、濃度も変化な
く良好なものぐあった。

実施例２ スチレンルアクリル共重合体く分子（ｉ１Ｍｗ＝２３Ｘ
１０４　、　Ｍｎ　＝　３．３Ｘ１０４　）　７５重口
部、低分子儀ボリブＵピレン（ハイマー３３０ｐ　）　
１３ｆｆｌ　ｍ部、カーボン１ラツク（ＭＡ　６００）
　７市ｍ部、含金属化合物（ボントロン３−３４）　５
重量部より成る混合物をパンバリにて加熱混線を行ない
、ジェットミルにて微粉砕を行なった。粉砕粉は３〜１
０μｍ、８〜２０μ細、１５〜３０μｍに分級した。

１５〜３０μｍの分級粉は負帯電シリカ（Ｒ９７２）を
０．７重量部添加し、熱気流中で固着してトナー（Ａ′
　）を得た。このトナーの帯電口は一２５μＣ／ｇであ
った。８〜２０μｍの分級粉はシリカ（Ｒ９７２）を０
．３重量部添加し、トナー（Ｂ′　）を得たトナー（Ｂ
′　）の帯電量は一２７μＣ／ｇであった。３〜１０μ
ｍの分級粉は正帯電シリカ（ＲＡ　２００Ｈ〉を０．１
重量部添加し、トナー（Ｃ′　）を得た。トナー（Ｃ′
）の帯電量は一２４μ０／ＬＪｒ：あった。

上記各トナーをＡ’　／Ｂ’　／Ｃ’　＝　１／　３／
　１の割合（重量比）で混合し、日立金属製フェライト
キャリアＫＢＮ−１００とトナー濃度６％で渥合し現像
剤を得た。

本現像剤を用いてＵ　−Ｂ　１ｘ３０００機の改造機に
て画像を得た。初期、連続コピーにＣも解像度、濃度共
に変化のない良好な画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトナーにおける平均粒径と帯電量の関係
を示す図、第２図は本発明に係るトナーにおける平均粒
径とトナーの帯電量の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、必須成分として熱可塑性樹脂と着色剤を含有する静
   電潜像現像用トナーにおいて、トナー粒子の粒径に応じ
   て、負帯電性を付与させる荷電処理環において、正帯電
   性を有する添加剤を添加し、大粒径トナーと同程度の負
   帯電性を付与せしめることを特徴とする静電潜像現像用
   トナー。