JPH07311475A

JPH07311475A - 磁性トナー及び電子写真方法

Info

Publication number: JPH07311475A
Application number: JP6103727A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Hirota; 典昭廣田; Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅; Akinori Toyoda; 昭則豊田; Hideki Tatematsu; 英樹立松
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1994-05-18
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で高性能な現像法を有する電子写真方法
で、高画質でフィルミングの発生が抑えられる磁性トナ
ー及び電子写真方法を提供することを目的とする。【構成】固定された磁石を内部に有する感光体ドラム
を用い、静電潜像を形成した後、電極ローラで非画像部
のトナーを回収する現像法の電子写真方法において、シ
リコーンオイルで処理された負帯電性疎水性シリカ微粉
末と、平均粒径、真比重と比表面積を特定した無機微粒
子を有する磁性トナーを用いる構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタやファ
クシミリに用いられる磁性トナー及び電子写真方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンターでは
次のプロセスによって印字が行われている。先ず、画像
形成のために静電潜像保持体（以下、感光体と称す）を
帯電する。帯電方法としては、従来から用いられている
コロナ帯電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発
生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧し
た接触型の帯電方法等によって感光体表面を均一に帯電
する手段が実用化されている。感光体を帯電した後、複
写機であれば、複写原稿に光を照射して反射光をレンズ
系を通じて感光体に照射する。また、プリンターであれ
ば露光光源としての発光ダイオードやレーザーダイオー
ドに画像信号を送り、光のＯＮ−ＯＦＦによって感光体
に潜像を形成する。感光体に潜像（表面電位の高低）が
形成されると、感光体は、予め帯電された着色粉体であ
るであるトナー（直径が５μｍ〜１５μｍ程度）によっ
て顕像化される。トナーは感光体の表面電位の高低に従
って感光体表面に付着し、その後、複写用紙に電気的に
転写される。即ち、トナーは予め正または負に帯電して
おり複写用紙の背面からトナー極性と反対の極性の電荷
を付与して電気的に吸引する。転写時には感光体上の全
てのトナーが複写用紙に移るのではなく、一部は感光体
上に残留する。この残留トナーはクリーニング部でクリ
ーニングブレード等で掻き落とされ廃トナーとなる。

【０００３】従来、電子写真方法での静電潜像を顕像化
する現像方法として、カスケード現像法、タッチダウン
現像法、ジャンピング現像法等が知られている。そのな
かで、感光体に直接現像剤を振りかける現像法として米
国特許３１０５７７０に示されるカスケード現像が知ら
れている。カスケード現像法は、電子写真方法初の実用
複写機に用いられた現像法である。また現像ローラに交
流バイアスを印加し、一成分トナーを飛翔させ現像する
方法として米国特許３８６６５７４がある。この発明で
は現像ローラに印加する交流バイアスはトナーの動きを
活性化する目的に用いられ、トナーは画像部には飛翔
し、非画像部では途中で舞い戻ると説明されている。

【０００４】さらに、この交流バイアスを印加する技術
を改良したものとして、特公昭６３ー４２２５６号公報
に示されたジャンピング現像がある。このジャンピング
現像法では、トナーをトナー担持体に担持させ、トナー
担持体上に担持体と微小な間隙を空けて剛性体または弾
性体の規制ブレードを設置する。そして、その規制ブレ
ードによりトナーを薄層に規制して現像部まで運び、そ
こで交流バイアスにより感光体の画像部にトナーを付着
させる。この特公昭６３ー４２２５６号公報の技術思想
は、画像部及び非画像部においてトナーが往復運動する
という点で前述の米国特許３８６６５７４と異なるもの
である。

【０００５】周知のように、これらの現像法に使用され
る静電荷現像用のトナ−は、一般的に樹脂成分、顔料ま
たは染料からなる着色成分及び可塑剤や電荷制御剤等の
添加成分によって構成されている。樹脂成分には、天然
または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成で
は、印字を繰り返している内に、トナーが感光体表面に
固着する、いわゆるトナーフィルミング現象が生じる場
合がある。これは、外添剤として添加されているシリカ
が感光体表面に付着すると、除去されにくく、それがト
リガとなり、その部分にトナーが固着し始めるために起
こるものと考えられる。感光体表面にトナーが固着する
と、画像パターンに応じて露光する際に光が遮断され、
静電潜像が形成されず、反転現像においては白抜けとな
り画像欠陥となる。

【０００７】また、感光体表面のフィルミング防止のた
めに、感光体表面の研磨剤として真比重が小さいアルミ
ナやチタニア等の無機微粒子をトナー母体に添加する
と、フィルミング防止に対しては効果はあるものの、無
機微粒子自身凝集を起こし易く、感光体に付着し画像欠
陥となったり、感光体に傷をつけたりしてしまう。

【０００８】また、現像法においては、この技術分野で
はよく知られていることであるが、カスケード現像法
は、ベタ画像再現を苦手としており、また、装置が大型
複雑化するという問題点を有していた。さらに、米国特
許３８６６５７４の現像器は、装置に高い精度が要求さ
れ、複雑で高いコストがかかるという課題を有してい
た。ジャンピング現像法は、トナー層を担持したトナー
担持体上に極めて均一な薄層を形成することが不可欠で
あった。また、この方法では、しばしばトナー担持体上
のトナー薄層に前画像の履歴が残り、画像に残像が現れ
る、いわゆるスリーブゴースト現像が発生した。さらに
装置が複雑でコストが高いという欠点もある。

【０００９】そこで、発明者らは、現像の小型化、高性
能化を実現できる新たな電子写真方法（特開平５−７２
８９０号公報）を提案した。この電子写真方法の現像法
は、固定磁石を内包した感光体と、感光体と所定の間隙
を設けて対向する磁石を有するトナー回収電極ローラ
（以下、電極ローラと称す）により非画像部の不要トナ
ーを除去する構成である。この現像法は、ベタ画像を忠
実に再現し、また、スリーブゴーストも発生せず、より
一層の装置の小型化、簡素化、低コスト化が可能になる
方式である。

【００１０】しかし、この現像法を用いて高画質化や画
質の長期安定化を行うためには、より高性能化されたト
ナー特性が要求される。

【００１１】これは、この現像法では、トナーを薄層に
規制する規制ブレードを用いていないので、トナーは層
規制されずに感光体と電極ローラとの狭ギャップの空間
である現像場に搬送される。そのため、トナーが摩擦帯
電して所望の電荷量を得るための場所と空間とが僅かし
かなく、従って、トナーは従来以上の高帯電特性と高流
動特性とを必要とする。従来のトナーとキャリアとの二
成分を用いる二成分現像法や、一成分の磁性トナーで現
像する一成分現像法において使用されているトナーの流
動性のレベルでは、ベタ黒画像部や中間調画像部にムラ
が生じたり、また、非画像部に地カブリが増加する。こ
うした現象は流動性の低いトナーに顕著に表れるが、こ
れは、流動性の低いトナーでは現像部材との接触確率が
低いために満足な摩擦帯電量が得られないこと、また、
トナー間で摩擦帯電性にばらつきが生じ、均一なトナー
帯電性が得られないこと等が原因している。

【００１２】トナーの流動性は、トナー粒径が小さくな
る程低下する。トナーの流動性を高めるために、従来
は、流動性付与剤であるシリカ等の外添剤を添加する手
段が取られてきた（特公昭５４−１６２１９号公報）。
しかし、シリカ等の外添剤を添加すると、流動性は添加
量とともにある程度までは向上するが、外添剤の浮遊物
が増加し、このシリカがクリーニングブレードの押圧力
で感光体に打ち込まれて感光体に傷が発生する。その結
果、感光体にシリカやトナーが固着しやすくなり、前述
したトナーフィルミングが頻繁に発生する。

【００１３】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、前述したより一層の装置の小型化、簡素
化、低コスト化を可能とする現像法に適合して、高画像
濃度、低地カブリの高画質を長期にわたって実現する磁
性トナー及び電子写真方法を提供することを目的として
いる。

【００１４】またトナーフィルミングの発生を防止でき
る磁性トナー及び電子写真方法を提供することを目的と
している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の磁性トナー及び電子写真方法は、以下のよ
うな構成である。

【００１６】磁性トナー母体が少なくとも結着樹脂と、
磁性体粒子とから構成されている磁性トナーにおいて、
平均粒径０．１〜４μｍ、真比重が５．０〜８．５ｇ／
ｃｍ³の無機微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積
が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより表面
処理された負帯電性疎水性シリカ微粒子からなる外添剤
が、磁性トナー母体の表面に添加されている磁性トナー
である。

【００１７】さらに本発明は、磁性体粒子の添加量が、
磁性トナー母体重量の１５〜７０重量％である磁性トナ
ーである。

【００１８】さらに本発明は、無機微粒子の添加量が磁
性トナー母体の１００重量部に対して、０．１〜５．０
重量部である磁性トナーである。

【００１９】さらに本発明は、負帯電性疎水性シリカ微
粒子の添加量が磁性トナー母体の１００重量部に対し
て、０．１〜５．０重量部である磁性トナーである。

【００２０】さらに本発明は、無機微粒子がチタン酸塩
微粒子またはジルコン酸塩微粒子である磁性トナーであ
る。

【００２１】また、本発明は、固定磁石を内包し移動す
る静電潜像保持体と、トナーホッパーと、静電潜像保持
体の表面と所定の間隙を有した位置に内部に磁石を有す
るトナー回収電極ローラとを有し、静電潜像保持体に静
電潜像を形成した後、トナーホッパー内に位置する静電
潜像保持体の表面に磁性トナーを磁気的に吸引し、静電
潜像保持体の表面に磁性トナーを担持させ、静電潜像保
持体を移動させ、トナー回収電極ローラに対向させ、静
電潜像保持体の画像部にトナーを残し、非画像部のトナ
ーはトナー回収電極ローラで回収する構成の現像工程
と、静電潜像保持体上の可視像化した磁性トナーを静電
力で転写紙に移す転写工程と、転写工程時に一部静電潜
像保持体に残留する磁性トナーを静電潜像保持体から除
去するクリーニング工程とを、少なくとも有する電子写
真方法であって、磁性トナー母体が少なくとも結着樹脂
と、磁性体粒子とから構成されている磁性トナーにおい
て、平均粒径０．１〜４μｍ、真比重が５．０〜８．５
ｇ／ｃｍ ³の無機微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表
面積が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより
表面処理された負帯電性疎水性シリカ微粒子からなる外
添剤が、磁性トナー母体の表面に添加されている磁性ト
ナーを用いる電子写真方法である。

【００２２】さらに本発明は、磁性体粒子の添加量が、
磁性トナー母体重量の１５〜７０重量％である磁性トナ
ーを用いる電子写真方法である。

【００２３】さらに本発明は、無機微粒子の添加量が磁
性トナー母体の１００重量部に対して、０．１〜５．０
重量部である磁性トナーを用いる電子写真方法である。

【００２４】さらに本発明は、負帯電性疎水性シリカ微
粒子の添加量が磁性トナー母体の１００重量部に対し
て、０．１〜５．０重量部である磁性トナーを用いる電
子写真方法である。

【００２５】さらに本発明は、無機微粒子がチタン酸塩
微粒子またはジルコン酸塩微粒子である磁性トナーを用
いる電子写真方法である。

【００２６】

【作用】シリコーンオイルによって表面処理された負帯
電性疎水性シリカ微粒子は、表面に存在する親水性を有
するシラノール基が、完全に被覆され、表面にシロキサ
ン基が多数存在するようになる。そのため、負帯電性が
高く、トナーの帯電量を高める効果がある。そして、シ
リカ自体にも離型効果がある。しかし、シリコーンオイ
ルで表面処理したシリカ微粒子は、負帯電量が高い反
面、凝集性が強く、トナー母体との均一な混合が困難で
あった。本発明の無機微粒子は特定の粒径、比表面積、
真比重を持つため、シリカ微粒子と共に混合する際、シ
リカ凝集物をほぐす作用があり、均一に分散が行える。

【００２７】このため、本発明の窒素吸着によるＢＥＴ
比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇで、一般式（化１）で
示されるシリコーンオイルによって表面処理された負帯
電性疎水性シリカ微粒子と、無機微粒子とを添加したト
ナーは、シリカ凝集物がほぐされるため、トナー母体と
の均一混合が行える。よって、帯電量及び流動性が共に
高くなり、逆極性トナーの発生を極めて低く抑えること
ができ、高画像濃度で、文字周辺のトナーの飛び散りが
ない鮮明な画像を得ることができる。

【００２８】

【化１】

【００２９】このとき、重合度ｎは１０〜１００が好ま
しい。重合度ｎが１０以下であると高い負帯電性が得ら
れにくい。また、重合度が１００以上であると、表面処
理にムラが生じる。

【００３０】また、無機微粒子が特定の粒径、比表面
積、真比重を持つため、無機微粒子自身が凝集を起こす
ことなく、トナー母体と均一に混合され、感光体表面
に、画像欠陥あるいはフィルミングのトリガとなるよう
な傷をつけることなしに、感光体表面に付着した異物
を、除去することが可能である。

【００３１】無機微粒子の平均粒径が０．１μｍ以下で
あると、無機微粒子の凝集が発生するため、トナー母体
と均一に混合されず、トナーフィルミングが発生する。
また、無機微粒子の平均粒径が４μｍ以上であると、無
機微粒子によって、感光体に傷が発生する。

【００３２】無機微粒子の真比重が５．０ｇ／ｃｍ³以
下であると、無機微粒子自身が凝集を起こし易く、トナ
ー母体と均一に混合されず、画像欠陥となったり、感光
体に傷が発生する。無機微粒子の真比重が８．５ｇ／ｃ
ｍ³以上であると、連続印字中にトナーホッパー内から
無機微粒子が選択的に消費され、初期はトナーフィルミ
ングは発生しないものの、長期にわたって安定した画像
を得ることができない。

【００３３】負帯電性疎水性シリカ微粒子の、窒素吸着
によるＢＥＴ比表面積が５０ｍ²／ｇ以下であると、粒
径が大きくなり、高流動性が得られない。比表面積が３
５０ｍ²／ｇ以上になるとシリカの凝集性が強くなり、
無機微粒子と混合しても凝集物が発生し、トナー母体に
対し均一に付着せず浮遊シリカが多くなり、トナーフィ
ルミングが発生する。

【００３４】磁性トナーに配合する磁性体粒子の添加量
は、１５〜７０重量％が好ましい。添加量が１５重量％
以下ではトナー飛散が増加し、７０重量％以上ではトナ
ーの帯電量が低下し、画質の劣化を引き起こす。

【００３５】無機微粒子の添加量は、磁性トナー母体の
１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部であるこ
とが好ましい。添加量が０．１重量部以下では研磨効果
が発揮されないため、感光体上にトナーフィルミングが
発生する。５．０重量部以上では、トナーの流動性が低
下し、画像濃度が低下し、画像にムラが発生する。

【００３６】負帯電性疎水性シリカ微粒子の添加量は、
磁性トナー母体の１００重量部に対して、０．１〜５．
０重量部であることが好ましい。０．１重量部以下で
は、トナーの流動性が低下し、画像濃度が低下し、画像
にムラが発生する。５．０重量部以上では、無機微粒子
を混合しても、感光体上にトナーフィルミングが発生す
る。

【００３７】また、無機微粒子は、チタン酸塩微粒子ま
たはジルコン酸塩微粒子であることが好ましい。チタン
酸塩微粒子またはジルコン酸塩微粒子は、トナー母体と
混合した際に、極めて均一に分散し、無機微粒子自身の
凝集物の発生がなく、感光体に傷をつけることがない。
チタン酸塩微粒子またはジルコン酸塩微粒子が有する高
誘電特性や、表面形状が負帯電性疎水性シリカ微粒子と
の混合性に影響を与えているものと思われる。

【００３８】この現像工程では、固定磁石を内包する感
光体に静電潜像を形成し、その上にトナーを振りかけ磁
気的に付着させ、その状態で電極ローラと対向する回収
部まで担持搬送し、電極ローラに交流バイアスを印加し
て、感光体上の非画像部トナーを静電力と磁力によって
除去している。

【００３９】従って、本発明に提示した電子写真方法
は、カスケード現像法に、感光体内部に磁石を設置する
構成と、電極に交流電圧を印加する構成とを加えること
によって、より小型高性能化したものである。

【００４０】この電子写真方法では、最初にトナーが感
光体に振りかけられたときに現像はほとんど終了してい
る。トナーをトナーホッパーから現像部まで担持し運ぶ
のは感光体であり、電極ローラ部は、静電潜像の非画像
部のトナーの回収と、トナーをトナー留め内で循環させ
る働きをしている。電極ローラはトナー層を担持しない
裸の面が感光体に対向する。電極ローラと感光体は逆方
向に回転しており、そのため、感光体と電極ローラが対
向する回収場に突発的な異物が混入したり、トナーが凝
集したとしても、逆回転のためすぐ除去できる構成であ
る。

【００４１】また、本発明の電子写真方法は、構成がシ
ンプルになっている分、磁性トナーの帯電機会が少な
く、高帯電特性が得られにくい。トナーの電荷量が低下
すると感光体との鏡像力が弱くなり、感光体に付着した
トナーが磁力により除去され易くなって画像濃度が低く
なる。また、文字周辺のトナー飛びちりが多くなり、画
像の鮮明さが低下する。また、トナーの流動性が低い
と、地カブリが増加したり、ベタ黒画像、中間調画像部
にムラが発生する。また、従来の一成分現像方法と比較
して、現像時にトナーと感光体とが長く接触しているた
め、感光体表面に傷がつきやすく、感光体にトナーフィ
ルミングが発生し易い。しかし、前述した流動性及び帯
電量が高く、感光体上に付着した物質を速やかに研磨、
除去する磁性トナーを使用しているため、こうした点を
カバーすることができ、鮮明で高画像濃度かつ、低地カ
ブリな画像を長期にわたって得ることができる。

【００４２】

【実施例】まず、本発明で実施する電子写真方法につい
て説明する。

【００４３】図１には、本発明の電子写真方法を実施す
る装置の概略を示している。現像方式は、一成分現像方
式を用いている。この装置は、一方向に回転する感光体
１と、感光体１と同軸で固定された回転しない磁石２
と、感光体１をマイナスに帯電するコロナ帯電器３と、
感光体の帯電電位を制御するグリッド電極４とを備えて
おり、感光体１には信号光５が照射され潜像が形成され
る。

【００４４】また、露光後の潜像を顕像化するための現
像装置として、感光体１表面に磁性一成分トナー７を供
給するトナーホッパー６と、感光体１とギャップを開け
て設定した非磁性電極ローラ８と、電極ローラ８の内部
に設置された固定され回転しない磁石９と、電極ローラ
８に電圧を印加する交流高圧電源１０と、電極ローラ上
のトナーをかきおとすスクレーパ１１とを具備し、電極
ローラ８により感光体１の非画像部に付着している余分
なトナーを回収する。なお、１６はトナーホッパー６内
でのトナー７の流れをスムーズにし、またトナー７が自
重で押しつぶされ、感光体１と電極ローラ８との間での
つまりが発生するのを防止するためのダンパーである。

【００４５】また、装置は、感光体１上のトナー像を転
写紙に転写するための転写用帯電器１２と、転写した画
像を定着するための定着器（図示せず）と、感光体１に
付着した残留トナーをクリーニングブレードで掻き落と
すクリーニング部１３とを備えている。

【００４６】感光体１の表面には６００Ｇｓの磁束密度
の磁界が形成されている。電極ローラ８内部の磁力の方
を強くすることによりトナーの回収における搬送性を向
上させている。また、図中に示す磁石２の磁極角θは１
５度に設定している。感光体１の直径は３０ｍｍで、周
速６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させている。
電極ローラ８の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで
感光体の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転
させている。感光体１と電極ローラ８とのギャップは３
００μｍに設定している。

【００４７】感光体１をコロナ帯電器３（印加電圧−
４．５ｋＶ、グリッド４の電圧−５００Ｖ）で、ー５０
０Ｖに帯電させ、この感光体１にレーザ光５を照射し静
電潜像を形成する。このとき感光体１の露光電位はー９
０Ｖである。この感光体１表面には、トナーホッパー６
に接して回転する過程で、トナー７が磁石２の磁力によ
り付着する。次に、感光体１は、電極ローラ８の前を通
過する。

【００４８】感光体１の未帯電域の通過時には、電極ロ
ーラ８には交流高圧電源１０により、０Ｖの直流電圧を
重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．５
ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加し、また、
ー５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体１の
通過時には、電極ローラ８には交流高圧電源１０によ
り、ー３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピ
ーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数
１ｋＨｚ）を印加している。すると、感光体１の帯電部
分の非画像部に付着したトナーは電極ローラ８に回収さ
れ、感光体１上には画像部のみのネガポジ反転したトナ
ー像が残る。矢印方向に回転する電極ローラ８に付着し
たトナーは、スクレーパ１１によって掻き取られ、再び
トナーホッパー６内に戻され、次の像形成に用いられ
る。

【００４９】こうして感光体１上に得られたトナー像
は、コロナ転写１２によって転写紙に転写された後、定
着器（図示せず）により熱定着され複写画像が得られ
る。

【００５０】感光体上に残留したトナーは、クリーニン
グ部１３でクリーニングブレード等で掻き落とされ廃ト
ナーとなる。

【００５１】本発明では、磁性トナーとして絶縁性一成
分トナーを使用する。これは一成分トナーの場合には、
二成分現像で必要となるキャリアとトナーとの混合撹拌
機構やトナー濃度制御が不必要となり、装置の構成が簡
略化できるからである。

【００５２】本発明の磁性トナーの結着樹脂には、スチ
レンと、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸
アルキルエステル等のビニル系単量体を重合または共重
合したビニル系重合体が使用できる。この結着樹脂を構
成する単量体のスチレンとしては、例えばスチレン、α
−メチルスチレン、P−クロルスチレン等のスチレン及
びその置換体があり、アクリル酸アルキルエステルとし
ては、例えばアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、ア
クリル酸オクチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
ヘキシルがあり、また、メタクリル酸アルキルエステル
としては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸ドデシル、メタク
リル酸ヘキシルなどの二重結合を有するモノカルボン酸
及びその置換体等がある。

【００５３】この共重合体を用いるときは、スチレン系
成分を５０〜９５重量％含むことが好ましい。スチレン
の割合が５０重量％未満であると、トナーの溶融特性が
劣り、トナーの定着性が不十分になるし、粉砕性が悪化
する。

【００５４】これらの共重合体の製造には、塊状重合、
溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法が用
いられる。

【００５５】また、結着樹脂には、このような主要成分
以外に、必要に応じて、ポリエステル系樹脂、エポキシ
系樹脂、ポリウレタン系樹脂等、他の公知の重合体ある
いは共重合体を使用することもできる。

【００５６】磁性粉には、鉄、マンガン、ニッケル、コ
バルト等の金属粉末や鉄、マンガン、ニッケル、コバル
ト、亜鉛等のフェライト粉末等を用いる。粉末の平均粒
径は１μｍ以下、特に０．６μｍ以下であることが好ま
しい。

【００５７】また本発明の磁性トナーには、必要に応じ
て着色や電荷制御の目的で、適当な顔料または染料が配
合される。この顔料または染料としては、カーボンブラ
ック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金
属錯体、フタロシアニンブルー、デュポンオイルレッ
ド、アニリンブルー、ベンジジンイエロー、ローズベン
ガルやこれら等の混合物を使用することができ、これら
を電荷量や着色に必要な量だけ配合する。

【００５８】本発明の磁性トナーは、さらに、必要に応
じて、ＷＡＸ等の離型剤や、有機材料の微粉末等の流動
性補助剤、帯電補助剤、クリーニング補助剤を含めるこ
とができる。

【００５９】本発明の無機微粒子としては、研磨性を有
し、真比重が５．０〜８．５ｇ／ｃｍ³の微粒子、例え
ば、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウム、チタ
ン酸鉛、チタン酸カルシウム、チタン酸アルミニウム、
チタン酸マグネシウム等のチタン酸塩やジルコン酸バリ
ウムやジルコン酸ストロンチウム、ジルコン酸鉛等のジ
ルコン酸塩、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化亜
鉛、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化
ランタン、酸化スズ、酸化タングステン、炭化ジルコニ
ウム、窒化チタン、窒化ジルコニウムなどの微粒子が使
用できる。なかでも、チタン酸バリウムやチタン酸スト
ロンチウム、チタン酸鉛、チタン酸カルシウム、チタン
酸アルミニウム、チタン酸マグネシウム等のチタン酸塩
やジルコン酸バリウムやジルコン酸ストロンチウム、ジ
ルコン酸鉛等のジルコン酸塩が好ましい。

【００６０】チタン酸塩、ジルコン酸塩は、固相法で作
成される。また、湿式合成法、シュウ酸塩熱分解法、共
沈法にて作成してもよい。

【００６１】固相法は、構成陽イオンの酸化物または塩
の混合物を焼成後、粉砕する方法である。チタン酸バリ
ウムの場合、ＢａＣＯ₃とＴｉＯ₂を混合し、１０５０〜
１１５０℃で焼成することにより、ＢａＴｉＯ₃微粒子
が得られる。ジルコン酸ストロンチウムは、ＳｒＣＯ₃
とＺｒＯ₂を混合、焼成することにより得られる。

【００６２】本発明の磁性トナーには、シリコーンオイ
ルで表面処理された負帯電性の疎水性シリカ微粒子を添
加する。シリカ微粒子は、ケイ素酸ハロゲン化合物の蒸
気相酸化により生成されたシリカ微粒子が好ましい。例
えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸
化反応を利用するものである。（化２）に反応の一般式
を示す。

【００６３】

【化２】

【００６４】本発明に用いるシリカ微粒子を表面処理す
るシリコーンオイルは、ポリジ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、フッ素変性シリコ
ーンオイル等が好ましい。

【００６５】表面処理方法は、ヘンシュルミキサー等の
混合機を用いて混合する方法、あるいはシリコーンオイ
ルを噴射する方法等の公知の技術が用いられる。

【００６６】本発明の磁性トナーは以下の方法で製造さ
れる。トナーは混合、混練、粉砕、分級、外添処理され
製造される。また重合法等の他の方式も用いてもかまわ
ない。

【００６７】混合処理は、結着樹脂と、磁性体粒子と、
その他必要に応じて添加された電荷制御剤、離型剤、顔
料等の内添剤とを撹拌羽根を具備したミキサー等により
均一分散する処理であり、公知の処理方法が用いられ
る。

【００６８】実施例では、ヘンシュルミキサーＦＭ−２
０Ｂ（三井三池化工機社製）で混合処理を行っている。

【００６９】混練処理は、混合処理された材料を加熱し
て、せん断力により結着樹脂に内添剤を分散させるもの
で、この混練には、三本ロール型、一軸スクリュウー
型、二軸スクリュウー型、バンバリーミキサー型等の混
練物を加熱してせん断力をかけて練る公知の加熱混練機
を用いることが出来る。実施例では、二軸混練機ＰＣＭ
−３０（池貝鉄工社製）を用いて混合物を加熱混練して
いる。

【００７０】次いで、混練処理によって得られた塊をカ
ッターミル等で粗粉砕した後、微粉砕する。この微粉砕
処理には、ジェットミル粉砕機等を使用する。更に気流
式分級機を用いて分級処理し、微粉粒子をカットして、
所望の粒度分布を得る。また、この微粉砕には、固定し
たステータと回転するローラとの微小な空隙にトナーを
投入して粉砕する機械式粉砕方式を使用することも可能
である。また、分級には、回転するロータの遠心力を利
用して分級する機械式分級方法を使用することもでき
る。実施例では、混練物をジェットミル粉砕機ＩＤＳ−
２型（日本ニューマチック工業社製）で微粉砕し、次い
で微粉砕物を気流分級機ＤＳ−２型（日本ニューマチッ
ク工業社製）を用いて分級し、微粉をカットして、平均
粒径８μｍのトナー粒子を得た。この段階で得られたも
のを完成品トナーと区別するために、トナー母体と呼ぶ
こととする。

【００７１】外添処理は、トナー母体にシリカと無機微
粒子からなる外添剤を加え、公知のミキサー等により混
合する処理であり、実施例では、この混合にヘンシュル
ミキサーＦＭ−２０Ｂ（三井三池化工機社製）を用いて
行った。

【００７２】実施例では、（表１）に示す材料組成のト
ナー母体に、（表２）に示す外添剤を加え、外添処理を
行って磁性トナーを製造し、その特性を測定した。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】なお、（表２）において、添加量は、トナ
ー母体の１００重量部に対する各外添剤の重量部を表し
ている。ここで、比表面積は通常のＢＥＴ測定法で測定
し、島津製作所製比表面積測定装置ＦｌｏｗＳｏｒｂ２
−２３００を使用した。

【００７６】トナー粒径は、製造された磁性トナーの平
均粒径であり、体積平均径を日科機（株）製コールタカ
ウンタＴＡー２を使用して測定し、体積分布の５０％径
を平均粒径とした。

【００７７】また、（表３）に（表２）の各磁性トナー
の物性値を示す。

【００７８】

【表３】

【００７９】なお、（表３）において、静かさ密度は、
磁性トナーの流動性を定義するものであり、この値が大
きいことは流動性が高いことを表している。静かさ密度
の測定は、ホソカワミクロン社製パウダーテスタＰＴ−
Ｅ型を使用した。また、帯電量はブローオフ法で測定し
た。測定サンプルは、ノンコートフェライトキャリアに
対してトナー濃度が１０％となるようにトを混合し、１
００ｍｌのポリエチレンボトルに入れ、回転数６０ｒｐ
ｍで１０ｍｉｎ間撹拌したものを使用した。

【００８０】（表３）から、トナーＡ１、Ａ２、Ａ３
は、トナーＢ１に比較すると、流動性が高く、トナーＢ
２、Ｂ３に比較すると、帯電量、流動性の双方が高くな
っている。

【００８１】次に、各種のトナーを用いて、図１に示し
た電子写真方法での複写を実施し、複写画像を評価し
た。そして、１００００枚の長期複写テストを行い、複
写前後での画像濃度を反射濃度計（マクベス社）で測定
し、評価を行なった。

【００８２】（実施例１）トナーＡ１を用いた場合は、
初期の複写画像には横線の乱れやトナーの飛び散りなど
がなく、画像濃度１．４以上の高濃度のベタ黒画像が均
一に得られ、また濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線を
も再現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。非
画像部の地カブリは発生していない。

【００８３】そして、１００００枚の長期複写後におい
ても、感光体上にトナーフィルミングは発生せず、初期
の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画
像が得られた。

【００８４】（実施例２）トナーＡ２で複写テストを行
った結果、トナーＡ１の場合と同様、良好な結果が得ら
れた。

【００８５】（実施例３）トナーＡ３で複写テストを行
った結果、トナーＡ１の場合と同様、良好な結果が得ら
れた。

【００８６】（比較例１）（表２）に示す磁性トナーＢ
１で複写テストを行った。その結果、感光体に傷が発生
し、画像に縦筋、白点が発生し、トナーの流動性も低い
ため画像濃度も低く、実用的な画像は得られなかった。

【００８７】（比較例２）（表２）に示す磁性トナーＢ
２で複写テストを行った。その結果、トナー帯電量、流
動性ともに低く、地カブリが発生し、実用的な画像は得
られなかった。

【００８８】（比較例３）（表２）に示す磁性トナーＢ
３で複写テストを行った。その結果、トナーフィルミン
グが数百枚程度から発生し、画像に縦筋が発生し、実用
的な画像は得られなかった。

【００８９】（比較例４）無機微粒子の平均粒径を０．
０８μｍとした以外はトナーＡ１と同様の組成及び製造
条件でトナーを試作した。このトナーを用いて行った複
写テストでは、無機微粒子の凝集が発生し、トナーと均
一混合できず、トナーフィルミングが発生し、実用的な
特性は得られなかった。

【００９０】（比較例５）無機微粒子の平均粒径を６．
０μｍとした以外はトナーＡ１と同様の組成及び製造条
件でトナーを試作した。このトナーを用いて行った複写
テストでは、感光体に傷が発生し、実用的な特性は得ら
れなかった。

【００９１】（比較例６）無機微粒子の添加量を磁性ト
ナー母体の１００重量部に対して０．０５重量部とした
以外はトナーＡ１と同様の組成及び製造条件でトナーを
試作した。このトナーを用いて行った複写テストでは、
トナーフィルミングが発生し、実用的な特性は得られな
かった。

【００９２】（比較例７）無機微粒子の添加量を磁性ト
ナー母体の１００重量部に対して８．０重量部とした以
外はトナーＡ１と同様の組成及び製造条件でトナーを試
作した。このトナーを用いて行った複写テストでは、ト
ナーの流動性が低下し、画像にムラが発生し、実用的な
特性は得られなかった。

【００９３】（比較例８）シリカの比表面積を３０ｍ²
／ｇとした以外はトナーＡ１と同様の組成でトナーを試
作した。流動性が低く、実用的な画像は得られなかっ
た。

【００９４】（比較例９）シリカの比表面積を３８０ｍ
²／ｇとした以外はトナーＡ１と同様の組成でトナーを
試作した。浮遊シリカが多く、ベタ黒画像部にシリカの
白点が多く付着し、またトナーフィルミングも発生し実
用的な画像は得られなかった。

【００９５】（比較例１０）シリカの添加量を磁性トナ
ー母体の１００重量部に対して０．０５重量部とした以
外はトナーＡ１と同様の組成でトナーを試作した。流動
性が低く、実用的な画像は得られなかった。

【００９６】（比較例１１）シリカの添加量を磁性トナ
ー母体の１００重量部に対して７．０重量部とした以外
はトナーＡ１と同様の組成でトナーを試作した。浮遊シ
リカが多く、ベタ黒画像部にシリカの白点が多く付着
し、またトナーフィルミングも発生し実用的な画像は得
られなかった。

【００９７】（比較例１２）磁性体の添加量を１０重量
％とした以外はトナーＡ１と同様の組成でトナーを試作
した。トナー飛散が多く実用的な特性は得られなかっ
た。

【００９８】（比較例１３）磁性体の添加量を８０重量
％とした以外はトナーＡ１と同様の組成でトナーを試作
した。帯電量が低く、地カブリが多く実用的な特性は得
られなかった。

【００９９】

【発明の効果】以上のように本発明は、固定磁石を内包
し移動する感光体と、感光体の表面と所定の間隙を有し
た位置に設置され、内部に磁石を有する電極ローラを有
する電極ローラからなる現像工程と、転写工程と、クリ
ーニング工程とを有する電子写真方法に用いる磁性トナ
ーであって、磁性トナー母体の表面に、平均粒径０．１
〜４μｍ、真比重が５．０〜８．５ｇ／ｃｍ³の無機微
粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０
ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより表面処理された負帯
電性疎水性シリカ微粒子からなる外添剤が添加されてい
る磁性トナーを用いる。

【０１００】それによりトナーの高流動性、高帯電特性
が得られ、高性能、小型、低コスト現像法において、高
濃度、低地カブリで、文字の中抜け、飛び散りが発生し
ない高画質の画像を実現できる。

【０１０１】また長期連続使用時に、感光体のトナーフ
ィルミングが発生せず、長寿命化が図られる磁性トナー
及び電子写真方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子写真方法が使用される
電子写真装置の主要部を示す断面図

【符号の説明】

１感光体ドラム２感光体に内包された固定磁石３コロナ帯電器４グリッド電極６トナーホッパー７磁性トナー８電極ローラ９電極ローラ内部に設置された磁石１１スクレーパ１２転写用帯電器１３クリーニング部１６ダンパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ＣＧ０３Ｇ 9/08 １０１３７１３７５ (72)発明者立松英樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性トナー母体が少なくとも結着樹脂と、
磁性体粒子とから構成されている磁性トナーであって、平均粒径０．１〜４μｍ、真比重が５．０〜８．５ｇ／
ｃｍ³の無機微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積
が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより表面
処理された負帯電性疎水性シリカ微粒子からなる外添剤
が、前記磁性トナー母体の表面に添加されていることを
特徴とする磁性トナー。
【請求項２】前記磁性体粒子の添加量が、磁性トナー母
体重量の１５〜７０重量％であることを特徴とする請求
項１記載の磁性トナー。
【請求項３】前記無機微粒子の添加量が磁性トナー母体
の１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部である
ことを特徴とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項４】前記負帯電性疎水性シリカ微粒子の添加量
が磁性トナー母体の１００重量部に対して、０．１〜
５．０重量部であることを特徴とする請求項１記載の磁
性トナー。
【請求項５】前記無機微粒子がチタン酸塩微粒子または
ジルコン酸塩微粒子であることを特徴とする請求項１ま
たは３記載の磁性トナー。
【請求項６】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
と、トナーホッパーと、前記静電潜像保持体の表面と所
定の間隙を有した位置に内部に磁石を有するトナー回収
電極ローラとを有し、前記静電潜像保持体に静電潜像を形成した後、前記トナ
ーホッパー内に位置する前記静電潜像保持体の表面に磁
性トナーを磁気的に吸引し、前記静電潜像保持体の表面
に前記磁性トナーを担持させ、前記静電潜像保持体を移
動させ、前記トナー回収電極ローラに対向させ、前記静
電潜像保持体の画像部にトナーを残し、非画像部のトナ
ーは前記トナー回収電極ローラで回収する構成の現像工
程と、前記静電潜像保持体上の可視像化した前記磁性トナーを
静電力で転写紙に移す転写工程と、前記転写工程時に一部前記静電潜像保持体に残留する前
記磁性トナーを前記静電潜像保持体から除去するクリー
ニング工程とを、少なくとも有する電子写真方法であっ
て、前記磁性トナー母体が少なくとも結着樹脂と、磁性体粒
子とから構成されている磁性トナーにおいて、平均粒径０．１〜４μｍ、真比重が５．０〜８．５ｇ／
ｃｍ³の無機微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積
が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより表面
処理された負帯電性疎水性シリカ微粒子からなる外添剤
が、前記磁性トナー母体の表面に添加されている磁性ト
ナーを用いることを特徴とする電子写真方法。
【請求項７】前記磁性体粒子の添加量が、磁性トナー母
体重量の１５〜７０重量％である磁性トナーを用いるこ
とを特徴とする請求項６記載の電子写真方法。
【請求項８】前記無機微粒子の添加量が磁性トナー母体
の１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部である
磁性トナーを用いることを特徴とする請求項６記載の電
子写真方法。
【請求項９】前記負帯電性疎水性シリカ微粒子の添加量
が磁性トナー母体の１００重量部に対して、０．１〜
５．０重量部である磁性トナーを用いることを特徴とす
る請求項６記載の電子写真方法。
【請求項１０】前記無機微粒子がチタン酸塩微粒子また
はジルコン酸塩微粒子である磁性トナーを用いることを
特徴とする請求項６または８記載の電子写真方法。