JPH02247661A

JPH02247661A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH02247661A
Application number: JP1069848A
Authority: JP
Inventors: Toshinao Ishida; 稔尚石田; Yasuo Kitahata; 保男北畠; Masa Nakamura; 雅中村; Kanshirou Okamoto; 岡本　完志郎; Kanae Kitagawa; 北川　佳苗
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1989-03-20
Publication date: 1990-10-03
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2528511B2

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、静電転写型複写機やレーザプリンタ等の電子
写真装置に供される電子写真用トナーに関するものであ
る。

［従来の技術］例えば、トナーとキャリアとからなる２成分系の現像剤
を使用する静電転写型複写機（以下、複写機と称する）
では、現像装置に当初から電子写真用トナー（以下、ト
ナーと称する）がキャリアと共に収容される一方、トナ
ーホッパーに補給用のトナーが収容されている。現像装
置に収容されているトナーは、現像装置内にてキャリア
と混合されて現像剤となり、マグネットローラにより感
光体に供給される。

また、トナーホッパー内のトナーは、磁気センターを原
理とするトナー濃度検知装置により現像装置内のトナー
濃度の低下が検知されたときに現像装置に補給され、そ
の後、現像装置内にてキャリアと混合され、同様に感光
体に供給される。感光体に供給されたトナーは、感光体
に形成されている静電潜像に吸着された後、転写紙に転
写される。これにより、所望の画像が得られるようにな
っている。

上記のトナーは、通常、材料の混合、混練、粉砕および
分級の工程を経て得られたトナー粒状体の表面に、帯電
性を付与する外添剤が付着されることにより形成されて
いる。そして、従来、前記補給用のトナーおよび当初か
ら現像装置に収容されるでいるトナーには同じトナーが
使用されている。

（発明が解決しようとする課題〕ところが、一般に２成分系の現像剤を使用する複写機で
は、複写初期において、現像剤中のトナーの帯電量が低
いため、現像装置内における現像剤の嵩密度が高くなり
、この状態がトナー濃度検知装置によりトナーの不足と
して検知され、現像装置へのトナーの補給が促進される
。

従って、現像装置内のトナー濃度は上昇し、複写により
得られる画像の濃度は高いものとなる。

一方、１００〜２．　ＯＯＯ枚程度の複写動作を重ねた
後では、現像装置内での現像剤の撹拌に伴いトナーの帯
電量が上昇していく。これにより、現像剤の嵩密度が低
下し、この状態がトナー濃度検知装置によりトナーの過
剰として検知され、現像装置へのトナーの補給が抑制さ
れる。

従って、現像装置内のトナー濃度は低下し、複写により
得られる画像の濃度は複写初期のものより低くなる。

そして、この状態からさらに多数枚の複写動作を重ねる
と、現像剤中のトナーのうち、消費されずに現像装置内
に滞留しているものは、さらに撹拌されて高い帯電量を
有するものとなり、帯電旧分布に不均衡を生じることに
なる。その結果、画像濃度の低下、ひいては画質の低下
を招来するという問題点を有している。

尚、上記の問題点を解決するために、例えば特開昭５５
−１５７７５５号公報には、初期時供給用トナーと補給
用トナーとのトナー粒状体に、シリカ微粒子等の外添剤
の重量比率を異ならせて付着させる構成が開示されてい
るが充分な効果を得ていない。

従って、本発明においては、現像装置内における電子写
真用トナーの帯電量の変動を安定化させることで、複写
初期に得られる画像と、多数枚の複写を重ねた場合に得
られる画像との濃度差を小さ（することのできる電子写
真用トナーの提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電子写真用トナーは、上記課題を解決する
ために、電子写真装置の現像装置へ当初に供給される正
帯電性を有する初期時供給用トナーと、この初期時供給
用トナーが消費されることによる減少時に現像装置へ供
給される正帯電性を有する補給用トナーとからなり、こ
れら初期時供給用トナーと補給用トナーとのトナー粒状
体には、帯電性を付与する外添剤としてのシリカ微粉体
が付着されている電子写真用トナーにおいて、上記の初
期時供給用トナーのトナー粒状体と補給用トナーのトナ
ー粒状体との少なくとも一方のシリカ微粉体には、初期
時供給用トナーの正帯電性を補給用トナーの正帯電性よ
りも相対的に強くするための帯電性を付与する表面処理
が施されていることを特徴としている。

〔作　用］上記の構成によれば、初期時供給用トナーの正帯電性が
補給用トナーの正帯電性よりも相対的に強くなっている
ために、現像装置内における電子写真用トナーの帯電量
の変化を小さくでき、安定した画像濃度および画質を得
ることができる。

即ち、外添剤の１つであるシリカ微粉体は、各種の表面
処理で帯電量の大小や極性が変わることから、帯電性を
変化できることが公知となっている。

従って、例えば正帯電性を付与するシリカ微粉体が、初
期時供給用トナーの正帯電性を有するトナー粒状体に付
着され、一方、負帯電性を付与するシリカ微粉体が、補
給用トナーの正帯電性を有するトナー粒状体に付着され
ると、初期時供給用トナーの正帯電性が補給用トナーの
正帯電性よりも強くなる。

これにより、初期時供給用トナーは、複写初期において
所望の正帯電量まで素早く立ち上がることが可能となり
、補給用トナーのトナー粒状体が撹拌されて帯電量の増
加を生じても、現像装置におけるトナーの帯電量の変動
を小さくできる。

従って、現像装置におけるトナーは、上記の初期時供給
用トナーおよび補給用トナーのトナー粒状体に付着する
シリカ微粉体の帯電性を適宜選択することで、複写初期
から多数枚複写に至るまでの帯電量および画像濃度の差
を小さくすることができ、画質を安定化することができ
る。

〔実施例１〕本発明の一実施例を第１図に基づいて以下に説明する。

本発明に係る電子写真用トナー（以下トナーと称する）
は、電子写真装置の現像装置へキャリアと共に、当初に
供給されている正帯電性を有する初期時供給用トナーと
、この初期時供給用トナーが消費されることによる減少
時に現像装置へ供給される正帯電性を有する補給用トナ
ーとからなっている。

これら両ｌ・ナーのトナー粒状体は、トナーを構成する
各材料を一体化すると共に着色剤を転写紙上に定着させ
るための結着樹脂剤と、］・ナーに色彩を付与するため
の着色剤と、トナーに正帯電性を付与するための帯電制
御剤と、電子写真装置のヒートローラへのトナーの付着
を防止する離型剤とからなっている。

そして、この初期時供給用トナーのトナー粒状体には、
正帯電性を付与するシリカ微粉体が付着されており、こ
のシリカ微粉体は、疎水化処理剤であるアミノシランで
表面処理としての疎水化処理されている。また、補給用
トナーのトナー粒状体には、表面処理されていない負帯
電性を付与するシリカ微粉体が付着されている。

上記のトナー粒状体の成分、およびその組成比は第１表
に示すようになっている。

第１表尚、結着樹脂剤は、上記のスチレンアクリルに限定され
ることはなく、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・アクリル共重合体等のスチレ
ン系共重合体であっても良いし、ポリエチレン、ポリエ
チレン酢酸ビニル共重合体、ポロエチレンビニルアルス
ールｌｔ合体等のエチレン系共重合体であっても良い。

また、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタ
レート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレ
イン酸系樹脂等であっても良い。

着色剤は、上記のカーボンブランクに限定されることは
なく、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、クロームイエロー、ウルトラマリンイエ
ロー、メチレンブルー、デュポンオイルレッド、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、ローズベルガル等であっても良（、また、これ
らの混合物であっても良い。

帯電制御剤は、上記のニグロシンに限定されることはな
く、例えばアミノ化合物、第４級アンモニウム化合物、
有機染料特に塩基性染料とその塩であっても良い。即ち
、ベンジルジメチル−−ヘキサデシルアンモニウムクロ
ライド、デジル−トリメチルアンモニウムクロライド、
ニグロシン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラ
ニンＴ１クリスタルバイオレット等であっても良い。尚
、ニグロシン塩基およびニグロシンヒドロクロライドは
、しばしば正帯電制御剤として使用されている。

離型剤は、上記のポリプロピレンに限定されることはな
く、例えばポリエチレンやパラフィンワックス等であっ
ても良い。

上記の構成において、トナーおよびこのトナーを含む現
像剤の製造方法を以下に説明する。

上記の第１表の成分からなるトナーは、通常、混合→混
練→粉砕→分級の工程を経て製造される。

即ち、先ず上記の各材料の混合を行い、混合工程によっ
て得られた混合物を溶融して混練し一体化した。その後
、混練工程にて一体化された混練物を粒状に粉砕し、得
られた粒状体を分級することにより、所定粒径のトナー
粒状体Ａを得た。

次に、外添剤である親水性のシリカ微粉体（アエロジル
＃２００．日本アエロジル■製）を疎水化処理剤である
アミノシランで疎水化処理をした。そして、このシリカ
微粉体をＲＡ２００とした。尚、疎水化処理を施さなか
ったシリカ微粉体は、＃２００とした。

次に、第２表に示すように、トナー粒状体Ａに、上記の
シリカ微粉体ＲＡ２００をトナー粒状体Ａ１００重量％
に対して０．２重量％加えて混合し、初期時供給用トナ
ーを得た。

一方、トナー粒状体Ａに、シリカ微粉体＃２００をトナ
ー粒状体Ａｌ００重量％に対して０．２重量％加えて混
合し、補給用トナーを得た。

（以下余白）第２表尚、疎水化処理剤は、上記の疎水化処理剤に限定される
ことはなく、例えばシラン系カップリング剤、シリコー
ンオイル、有機珪素化合物、およびチタネート化合物等
の有機チタン化合物等であっても良いしこれらの混合物
であっても良い。

上記のシラン系カップリング剤としては、ビニル基化合
物、グリシドキシ基化合物、メルカプト基化合物、メタ
クリル基化合物、ウレイド基化合物、アミノ基化合物等
が知られている。

また、シリコーンオイルとしては、メチルシリコーンオ
イル、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリ
コーンオイル、クロルフェニルメチルシリコーンオイル
、アルキル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコー
ンオイル、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル
等が知られている。

疎水化処理剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリ
メチルシラン、トリメチルクロルシラントリメチルエト
キシシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチル
クロルシラン、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジ
ルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロル
シラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ρ−クロ
ルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロ
ルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチ
ルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレー
ト、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジメト
キシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビ
ニルテトラメチルジシロキサン、１．３−ジフェニルテ
トラメチルジシロキサン、および１分子当たり２から、
１２個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそ
れぞれ１個宛のＳｉに結合した水酸基を含有するジメチ
ルポリシロキサン等が知られている。

次に、上記のようにして作製した初期時供給用トナーと
補給用トナーとを使用して静電転写型複写機により複写
を行い、複写枚数に対する帯電量と画像濃度との推移を
調べた。

その結果、現像装置内の現像剤におけるトナーの帯電量
は、第３表に示すように、複写初期の１８．０　（μｃ
／ｇ　）から１，０００枚複写の２５．０（μｃ／ｇ　
）を経て５０，０００枚複写の２６．５（μｃ／ｇへと
推移した。

また、第４表に示すように、画像濃度は複写初期の１．
４８からｉ、ｏｏｏ枚複写および５０，０００枚複写の
１゜３８へと推移した。

上記の結果から明らかなように、本トナーでは、複写初
期から多数枚の複写動作が行われた複写初期以降にかけ
て、帯電量の推移が比較的安定したものとなっており、
複写における画像濃度は、変化が少なく安定な推移を示
した。

（以下余白）第３表第４表（以下余白）ここで、本実施例の初期時供給用トナーと補給用トナー
とに使用しているアミノシランで疎水化処理したシリカ
微粉体ＲＡ２００と、疎水化処理していないシリカ微粉
体＃２００、および後述のへキサメチルジシラザンで疎
水化処理したシリカ微粉体ＲＸ２００、オクチルトリメ
トキシシランで疎水化処理したシリカ微粉体Ｒ８０５、
およびジメチルジクロルシランで疎水化処理したシリカ
微粉体Ｒ９７４の帯電量は、第５表に示すようになって
いる。

尚、これらシリカ微粉体＃２００・ＲＡ２００ＲＸ２０
０−Ｒ８０５・Ｒ９７４の帯電量は、東芝ケミカル■製
のＴＢ−２００を使用し、下記の測定条件下で、ブロー
オフ法により求めた。

〈測定条件〉ファラデーゲージ中の金網：　３００ｍｅｓｈ圧縮ガス
の圧力Ｐ　：　１．　Ｏｋｇ／ｃイブローオフ時間ｔ：
６０秒試料の重量ｗ：１００ｍｇまた、上記の試料は、各シリカ微粉体１ｇに対して、日
本鉄粉■製の鉄粉キャリア（ＴＥＦＶ−２００）１００
ｇを使用し、両者をミキサーにより１０分間均一に混合
して得た。。

第５表尚、ブローオフ法とは、２成分系現像剤の帯電量を測定
する場合に主として用いられる方法である。以下にブロ
ーオフ法について説明する。

第１図に示すように、トナー１およびキャリア２は、図
示しない現像ロールの上で運動させたり、適当な容器に
入れて振動させると互いに逆極性に帯電する。そして、
トナー１が静電気力によりキャリア２表面に付着する。

これを適量サンプリングして、両端に金ＨＭ　３を備え
た導体の容器からなるブローオフケージ４に入れる。こ
のとき、トナー１とキャリア２との電荷の代数和はゼロ
であるため、電位計５はゼロを示している。

次に、金網３の目開きをトナー１とキャリア２との粒径
の中間に設定してノズル６から圧縮ガスを六方向に吹き
つける。これにより、トナー１とキャリア２とが分離し
て、トナー１のみが金網３の目を通過して吹き飛ば（ブ
ローオフ）される。

この結果、ブローオフケージ４内には、キャリア２の有
していた電荷が現れる。従って、キャリア２の電荷は、
ブローオフケージ４゛をこのままファラデーケージとし
て使用することにより、ブローオフケージ４に接続され
た電位計５により測定することができる。

上記の方法により求まったキャリア２の電荷はトナー１
の電荷と逆極性で等量であると考えられる。従って、通
常、トナー１の帯電量は、ブローオフ前後のブローオフ
ケージ４内のサンプルの質量を測定し、ｌ−ナー１の単
位質量光たりの電荷量として示される。

また、本実施例において、トナー粒状体に付着されてい
る外添剤は、帯電性を付与する機能を有するシリカ微粉
体のみであるが、他の機能を有する外添剤を上記のシリ
カ微粉体に加えて使用しても良い。

〔実施例２］本発明の他の実施例を以下に説明する。

本発明に係る電子写真用トナーは、初期時供給用トナー
と補給用トナーとからなっている。

初期時供給用トナーは、前記のトナー粒状体Ａと、アミ
ノシランで疎水化処理した正帯電性を付与する外添剤と
してのシリカ微粉体ＲＡ２００とからなっている。

一方、補給用トナーは、トナー粒状体Ａと、ヘキサメチ
ルジシラザンで疎水化処理した負帯電側を付与する外添
剤としてのシリカ微粉体ＲＸ２００とからなっている。

尚、上記のシリカ微粉体ＲＡ２００・ＲＸ２００の帯電
量は、第５表に示したように、シリカ微粉体ＲＡ２００
が＋２１０　（μｃ／ｇ　）であり、シリカ微粉体ＲＸ
２００が−６９７（ｕｃ／ｇ　）である。

次に、本トナーの製造方法を以下に説明する。

先ず、前記の第１表に示す材料により、実施例１と同様
にしてトナー粒状体Ａを得た。

そして、トナー粒状体Ａ１００重量％に対して、シリカ
微粉体ＲＡ２００．０．２重量％を外添し、初期時供給
用トナーを得た。

また、トナー粒状体Ａ１００重量％に対して、シリカ微
粉体ＲＸ２００．０．２重量％を外添し、補給用トナー
を得た。

次に、上記の初期時供給用トナーと補給用トナーとを使
用した複写におけるトナーの帯電量と画像濃度との推移
を調べたところ、前記の第３表および第４表に示す結果
が得られた。

その結果、現像装置内の現像剤におけるトナーの・１ｆ
Ｆ電量は、第３表に示すように、複写初期の１８．０　
（μｃ／ｇ　）から、１．　ＯＯ０枚複写の２２．０（
μｃ／ｇ　）　、５０．０００枚複写の２７．０　（μ
ｃ／ｇ）へと推移した。

また、画像濃度は、第４表に示すように、複写初期の１
６４０から、１．０００枚複写および５０，０００枚複
写の１．３９へと推移した。

〔実施例３〕本発明の他の実施例を以下に説明する。

初期時供給用トナーは、前記のトナー粒状体へと、オク
チルトリメトキシシランで疎水化処理した負帯電性を付
与する外添剤としてのシリカ微粉体Ｒ８０５とからなっ
ている。

一方、補給用トナーは、トナー粒状体Ａと、ジメチルジ
クロルシランで疎水化処理した負帯電側を付与する外添
剤としてのシリカ微粉体Ｒ９７４とからなっている。

尚、上記のシリカ微粉体Ｒ８０５・Ｒ９７４の帯電量は
、第５表に示したように、シリカ微粉体Ｒ８０５が−５
４８Ｃｕｃ／ｇ　）であり、シリカ微主分体Ｒ９７４が
−７６２（μｃ／ｇ　）である。

次に、本トナーの製造方法を以下に説明する。

そして、トナー粒状体Ａ１００重量％に対して、シリカ
微粉体Ｒ８０５，０，２重量％を外添し、初期時供給用
トナーを得た。

また、トナー粒状体Ａ１００重量％に対して、シリカ微
粉体Ｒ９７４，０，２重量％を外添し、補給用トナーを
得た。

その結果、現像装置内の現像剤におけるＩ・ナーの帯電
量は１、第３表に示すように、複写初１…の１２．０（
μｃ／ｇ　）から１，０００枚複写の２０．５（μｃ／
ｇ　）　、５０．０００枚複写の２２．０（μｃ／ｇ　
）へと推移した。

また、画像濃度は、第４表に示すように、複写初期の１
．４５から、ｔ、ｏｏｏ枚複写の１．４３．５ｏ、　ｏ
　ｏ　ｏ枚複写の１．４１へと推移した。

〔比較例〕

実施例１に示したトナー粒状体Ａｌ００重量％に対して
、疎水化処理していないシリカ微粉体＃２００を０８２
８２重量添することにより、初期時供給用トナーと補給
用トナーとを同一のものとして得た。

次に、これら初期時供給用トナーと補給用トナ−とを使
用した複写におけるトナーの帯電量と画像濃度との推移
を調べたところ、第４表に示す結果が得られた。

その結果、現像装置内の現像剤におけるトナーの帯電量
は、第３表に示すように、複写初期の１４．０　Ｃｕｃ
／ｇ　）　、１，０００枚複写の２６．０（ｐｃ／ｇ）
、５０，０００枚複写の２８．５（μｃ／ｇ　）へと推
移した。

また画像濃度は、第５表に示すように、複写初期の１．
４２．１，０００枚複写の１．３８．５０．０００枚複
写の１．３５へと推移した。

このように、帯電量および画像濃度は、各々大幅な変化
を伴って推移し、安定しなかった。

〔発明の効果〕

本発明に係る電子写真用トナーは、以上のように、電子
写真装置の現像装置へ当初に供給される正帯電性を有す
る初期時供給用トナーと、この初期時供給用トナーが消
費されることによる減少時に現像装置へ供給される正帯
電性を有する補給用トナーとからなり、これら初期時供
給用トナーと補給用トナーとのトナー粒状体には、帯電
性を付与する外添剤としてのシリカ微粉体が付着されて
いる電子写真用トナーにおいて、上記の初期時供給用ト
ナーのトナー粒状体と補給用ｌ・ナーのトナー粒状体と
の少なくとも一方のシリカ微粉体には、初期時供給用ト
ナーの正帯電性を補給用トナーの正帯電性よりも相対的
に強くするための帯電性を付与する表面処理が施されて
いる構成である。

これにより、現像装置内における電子写真用トナーの帯
電量の変化を小さくすることができ、従って、静電転写
型複写機へ使用した場合、複写初期と多数枚複写以降と
に得られる画像濃度の差を小さくでき、さらに、画質を
安定化させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例において帯電量の測定に用い
たブローオフ法の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、電子写真装置の現像装置へ当初に供給される正帯電
性を有する初期時供給用トナーと、この初期時供給用ト
ナーが消費されることによる減少時に現像装置へ供給さ
れる正帯電性を有する補給用トナーとからなり、これら
初期時供給用トナーと補給用トナーとのトナー粒状体に
は、帯電性を付与する外添剤としてのシリカ微粉体が付
着されている電子写真用トナーにおいて、上記の初期時供給用トナーのトナー粒状体と補給用トナ
ーのトナー粒状体との少なくとも一方のシリカ微粉体に
は、初期時供給用トナーの正帯電性を補給用トナーの正
帯電性よりも相対的に強くするための帯電性を付与する
表面処理が施されていることを特徴とする電子写真用ト
ナー。