JPS60247252A - 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潜像
現像用トナーに関する。

酸化亜鉛、セレン、有機光導電体もしくはマイラー（商
品名）で被覆された硫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
く知られている。

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キャ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、同５６−１１４６０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〜
３０μｌの粒度分布を有することが多いがトナーの粒径
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、最大の原因とし
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
量当りの帯電量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
を有するトナーを用いるか、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少なくする、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
ナーの両トナーとも均一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、熱可塑性樹脂と着色剤とを必須成分と
する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、　−８− 一より低下せしめることにより、大粒径トナーと小粒径
トナーの帯電量が単位重量あたり同じレベルになる様に
調整した粒度分布の広いトナーである。

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、その際の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て急激に増加する。

しかして、摩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
という問題もある。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、トナー粒子表面に添加す
るシリカ微粉末の量が同じでトナーの粒径を変化させた
場合の結果である。

、−４一 本発明者等が検討したる結果、この帯電間が著しく多く
なる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、トナー全重量の大部分を占め
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て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量を調整することにより、
第２図に示すように各粒子の持つ単位重量当りの帯電量
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
確認された。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（１０
〜２５μｍ程度の粒度分布を有するトナー）は、トナー
に対し、０．３〜１．０重接％の疎水性シリカ微粉末（
例えば日本アエロジル製Ｒ９７２）を加えて、そのシス
テムに望まれる帯電量に調整する（例えば−２０μＯ／
（１）。次に分級された小粒径のトナー（３〜１５μｍ
程度の粒度分布を有するトナー）は、以下の如くの種々
の手段によりその帯電量を大粒径トナーのそれと同じか
もしくはやや大きくすればよい。

■疎水性シリカ微粉末の添加量を少なくする。

■帯電量が小ざい微粉末（アルミナ微粉末ＲＸ−Ｃ等）
を添加する。但し、添加量は大粒径トナーのそれと同じ
くする。

■導電性微粉末（カーボンブラック等）を添加する。

この様に処理した２種類のトナーを混合することにより
、各粒子の単位重量あたりの帯電量を平均化することが
できるので、画質の良い小粒径トナーと、搬送性、保存
性の良い大粒径トナーの両方の特徴を備えたトナーを得
ることができる。なお粒度分布の異なる３種類もしくは
それ以上のトナーを混合する場合は、上記■〜■の方法
を適宜組合せて帯電量を平均化してもよいことはもちろ
んである。

上記の如くの帯電量を調整するための微粉末としては、
例えば公知のシリカ微粉末を使用することができる。負
帯電タイプでアエロジル１３０．２００．３００、Ｒ９
７２、Ｒ９７４、Ｒ９７６、ＲＸ２００゜Ｒ８１２等、
中性タイプでＲＸ−Ｃ，ｏｘｉｄｏ−ｃ等くいずれも日
本アロエジル製）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（Ａ
（１２０３、Ｔｉ　０２等）、有機物によるこの種の荷
電制御剤、樹脂の微粉末が使用できる。

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。

、−，７− 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量測定機（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１．０ｋｇ／Ｃｌｌ１２、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−ＩＩ　（コール
タ−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する必要がある
。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、ビニルケトン類、Ｎ
−ビニル化合物等の単量体を重合させたホモポリ・　−
８− マー、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、ポリエーテル樹脂、
ポリエステル樹脂等の非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
ール型ポリエ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
、あるいはポリエ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側熱ロールに対する離型性
が向上する。また、熱ロールに対する離型性を更に高め
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肪酸
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重量％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量と、トナーの電気特性を
低下させることのない範囲で添加する必要がある。本発
明では、これらの添加量は、トナー全量に対して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、カルコオ
イルブルー、デコポンオイルレッド、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フサレート、ランプブラック、ロ
ーズベンガルおよびそれらの混合物が使用される。また
カーボンブラックを用いる場合には、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、ｏ、
ｏｉ〜１ｏ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４るための現像用ロ
ールのスリーブ表面や、記録体表面との摩擦帯電を制御
する目的で、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編成したニグロシ
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できる。トナー中に
含有せしめる凶は、トナー、−，１１− 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、定着性が低下してしま
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、粉砕法あるいは雲霧乾燥法により調整す
ることが出来る。

次に本発明の効果を実施例について述べる。

実施例１ スチレン−ブチルメタクリレート（三洋化成製ＳＢＭ−
７００）　８２重鏝部、低分子量ポリプロピレン（三洋
化成製ビスコール５５０ｐ）　９重鎖部、カーボンブラ
ック（三菱化成製ＭＡ−６００＞、６重量部、荷電制御
剤（オリエント化学製ボントロンＥ８２）３重量部より
成る混合物をパンバリにて１１５℃にて加熱混線を行な
い、冷却固化後ジェットミルにて微粉砕を行なった。そ
の後風力分級にて平均粒径８μ分級粉と平均粒径１３μ
の分級粉を作成した。

平均粒径１３μの分級粉にはＳｉ　０２微粉末（Ｒ９７
２日本アエロジル）を０．７重量部添加し、へ、−，１
２− ンセルミキサーで混合し大粒径トナーを得た。

平均粒径８μの分級粉には同じ＜８！　０２微粉末（Ｒ
９７２）を０．３重量部添加、混合し小粒径トナーを得
た。

大粒径トナーの帯電量は一２６μｃ／ｇで小粒径トナー
のそれは一２７μＣ／ｇであった。

上記２種類のトナーを１対１の比率（重量比）で混合し
、フェライトキャリア（日立金属ＫＢＮ−１００）とト
ナー濃度６％になるように混合を行ない、現像剤を作成
した。

得られた現像剤をリコー製Ｆ　Ｔ　４０３０機に入れ画
像を作成したところ、カブリ、チリ等のない良好な画像
が得られた。またトナーの選択現象も行なわれず、スタ
ートからトナーが少くなり濃度が淡　゛くなるまでは画
質に何らの変化もなかった。また残留トナーの粒度分布
も初期のトナーとほとんど同じであった。。

実施例２ スチレンルアクリル共重合体（日立化成製ＨＰ２ＯＡ／
ＨＰ２０Ｂ＝　３／　１）　８４重量部、低分子量ポリ
プロピレン（三洋化成製ビスコール６６０ｐ）８重量部
、カーホンブラック（三菱化成製＃４４）　６重量部、
荷電制御剤（オリエント化学製ボントロンＥ８２）　２
重級部より成る混合物をパンバリにて加熱混線を行ない
、冷却固化後、ジェットミルにて微粉砕し、ついで風力
分級により２種類の粒度の分級粉を作成した。

一方の分級粉は平均粒径１２μｍで、この分級粉にシリ
カ微粉末（日本アエロジル製Ｒ９７２）を０．５重量部
添加、混合を行ない大粒径トナーを得た。

他方の分級粉は平均粒径８μｍで、この分級粉には、ア
ルミナ微粉末（日本アエロジル製ＲＸ−Ｃ）を０．５重
量部添加、混合し小粒径トナーを得た。大粒径トナーの
帯電量は一２２μＯ／Ｑで、小粒径トナーの帯電量は一
２４μＣ／（］であった。

大粒径トナーと小粒径トナーを２対３の割合（重量比）
にて混合し、フェライトキャリア（日立金属製ＫＢＮ−
１００）とトナー濃度６％になるように混合し、現像剤
を得た。

得られた現像剤は実施例１と同様の条件で作像を行ない
、初期、連続コピー共に良好な画質を得た。

実施例３ スチレンルアクリル共重合体（積水化学製エスレック）
７６重量部、低分子量ポリプロピレン（三洋化成製ビス
コール５５０ｐ）　１５重量部、カーボンブラック（三
菱化成製ＭＡ　６００）　４重量部、荷電制御剤（オリ
エント化学製ボントロンＥ８２）　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、冷却後ジェット
ミルにて微粉砕し、ついで風力分級により２種類の粒度
を持つ分級粉を作成した。

一方の分級粉は、平均粒径１３μｍで、これにシリカ微
粉末（日本アエロジル製９７２）を０．４重量部添加、
混合を行ない大粒径トナーを得た。

他方の分級粉は平均粒径７μｍで、これに０．０７重量
部のカーボンブラック（三菱化成製ＭＡ　６００）を添
加混合し、小粒径トナーを得た。大粒径トナーの帯電量
は一２０μＯ１０で、小粒径トナーの帯電量は一２１μ
Ｃ１０であった。

・　−・１５− 両トナーを１対１の割合で（重量比）混合を行ないさら
にフェライトキャリア（日立金属製ＫＢＮ−１００）と
トナー濃度１％になるように混合して現像剤を作成した
。

得られた現像剤を用いて実施例１と同様の条件で作像し
、同様に良好な結果を得た。

以上に記述した如く、本発明によれば、大粒径トナーと
小粒径トナーに各々別々の帯電処理を施すことにより、
単位重量当りの帯電量を同じレベルに調整した粒度分布
の広いトナーが得られ、高品質の画像が得られる。

【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Ｎ量の関係を示す図である。 、　−・１６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂と着色剤を必須成分とする静電潜像現
   像用トナーにおいて、トナー粒子の粒径に応じて、負帯
   電性を付与させる帯電処理を変化させ、各トナー粒子の
   有する単位重量当りの帯電量を平均化することを特徴と
   する静電潜像現像用トナー。 ２、粒子の表面に荷電性微粉末を添加した大粒径トナー
   と荷電性微粉末の添加量を当該トナーのそれより少量に
   した小粒径トナーからなり、両トナーの帯電量が略同−
   レベルであることを特徴とする特許請求範囲第１項に記
   載の静電潜像現像用トナー。 ３、粒子の表面に荷電性微粉末を添加した大粒径トナー
   と、当該微粉末より帯電量の少ない荷電性微粉末を添加
   した小粒径トナーからなることを特徴とする特許請求範
   囲第１項に記載の静電潜像現像用トナー。 ４、粒子表面に荷電性微粉末を添加した大粒径トナーと
   、粒子の表面に導電性微粉末を添加した小粒径磁性トナ
   ーからなることを特徴とする特許請求範囲第１項に記載
   の静電潜像現像用トナー。外