JPS60217368A - 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、静電記録、静電印刷９等に於ける静
荷電像を現像するための現像剤に関し、さらに詳しくは
直接又は間接電子写真現像方法に於いて、均一に安定性
良く帯電し、静電荷像を可視化して、高品質な画像を与
える電子写真用現像剤に関する。

従来、電子写真法としては米国特許第２，２９７，６９
１号明細書等、多数の方法が知られているが、一般には
光導電性物質を利用、シ、種々の手段によ多感光体上に
電気的潜像を形成し、次いで該潜像を現像粉（以下トナ
ーと称す）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材
にトナー画像を転写した後、加熱、圧力あるいは溶剤蒸
気などにょシ定着し複写物を得るものである。またトナ
ー画像を転写する工程を有する場合には、通常、感光体
上の残余のトナーを除去するための工程が設けられる。

電気的潜像をトナーを用いて可視化する方法は、例えば
米国特許第２，８７４，０６３号明細書に記載されてい
る磁気ブラシ法、同２，６１８．５５２号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同２，２２１．７７６
号明細書に記載されている粉末雲法、米国特許第３．９
０９．２５８号明細書に記載されている導電性の磁性ト
ナーを用いる方法、特公昭４１−９４７５号公報等に記
載されている種々の絶縁性の磁性トナーを用いる方法な
どが知られている。

これらの現像法に適用するトナーとしては、従来、天然
あるいは合成樹脂中に染料、顔料を分散させた微粉末が
使用されている。例えば、ポリスチレンなどの結着樹脂
中に着色剤を分散させたものを１〜３０μ程度に微粉砕
した粒子がトナーとして用いられている。磁性トナーと
してはマグネタイトなどの磁性体粒子を含有せしめたも
のが用　′いられている。いわゆる二成分現像剤を用い
る方式の場合には、トナーは通常ガラスピーズ、鉄粉な
どのキャリアー粒子と混合されて用いられる。

さらにトナーの帯電性制御のため、酸化デンプン、含金
属染料、サリチル酸金属錯体、ニグロシン染料、トリフ
ェニルメタン系化合物、ローダミン系染料、フタロシア
ニン系化合物等の荷電制御剤が樹脂中に分散されること
もある。

またさらに、トナー粉末としての帯電性制御。

流動性向上のため、シリカ等の微粉末をトナー上に添加
することが多い。

ところで、このようにトナー上に添加される微粉末は、
トナー上においての分散性が良好である性質をもつこと
が必要とされる。これは、特に長期にわたる使用の場合
には、トナー上から散逸もしくはトナー内部への埋設に
よりトナー表面での分散が均一でなくなシ、トナーの帯
電制御性、流動性が安定でなくなることがあるし、また
高温高湿および低温低湿下での該トナーの使用の場合に
は、これら微粉末への水分の吸着脱離によシ帯電制御性
が変化することがあるからである。

本発明の目的は、トナー粒子間、またはトナーとキャリ
アー間、−成分現像の場合のトナーとスリーブの如きト
ナー相持体との間、等での摩擦帯電量が安定で、かつ均
一であり、カブリ、トナー飛散、トナーの凝集がなく、
耐久コピ一枚数の多い現像剤の提供にある。

官らに他の目的は、温度、湿度の変化に影響を受けない
安定した画像を再現する現像剤特に、高湿時の転写効率
の大きい現像剤の提供にある。

本発明者らは、上記の如き従来のトナーにまつわる種々
の問題点を解決するため、均一に帯電し、静電荷像を可
視化して、高品質な画像を与える電子写真用現像剤を提
供する事を目的として鋭意研究せる結果、摩擦帯電量の
絶対値が５μＣ／σ以下であるようなＷ質的に帯電性を
有しない微粉末をトナーに添加することによって、優れ
た種々の特性を示す電子写真用トナーの得られる事を見
い出した。

しかして、かかる知見に基づいて前記目的を達成するた
めになされた本発明の要旨とするところは、摩擦帯電量
の絶対値が５μｃ／ｒｔ以下である微粉末が添加されて
いることを特徴とするトナーの帯電性改良法にある。

かかる微粉末をトナーに添加することによって前記特性
の向上がみられるのは、トナーの摩擦帯電量が減少し、
それによって過度の摩擦帯電を防止できるためと考えら
れ、また添加する微粉末が、元来、積極的に帯電性を有
していないために、微粉末の凝集は起こりにくく、トナ
ー上への分散も容易であると同時に、高湿や低湿の環境
下でも、その帯電性が変化することが極めて少ないため
と理解される。

本発明に用いられる微粉末としては、その摩擦帯電量の
絶対値が５μＣ／σ以下の、実質的に帯電性を有しない
ものであればすべてのものが用いられるが、好ましくは
シリカ又はアルミナ又はその混合物・共晶体を基体とし
たものが良い。シリカとしては、ケイ素ハロダン化合物
の蒸気相酸化によシ生成された、いわゆる乾式法シリカ
、ケイ酸ナト（５） リウムの酸又はアルカリによる分解により生成された、
いわゆる湿式法シリカ、等従来知られているものがすべ
て使用できる。またアルミナとしては、酸可溶性鉱物を
酸処理し、分別結晶した後アンモニアで沈澱もしくは熱
分解して得られる、いわゆる酸洗や、ギブス石を水酸化
ナトリウム処理して得られる、いわゆるバイヤー法、等
いかなる製法によるものでも用いられる。又これらシリ
カやアルミナの表面を、適当な物質で荷電制御したシ、
疎水化したりしても良い。適当な物質とは、例えばシラ
ンカップリング剤、シリコーンオイル。

その他各種荷電制御剤が使用できる。

本発明において用いられる微粉体の粒径は、１μ以下、
好ましくは０．５μ以下がよい。またトナーに対する微
粉体の添加量は、トナーの帯電性。

流動性によシ異なるが、一般に０．０１〜３重量％が好
ましい。

以上のことを総合して、本発明による微粉末の添加によ
ってなされるトナーの帯電性改善は、一般のトナーに関
しては、微粉末添加前のトナーの（６） 摩擦帯電量Ｔ１と微粉末添加後の摩擦帯電量Ｔ２との比
が、０．８　＞　Ｔ　２／　Ｔ　ｓ　＞　０．２である
ことが望ましい。

本発明において微粉末が添加されるトナーとしては、前
記した現像方法において使用されている全てのトナーが
対象とされる。

トナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリＰ−ク
ロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及び
その置換体の単重合体、スチレン−Ｐ−クロルスチレン
共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−
ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン
共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル
酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重
合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ｄクロルメタア
クリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル
共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、
スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−
ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジェン共
重合体、スチレンーイソゾレン共重合体、スｆし７−ア
クリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイ
ン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体
などのスチレン系共重合体、プリメチルメタクリレート
、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリエチレン、Ｉリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、列？リアマイト、ポリアクリル酸樹脂
、ロジン、変性ロジン、チル４ン樹脂、フェノール樹脂
、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、
塩素化パラフィン、ノやラフインワックスなどが単独或
いは混合して使用できる。

磁性トナーを得たい場合にはトナー中に磁性微粒子を添
加すればよい。磁性物質としては磁性を示すが、磁化可
能な材料であればよく、例えば鉄、マンガン、ニッケル
、コバルト、クロムなどの金属、マグネタイト、各種フ
ェライト、マンガン合金、その他の強磁性合金などがあ
シ、これらを微粉末としたものが使用できる。

トナーに用いられる制御剤としては、酸化デンプン、含
金属染料、サリチル酸金属錯体、ニグロシン染料、トリ
フェニルメタン系化合物、ローダミン系染料、フタロシ
アニン系化合物等、従来知られているものがすべて用い
られる。

トナーに用いられる着色材料としては、従来公知のカー
ボンブラック・染料・顔料などの色材が使用できる。

さらにトナーは必要に応じて鉄粉、ガラスピース、ニッ
ケル粉、フェライト粉などのキャリアー粒子と混合され
て、電気的潜像の現像剤として用いられる。本発明で特
定される微粉末が添加されたトナーは種々の現像方法に
適用されうる。例え磁気ブラシ現像方法２．カスケード
現像方法、米国特許第３．９０９，２５８号明細書に記
載された導電性磁性トナーを用いる方法、特開昭５３−
３１１３６号公報に記載された高抵抗磁性トナーを用い
る方法、特開（９） 昭５４−４２１４１号公報、同５５−１８６５６号公報
。

同５４−４３０２７号公報などに記載された方法、ファ
ーブラシ現像方法、ノぐウダークラウド法、インプレッ
ション現像法などである。

このようにして構成されたトナーの第一の特性は、前記
微粉末を、使用しているために、特に、電子写真用現像
剤として用いられた場合、トナー粒子間の摩擦帯電量の
バラツキがなく、従来防ぎようのなかった現像カブリ、
トナー飛散、トナー凝集が全くなく、それらに基づく、
トナーの耐久使用による劣化がなく、高品質な画像を長
期間使用できる効果がある。又、別の一つとして温度、
湿度等の環境変化による電荷量の減少がほとんどなく、
特に、高湿時の転写効率が常温時のそれと糎とんど変わ
シないというおどろくべき特性が得られる。

他の特徴は、本発明において用いられる微粉末と樹脂と
の間には選択性がなく、いかなる樹脂とも組み合せる事
ができ、応用可−能なトナーの構成が広く選択できる事
にある。たとえば、熱定着用（１０） トナーの他に、圧力定着性トナー、カプセルトナーに用
いる事ができる。

次ぎに本発明に関して行なったトナーの摩擦帯電量の測
定法を図面を用いて詳述する。

第１図はトナーの摩擦帯電量を測定する装置の説明図で
ある。先ず、底に４００メツシユのスクリーン１０３の
ある金属製の測定容器１０２に摩擦帯電量を測定しよう
とするトナーとキャリアー（２００〜３００メツシユ）
の重量比１：９の混合物（現像剤）約４ｇを入れ金属製
のフタ１０４をする。このときの測定容器１０２全体の
重量を秤’）　Ｗｔ　（ｇ）とする。次に、吸引機１０
１（測定容器１０２と接する部分は少なくとも絶縁体）
において、吸引口１０７から吸引し風量調節弁１０６を
調整して真空計１０５の圧力を７０　ｔｔｒｍＨｇ・と
する。

この状態で充分（約１分間）吸引を行ないトナーを吸引
除去する。とのときの電位計１０９の電位をｖ（ボルト
）とする。ここで１０８はコンデンサーであり容量をＣ
（μＦ）とする。また、吸引後の測定容器全体の重量を
秤りＷｔ（ｇ）とする。このトナーの摩擦帯電量（μＣ
／ｒｙ　）は下記の如く計算される。

但し、測定条件は２３℃、５０１Ｈとする。

また、測定に用いるキャリアー（鉄粉、ガラス玉など）
は２００〜３００メツシユのものであるが、誤差をなく
すためにキャリアーは上記吸引装置で充分吸引し４００
メツシユのスクリーンを通過するものは除去してからト
ナーと混合する。

以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以
下実施例にもとづいて具体的に本発明の方法について説
明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態
様がなんら限定されるものではない。また実施例中の部
数は重量部である。

〔実施例−１〕 一次粒径１５ｍμの乾式法シリカの表面を、ビス（ジメ
チルアミノメチル）シリルジクロライドでカップリング
処理し、摩擦帯電量を測定したとζろ、＋２μＣ／ａと
いう低いものであった。次に、からなる平均粒径１２μ
のトナーを作成したところ、摩擦帯電量は−２８，２μ
Ｃ／ａであった。このトナーに上記処理シリカを０．５
重量％添加すると、摩擦帯電量は−１８，６μＣ／σで
あった（　Ｔ　＊／Ｔｌ＝０．６６　）。

該トナーをキャノン製ＮＰ　−２７０複写機に使用した
ところ、濃度が１．３と充分高く、かぶシが全くなく、
解像力も高く良好な画像であった。上記現像剤を用いて
連続して転写画像を作成し、耐久性を調べたが、２０．
０００枚後の転写画像も初期の画像と比較して、全く、
遜色のない画像であった。

又、２０．０００枚後のトナーの摩擦帯電量も、−１９
ＢμＣ／ｙと、初期と大して変わっていなかった。

また、環境条件を３５℃、相対湿度８５％にしたところ
、画像濃度１．２５と良好な値を示し、かぶシもなく、
鮮明な画像が得られた。又、１５℃。

相対湿度１０％の環境下でも画像濃度１．３３で、良画
質であった。

（１３） 〔実施例−２〕 からなる平均粒径１１μのトナーを作成したところ、摩
擦帯電量は＋５４μＣ／ｙであった。このトナーに、実
施例１で用いた処理シリカを０．７重量％添加すると、
摩擦帯電量は＋１８．２μＣ／σであった（　Ｔｚ　／
Ｔｓ　＝０．３４　）。

このトナー２００，９と鉄粉キャリア２ｋｇとを混合し
、キャノン製ＮＰ−８５００複写機に使用したところ、
実施例１と同様の結果が得られた。

〔実施例−３〕 第２図は現像態様の一例を示す図である。同図において
１は静電像保持体、２はトナー担持体、３はホッパー、
６は現像用バイアス電源、５は本発明で特定した一成分
トナー、５０は固定磁石、５２はキャリアトナー混合物
による磁気ブラシ、５８はトナー厚規制用ブレードを示
す。トナー担持体２上に形成された磁気ブラシ５２をト
ナー担（１４） 特休２を回転させることで循環させ、ホッノクー３中の
トナーをとシ込んでトナー担持体２上に均一に薄層コー
トさせる。次いでトナー担持体２と静電像保持体１とを
トナ一層厚よシ大きな間隙で対局させトナー担持体２上
の一成分トナー５を静電像保持体１上の静電荷像上へと
飛翔現像させる。

トナ一層の厚さは磁気ブラシ５２の大きさ、即ちキャリ
ア量及び規制ブレード５８で制御する。静電像保持体１
とトナー担持体２との間隙はトナ一層厚よシ大きめにと
シバイアスミ源６から現像バイアスを印加しても良い。

ここで実施例２のトナーに、平均粒径２０ｍμのアルミ
ナ微粉末（摩擦帯電量−０，４μＣ／ｇ）を０．３重量
％添加し、トナーの摩擦帯電量が２５．４μ（２／ａと
なった（　Ｔ２／ＴＩ　＝０．４７　）　）ナー２０．
ｌｉ＋と、鉄粉キャリア１００ｇとを混合し、これを、
規制ブレード５８とトナー担持体２との間隙が約２５０
μとなるように設定した構造の第２図の現像器に投入し
、現像ローラと静電像保持体との間隙を３００μに保ち
、約８０μのトナ一層を現像ローラ上に形成させ交流波
形として、周波数２００　Ｈｚ電圧のピーク値±４５０
ｖに直流成分−２５０ｖを加えて、電圧のピーク値−７
００Ｖ及び＋２００Ｖを与えてキャノン製ＰＣ−１０複
写機を用いて現像したところ、実施例１と同様の良好な
結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関して行なった摩擦帯電量の測定法を
説明した図、第２図は本発明の実施に用いた現像装置の
形態を示す断面図である。 １０１：吸引機、　１０２：測定容器、１０３：４００
メツシユスクリーン、 １０４：測定容器のフタ、 １０５：真壁計、　１０６：風量調節弁、１０７：吸引
口、　１０８：コンデンサー、１０９：電位計、　１：
静電像保持体、２：トナー担持体、　３：ホッノぐ−、
５ニ一成分トナー、　６：現像バイアス電源、５０：永
久磁石、　５２：磁気ブラシ、５８：規制ブレード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 摩擦帯電量の絶対値が５μＣ／ｒｙ以下である微粉末が
   添加されていることを特徴とするトナーの帯電性改良法
   。