JPH01101557A - 静電荷像現像用トナー - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法等において静電荷像
を現像するのに用いられるトナー社係り、特に１成分系
の非磁性トナーに関する。

〔従来の技術〕

電子写真法、静電印刷法等においては、種々の手段によ
り感光体の表面に静電荷像を形成し、この静電荷像をト
ナーにより現像し、現像により得られたトナー像を普通
紙等に転写した後定着し、最終画像を得るのが一般的で
ある。

静電荷像を現像する方法としては、磁気ブラシ法が一般
的であり、この磁気ブラシ法には、鉄粉またはフェライ
ト粉末などのキャリアと樹脂着色剤を主体とするトナー
との混合粉体である２成分系曳像剤が従来から多用され
ている。２成分系現像剤を使用する場合の欠点としては
、トナーとキャリアとの混合比（トナー濃度）を厳密に
制御しないと画質が安定しないので、トナー濃度の制御
手段が必要となることおよび長時間の使用においてキャ
リアの表面がトナーで汚染され、キャリアの摩擦帯電能
力が低下すること等が挙げられる。

このような欠点を解消するために、樹脂と磁性粉を主体
とする磁性トナーを用いる１成分現像法が開発され、実
用化されている。１成分現像法においては、良好な転写
性を得るために絶縁性磁性トナーを用いる（例えば特開
昭５３−３１１３６号参照）ことが多い。現像方法につ
いても種々の方法が提案されているが、トナー相互の摩
擦、トナーとスリーブ等との摩擦によりトナーを摩擦帯
電させる方法が多用されている。

しかしトナーの摩擦帯電を利用した現像法では、トナー
が凝集し易くなるおよび環境条件により画質が変化し易
いという欠点がある。また磁性トナーはマグネタイト等
の磁性粉を２０〜７０重量％程度含むので、２成分系現
像剤よりも定着性が劣るという欠点がある。

このようなことから、磁性粉を含有しない非磁性１成分
トナーを用いる現像法が注目されている。

非磁性１成分現像法としては、インプレッション現像法
、タッチダウン現像法あるいはジャンピング現像法がよ
く知られている。しかしながらインプレッション現像法
およびタッチダウン現像法では、トナー担持体と感光体
とが接触するので、カプリが生じてしまう。またジャン
ピング現像法では、現像効率を上げるためにトナー担持
０体と感光体との間隙を狭め、この間隙にトナーの薄層
を係結する必要があるが、均一な厚さのトナーの薄層を
形成することが困難である。

そこでこれらの欠点を除くために、トナー担持体として
表面に複数個の浮遊電極を備えたスリーブを用いること
が検討されている。第１図および第２図に示される如く
、スリーブ１は、アルミニウム、ステンレス鋼等の非磁
性かつ導電性材料からなる基体２上に、誘電性層３を形
成し、誘電性層３の表面に微小電極４となる多数の誘電
性粒子を相互に電気絶縁状態に保持した構造を有してい
る。このような構造のスリーブは、例えば特開昭６０−
２２５１７９号に開示されている。第１図の装置によれ
ば、容器５内に収容されたトナー８を図示しない適当な
手段で摩擦帯電させながらスリーブｌを回転させ、回転
と共に、スリーブとトナー層の厚みを規制するためのド
クタ一部材６との間にバイアス電圧源７を接続し、両者
間にバイアス電圧を印加させることにより、感光体１０
の表面に形成された静電荷像（図示せず）の現像が行な
われる。この現像法によれば、十分なエッヂ効果を安定
して発揮できるので、面画像および線画像ともに良好゛
な画像を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した非磁性１成分系トナーは、結着樹脂と着色剤と
を主体として構成されているので、長期間の使用におい
てトナーが現像ロール（例えば微小電極付スリーブ）の
表面に付着してトナーの薄層を形成することになる。そ
の結果スリーブにバイアス電圧を印加しても微小電極と
感光体との間の電界強度が低下し、画像濃度が低下する
という問題が生ずる。

したがって本発明の目的は、非磁性１成分現像法に適用
して多数枚の複写を行なっても良好な画像が得られる静
電荷像現像用トナーを提供することである。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂と着色剤と
研摩剤微粒子とを含有する非磁性粒子の表面に疎水性シ
リカと平均粒径１μｍ以下の樹脂微粒子とを添加したト
ナー粒子からなり、前記トナー粒子は平均粒径が８〜１
０μｍの範囲にあり、かつ、粒径２０μｍ以上の粒子は
実質的に含まれていないような粒度分布を有することを
特徴とする。

本発明のトナーは、トナー粒子の内部に研摩剤微粒子を
含有し、この研摩剤微粒子す内トナー粒子の表面に露出
した部分によりスリーブ表面を研摩すると共に、トナー
粒子の表面に添加したシリカ微粉末でスリーブ表面を研
摩することにより、トナーの付着を防止し、更に、トナ
ー粒子の表面に樹脂微粒子を添加することにより流動性
及び定着性の向上を図るものである。

本発明を構成する各材料について述べる。

結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレン・
ブタジェン共重合体、スチレン・アクリル酸エステル等
のスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等
の公知のトナー用樹脂を単独又は混合して用いることが
できる。

着色剤としては、カーボンブランク、クロムイエロー、
ハンザイエロー、ベンジンイエロー、ローズベンガル、
アニリンレッド、フタロシアニンブルー、アニリンブル
ー、ニグロシン染料、アニリンブラック等の公知の顔料
あるいは染料を用い得る。その添加量は３〜１０重景％
重量囲がよい。

研摩剤微粒子としては、窒化物系または炭化物系セラミ
ックス、及びそれらを混合したセラミックスのような材
料が用い得る。このようなセラミックスとしては、例え
ばＢ、Ｃ５ＴｔＣ％　ＳｔＣ５ＴｉＮ　−。

５ｉＪａが挙げられる。研摩剤微粒子の大きさは、トナ
ー中に均一に分散せしめ、かつ、ロール表面の損傷を防
ぐために平均粒径で３μｍ以下とすることが望ましい。

その添加量は、少ないと効果がなく、多いとスリーブや
感光体等の部材を傷付は易いので、０．５〜３．゛５重
量％の範囲がよく、より好ましくは０．７〜２．０重量
％である。

上記のセラミックスは公知の手法によりつくることがで
きる。例えば、水素、窒素の単独又は混合ガス中で発生
させたアークまたはプラズマジェットにより、セラミッ
クスあるいはセラミックスに金属または炭素を混合した
混合物を加熱する方法（特開昭５９−２２７７６５号参
照）が適用できる。

本発明に係るトナー粒子は、上記の各成分と共に、帯電
制御剤、離型剤、充填剤等の添加物を含有することがで
きる。帯電制御剤としては、ニグロシン染料、ニグロシ
ン染料とカルボキシル基含有樹脂との反応物、トリフェ
ニルメタン系染料、含金属（Ｃｒ）アゾ染料など、離型
剤としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、パラフィ
ンワックス、カルナバワックス、アミドワックスなど、
充填剤としては炭酸カルシウム、タルク、クレイ等の無
機微粉末などを用い得る。これらの含有量は、トナーに
要求される特性に応じて適宜定められるが、一般に帯電
制御剤が１〜５重景重量離型剤が１〜５重景重量充填剤
が１〜１０重量％の範囲が望ましい。

次に、上記のトナー粒子の表面には、現像スリーブ表面
へのトナーの付着を防止するために、微粉末シリカを添
加するが、その添加量は、トナー粒そ１００重量部当り
０．５〜２重量部の範囲がよい、添加量が０．５重量部
未満では流動性が低下し、スリーブ表面の研摩作用が少
なく、２重量部を越えると定着性が低下するので好まし
くない。この微粒末シリカとしては、市販の疎水性コロ
イダルシリカをそのまま使用してもよいが、トナーの流
動性及び耐湿度安定性の点から疎水性指数が５０以上の
もの（特開昭５８−８１６５０号）が好ましい。更に平
均粒径が１４ｎｍ以上の疎水性コロイダルシリカを用い
ると流動性がより向上する。

また、本発明においては、流動性及び定着性を向上する
ためにトナー粒子の表面に樹脂微粒子を添加するが、粒
径が大きすぎるとトナー粒子から離脱し易くなり、画像
を汚すので、平均粒径１μｌ以下の微粒子とする。その
添加量は、トナー粒子１００重量部当り１〜５重量部の
範囲が望ましい。

添加量が１重量部未満ではその効果がなく、５重量部を
越えると、トナー粒子表面から遊離した余剰の樹脂微粒
子が存在するのでトナーの帯電性が不安定となる。この
ような樹脂微粒子としては、トナーの凝集を防ぐために
５０℃以上のガラス転移温度を有するものが好ましい。

このような樹脂微粒子を構成する樹脂としては、公知の
熱可塑性樹脂を用い得るが、例えばアクリル系樹脂ある
いはポリメチルメタクリレート、ポリｎブチルメタクリ
レート共重合体等のアクリル−ビニル系モノマーの共重
体が挙げられる。

本発明のトナーは、粉砕法、スプレードライ法等の公知
の手法により製造することができる。粉砕法による場合
は、各原料をボールミル、乾式ミキサー等により予備混
合し、ニーダ、ロールにより加熱混練し、冷却後ジェッ
トミルで粉砕し、次いで分級することによりトナー粒子
を得る。しかる後トナー粒子に疎水性シリカおよび樹脂
微粒子を添加し、これらを混合してトナー粒子表面にこ
れらを保持せしめる。トナーの粒度分布は、画質の点か
ら平均粒径が８〜１０μｍの範囲にあり、かつ、粒径２
０μｍ以上の粒子を実質的に含まないように調整すると
よい、これは次のような理由による。平均粒径が８μｍ
未満であると、流動性が極端に低下し、又トナーが飛散
し易くなり、１０μｍを越えると印字画像上、文学部周
辺に付着するトナーが目立ち、解像度が低下し、また粒
径２０μｍ以上の粒子が多く含まれていると、白地部の
トナー付着、すなわち地かぶりが目立つためである。

〔実施例〕

本発明を以下の実施例により具体的に説明する。

スチレン・アクリル系共重合体（三洋化成製ハイマーＳ
ＢＭ６００）７７重量部、カーボンブラック（三菱化成
製＃５０）１０重置部、低分子量ポリプロピレン（三洋
化成製ビスコール５５０　Ｐ）３重量部、帯電制御剤（
オリエント化学製ボントロン５５４）２重量部、炭化ケ
イ素微粉末（昭和電工製ＤＵ−ＡＩ、平均粒径０．４５
．ｕｍ）１重量部、ＣａＣ０３（日東粉化工業製ＮＳ＃
２５００、平均粒径０．８９μｍ）７重量部をボールミ
ルで乾式混合し、ニーダにより加熱混練し、冷却値化後
ジェットミルで粉砕し、分級して５トナ一粒子を作成し
た。

次に上記トナー粒子に疎水性コロイダルシリカ（疎水性
指数６０、平均粒径１６ｎｍ）とポリメチルメタクリレ
ート（以下ＰＭＭＡという、平均粒径０．４μｍ、ガラ
ス転移温度５３℃）の微粉末とを添加し、ヘンシェルミ
キサーで混合してトナーを製造した。ここでシリカとＰ
ＭＭＡの微粒子の添加量を変化させて表１に示す７種類
のトナーを製造した。各トナーの平均粒径は９μｍで、
又各トナーとも２０μｍ以上の粒子の含有量は２重量％
であった。

なお上記のコロイダルシリカは次の手順により作成した
。まず市販のコロイダルシリカ（日本アエロジル製アエ
ロジル＃１３０）１０重置部を高速回転ミキサーに投入
し、８０００ｒ、ｐ、ｍ、で回転させながら、ヘキサメ
チルジシラザン１重量部をヘキサン８重量部で希釈した
溶液を滴下し分散させた。

次いで得られたパウダーリキッドを１５０℃で４時間加
熱攪拌することにより疎水化されたコロイダルシリカと
した。

またＰＭＭＡの微粒子は以下の手順で作成した。

攪拌機、温度計、窒素導入管、還流冷却器を装着したＩ
Ｅの四つロフラスコに、メチルヌククリレート１００重
量部、蒸留水３００重量部を入れ、開始剤として過硫酸
カリウムとチオ硫酸ナトリウムとからなるレドックス触
媒を５　Ｘ　１０−’ｗｏｎ！ｅ／ｌとなるように添加
し、窒素気流中６０℃で２゜時間反応を行なった。その
後液温が２０℃になる−で冷却し、ろ過装置および熱風
乾燥器を使用してＰＭＭＡの微粒子を得た。

上記の各トナーを用いてＯＰＣ感光体上の静電荷像を現
像し、得られたトナー像を普通紙に転写し、次いでヒー
トロール定着（定着温度１６５℃、定着圧力１ｋｇ／ａ
ｍ）を行なった。現像は、第１図において、スリーブ１
を６５　ｔｍ／ｓｅｃの速度で回転させ、ドクターギャ
ップを０．０５ｍｍに設定し、感光体１０とスリーブｌ
とを略コンタクトの状態に設置し、スリーブ１とドクタ
一部材６との間に一８０ｖの直流バイアス電圧を印加し
て行なった。

得られた画像の評価結果も同じく表１に示す。

上表の結果から、シリカとＰＭＭＡを共に添加しないト
ナー（磁１）を用いた場合は、定着性は良いが、スリー
ブ表面にトナーの付着を生ずることがわかる。またシリ
カのみを添加したトナー（磁２〜４）を用いた場合は、
スリーブ表面へのトナーの付着は防止できるが定着性が
低下してしまうことがわかる。

これに対して本発明のトナー（！ｌｈ５〜７）を用いた
場合は、スリーブ表面へのトナーの付着は無くなり、又
定着性も良いことがわかる。ただしＰＭＭＡの添加量が
多すぎると（ｍ８）、地力ブリが生じ、又シリカの添加
量が多すぎると（隘９）定着性が低下する。

本発明は、トナー搬送体上へのトナー付着防止を主目的
とするものであるからして、本発明のトナーは第１図お
よび第２図の装置以外に適用した場合でも上記と同様の
効果が得られることはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明のトナーは、研摩剤微粒子を含むト
ナー粒子の表面に疎水性シリカと樹脂微粒子が添加され
ているので、例えば電極付誘電性スリーブを用いた非磁
性１成分方式に適用することにより、多数枚の複写を行
なってもスリーブ表面へのトナーの付着が有効に防止さ
れ、かつ、良好な定着性も有する高品質の画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナーを用いる現像装置の一例を示す
概略断面図、第２図は第１図におけるスリーブを模式的
に示した図である。 １ニスリーブ、２：基体、３：誘電体層、４：微小電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）結着樹脂と着色剤と研摩剤微粒子とを含有する非
   磁性粒子の表面に疎水性シリカと平均粒径１μｍ以下の
   樹脂微粒子とを添加したトナー粒子からなり、前記トナ
   ー粒子は平均粒径が８〜１０μｍの範囲にあり、かつ、
   粒径２０μｍ以上の粒子を実質的に含まないような粒度
   分布を有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。