JPH0743929A

JPH0743929A - 磁性トナー及び画像形成方法

Info

Publication number: JPH0743929A
Application number: JP5204664A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅; Noriaki Hirota; 典昭廣田; 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: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】導電性弾性ローラを用いた転写工程を有する
画像形成方法で、高画質が得られる磁性トナーを提供す
ることを目的とする。【構成】現像時、静電潜像を形成した磁性トナーを、
導電性弾性ローラを用いた転写工程を有する画像形成方
法において、磁性トナーを分散状態で熱風により表面改
質処理を施し、磁性体の被覆化処理と、トナーの球形化
処理を行う構成。

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画像形成方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置はオフィッスユース
の目的からパーソナルユースへと移行しつつあり小型
化、メンテフリー等を実現する技術が求められている。
そのため廃トナーのリサイクル等のメンテナンス性やオ
ゾン排気が少ない等の条件が必要となる。

【０００３】電子写真方式の複写機、プリンターの印字
プロセスを説明する。先ず、画像形成のために感光体を
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。感光体を帯電後、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。或いは、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５μ
ｍ〜１５μｍ程度）によって可視像化される。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。これま
で、この電荷付与方法としては帯電方法と同じくコロナ
放電器が広く用いられてきたが、オゾン発生量の低減の
ため近年では導電性ローラを用いた転写装置が実用化さ
れている。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。

【０００４】周知のように靜電荷現像用のトナーは一般
的に樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分及び
可塑剤、電荷制御剤等の添加成分によって構成されてい
る。

【０００５】樹脂成分として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ている。

【０００６】図４は特開昭４８−６９５２４号公報、Ｕ
ＳＰ２，８０７，２３３号公報、特開平３−１５５５８
４号公報などに開示されたトナー像転写装置の構成を示
す概略図である。図４において、２００は発泡性または
固体状態のゴムからなり、１０⁷Ω位の中抵抗に調整さ
れた転写ローラ、２０１は転写ローラに電圧印加のため
の電源、２０２は感光体、２０３は受像紙（複写用
紙）、２０４はトナーである。以上にように構成された
転写装置の動作を示す。

【０００７】感光体２０２の表面には上述したトナーに
よる像が形成されている。今、感光体２０２の極性を
負、トナー２０４の極性が正の正規現像を規定する。転
写ローラ２００は感光体２０２に所定の押圧力で接して
いる。受像紙２０３は感光体２０２に押し当てられトナ
ー２０４と接触する。転写ローラ２００にはトナー２０
４の極性と反対の負電圧が電源装置２０１から印加され
ているのでトナー２０４は受像紙２０３に転写される。
転写ローラ２００が受像紙２０３に接触しているので電
源２０１から印加する電圧は数百〜３０００Ｖ程度と低
くすむ。受像紙２０３は感光体２０２と転写ローラ２０
０の接触点を過ぎ定着部（図示せず）に搬送される。こ
のような転写方法では従来のコロナ放電器と比べて有害
なオゾン発生を極めて少なく抑えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、導電性弾性ローラを用いた転写方法では
以下の３つの課題が生じる。

【０００９】１．文字、ラインの中抜け２．文字周辺へのトナーの飛び散り３．感光体へのトナーに内添加している磁性粉による傷感光体上のトナーを転写ローラを用いて受像紙に転写す
る場合、転写ローラは感光体に所定の圧力で接してい
る。このため、文字やライン等ではエッジ現像となって
おり、トナーが多くのり、トナーが集中しているところ
は、トナーのない部分に比べて圧力が高まり、加圧によ
るトナー同士の凝集を起こし、受像紙に転写されない、
いわゆる”中抜け”を起こす。低流動性のトナーに顕著
に現れる。

【００１０】また磁性トナーでは現像工程で摩擦帯電で
得られた電荷が転写工程に達するまでにリークしやすく
トナーの電荷量が低下し、さらに中抜けを助長する。

【００１１】感光体上のトナーの受像紙への転写はトナ
ーの帯電電荷と外部から加えられたトナーの帯電電荷と
反対の電荷との引き合いによって行われる。トナーの電
荷量が低いとトナーの存在しない文字周辺部に飛び散り
易い。これは低帯電トナーに顕著に現れる。

【００１２】また、感光体上のトナーを転写ローラを用
いて受像紙に転写する場合、転写ローラは感光体に所定
の圧力で接している。このため、トナー表面に露出して
いる磁性体粒子がこの圧力で、感光体に傷を与えやす
い。

【００１３】そのためトナーとしては従来以上に以下の
２つの特性を必要とする。１．高粉体流動性２．高帯電特性トナーの高帯電特性に影響を与えるのがトナーの流動性
と表面抵抗である。流動性は静嵩密度、表面抵抗は誘電
体損で定義できる。

【００１４】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の添加量を増加させ
る手段が取られてきた。しかしシリカ等の外添剤を増量
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、限界がある。シリカの浮遊物が増加し、このシリカ
が核となりクリーニングブレードの押圧力で感光体に打
ち込まれて傷が発生する。そして感光体上にシリカやト
ナーが固着するフィルミングが発生する。またシリカの
浮遊物がベタ画像黒部に付着し白点が発生する。このよ
うにシリカ増量は弊害が多く発生し、問題の解決にはな
らない。

【００１５】また従来の磁性トナーでは結着樹脂中に磁
性体を内添している。トナーは粉砕されて微細化され
る。このとき結着樹脂よりも低抵抗の磁性体がトナー表
面に露出するため摩擦帯電で得られた電荷がリークしや
すく、磁性トナーは高帯電量が得られにくい。またこの
磁性体が結着樹脂との接触で逆極性トナーを発生し易く
する欠点を有している。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑み、高画像濃度、
低地かぶりの高画質を実現するために、高流動性、高帯
電性を有する磁性トナーを提供することにある。

【００１７】またオゾン発生量の低減を実現できるロー
ラ転写を用いた低オゾンプロセスで、転写時の中抜けや
飛び散りを防止できる磁性トナーを提供することにあ
る。

【００１８】また磁性体による感光体への傷の発生を防
止でき、磁性トナーの長寿命化が図られ、感光体へのフ
ィルミングを防止できる磁性トナー及び画像形成方法を
提供することを目的とする。

【００１９】

【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画像形成方法は、回転自在
の静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体上に形成され
た静電潜像を可視像化する現像工程と、前記静電潜像保
持体に当接しバイアス印加した導電性弾性ローラにより
前記静電潜像保持体上の前記静電潜像を可視像化した磁
性トナーを受像紙に移す転写工程と、を有する画像形成
方法に用いる磁性トナーであって、前記磁性トナーが少
なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤から構成され、前記
結着樹脂と、前記磁性体と、その他必要に応じて用いら
れる添加剤とが、少なくとも混練処理、粉砕処理、さら
に必要に応じて分級処理された磁性トナー母体粒子に、
分散状態で熱風により表面改質処理を施すことを特徴と
する磁性トナーである。

【００２０】さらに本発明は、磁性トナー母体粒子の表
面改質処理により、前記磁性トナー母体粒子の磁性体の
被覆化処理と、前記磁性トナー母体粒子の球形化処理を
行う磁性トナーである。

【００２１】さらに本発明は、磁性トナーの誘電体損が
４．５×１０^-3以下である磁性トナーである。

【００２２】さらに本発明は、表面改質処理が磁性トナ
ー母体粒子を分散噴射する分散手段と、前記分散手段か
ら噴射された前記磁性トナー母体粒子に熱風を当てる熱
風発生手段と、を具備する表面改質装置により行われる
磁性トナーである。

【００２３】さらに本発明は、磁性トナー母体粒子を表
面改質処理する熱風温度は１００度〜６００度である磁
性トナーである。

【００２４】さらに本発明は、弾性ローラの弾性部材が
導電性付与剤を添加したウレタン発泡体である転写手段
を有する画像形成方法に用いる磁性トナーである。

【００２５】さらに本発明は、ウレタン発泡体に分散添
加する導電性付与剤がリチウム塩である転写手段を有す
る画像形成方法に用いる磁性トナーである。

【００２６】また本発明は、回転自在の静電潜像保持体
と、前記静電潜像保持体上に形成された静電潜像を可視
像化する現像工程と、前記静電潜像保持体に当接しバイ
アス印加した導電性弾性ローラにより前記静電潜像保持
体上の静電潜像を可視像化した磁性トナーを受像紙に移
す転写工程と、を有する画像形成方法であって、前記磁
性トナーが少なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤から構
成され、前記結着樹脂と、前記磁性体と、その他必要に
応じて用いられる添加剤とが、少なくとも混練処理、粉
砕処理、さらに必要に応じて分級処理された磁性トナー
母体粒子に、分散状態で熱風により表面改質処理を施す
磁性トナーを用いることを特徴とする画像形成方法であ
る。

【００２７】さらに本発明は、磁性トナー母体粒子の表
面改質処理により、前記磁性トナー母体粒子の磁性体の
被覆化処理と、前記磁性トナー母体粒子の球形化処理さ
れる磁性トナーを用いる画像形成方法である。

【００２８】さらに本発明は、磁性トナーの誘電体損が
４．５×１０^-3以下である磁性トナーを用いる画像形成
方法である。

【００２９】さらに本発明は、表面改質処理が磁性トナ
ー母体粒子を分散噴射する分散手段と、前記分散手段か
ら噴射された前記磁性トナー母体粒子に熱風を当てる熱
風発生手段と、を具備する表面改質装置により行われる
磁性トナーを用いる画像形成方法である。

【００３０】さらに本発明は、磁性トナー母体粒子を表
面改質処理する熱風温度は１００度〜６００度である磁
性トナーを用いる画像形成方法である。

【００３１】さらに本発明は、弾性ローラの弾性部材が
導電性付与剤を添加したウレタン発泡体である画像形成
方法である。

【００３２】さらに本発明は、ウレタン発泡体に分散添
加する導電性付与剤がリチウム塩である画像形成方法で
ある。

【００３３】

【作用】本発明に係る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、外添処理、必要に応
じて分級処理される。また重合法等の他の方式も用いて
もかまわない。混合処理は結着樹脂、磁性体と、その他
必要に応じて添加される電荷制御剤、離型剤、顔料等の
内添剤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、公知の処理方法が用いられる。混練処理で
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。このときの混練としては公
知の加熱混練機を用いて行なうことが出来る。加熱混練
機としては、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装置を使用することが出来
る。混練処理によって得られた塊をカッターミル等で粗
粉砕する。粉砕処理ではジェットミル粉砕機等により細
かく砕く。更に必要に応じて分級処理では気流式分級機
で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布が得られる。
このとき機械式による粉砕、分級も可能である。例えば
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、粉砕する方式がある。また分級でも回転
するロータにより遠心力で分級する方法もある。いずれ
も公知の方法が用いられる。

【００３４】本発明に係る磁性トナーは粉砕処理、また
は必要に応じて分級処理されたトナー母体粒子を熱風に
より表面改質処理を行う。トナー母体粒子を圧縮空気に
より分散噴霧手段である分散ノズルから分散噴射し、そ
れに熱風発生手段であるヒータで加熱された熱風を放射
することにより表面改質処理が行われる。

【００３５】従来トナーの表面処理を施す例がみられる
が、機械的衝撃によりトナーを球形化する方法では、回
転体があるため騒音振動等が発生する。また球形化処理
が行われるだけで、本発明の目的とする磁性体の被覆化
処理を適切に施すことは出来ない。

【００３６】本発明に記載した方法で行うと、連続式の
ため生産効率が向上する。また分散状態で表面改質が行
われるので、粒子同士が融着したり、粗粒を生じること
がない。また非常に簡単な構成でコンパクトである。機
壁温度の上昇がなく製品回収率が高く、開放型のため粉
塵爆発の可能性がほとんどない。瞬時に熱風により処理
するためトナー相互の凝集もなく、トナー粒子全体が均
一に処理される。粉砕で生じた粒子の角がきれいに取ら
れ球形化されるため、流動性は飛躍的に向上する。

【００３７】さらにこの処理により磁性トナー母体粒子
の結着樹脂の表面を溶融させ、表面張力により、結着樹
脂で磁性トナー母体粒子の表面に露出している磁性体を
被覆化も、球形化処理と同時にかつ瞬時に行うことが可
能となる。

【００３８】この時の処理の熱風温度は１００度から６
００度が好ましい。１００度以下の時表面改質処理の効
果が得られない。６００度以上ではトナー同志の凝集が
起こり易くなり、不適である。また分散ノズルを用いる
とトナーの分散性がさらに極めて良好に行うことが可能
となる。

【００３９】本発明に係る磁性トナーは表面改質処理に
よって得られたトナー微粉末に外添剤が外添処理され
る。外添処理はミキサー等の公知の撹はん方法が用いら
れる。

【００４０】本発明に係る磁性トナーは、一成分現像方
式に用いても、二成分現像方式に用いてもかまわない。
一成分現像方式を用いると二成分現像方式で必要なキャ
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
要になるため装置構成が簡略化できる利点はあるが、摩
擦相手部材であるキャリアがないため、帯電性が不安定
になる欠点がある。

【００４１】また本発明に係る画像形成方法では、転写
手段が導電性の弾性体ローラから構成される。ローラの
弾性体にはＣＲゴム、ＮＢＲ、Ｓｉゴム、フッ素ゴム等
が挙げられるが、ウレタン発泡体が好ましい。そして導
電性を付与するための導電性付与剤としてはカーボンブ
ラックや、Ｌｉ₂Ｏ等のリチウム塩が好ましい材料であ
る。

【００４２】本発明に係る磁性トナーは、表面に露出し
ている磁性体を結着樹脂で被覆化することが出来るた
め、高帯電量を得ることができる。そのため高画像濃度
が得られ、文字周辺のトナーの飛びちりがなく鮮明な画
像が得られる。またトナーの表面抵抗が高くなっている
ため、摩擦帯電で得られた電荷が転写工程まで保持さ
れ、中抜けの発生が防止でき、有効性が極めて大きいこ
とがわかった。

【００４３】また現像時、逆極性トナーの発生が極めて
低く抑えられていることが判明した。これは逆極性トナ
ーの発生に影響している磁性体粒子を被覆化したためで
ある。

【００４４】本発明に係る磁性トナーの誘電体損は４．
５×１０^-3以下であることが好ましい。誘電体損は４．
５×１０^-3以下であれば、磁性トナー表面に露出してい
る磁性体量が少なく、磁性トナーの表面抵抗が増加する
ことにより、摩擦帯電で得られた電荷のリークを抑えら
れ、高帯電量を保持した磁性トナーを実現できる。

【００４５】誘電体損は、磁性トナーを１００ｋｇ／ケ
²の加圧下で１２ｍｍφのペレット状に成形し、ＬＣＲ
メーターを用いて、周波数１ｋＨｚで測定した。

【００４６】またトナーの流動性が低いと非画像部のト
ナーが静電潜像保持体に強く付着し除去できず、地カブ
リとなって画像を劣化させる。またベタ黒画像部にムラ
が発生することがわかった。外添剤シリカを増量してト
ナーの流動性を上げると、静電潜像保持体へのトナーの
非静電的付着力が小さくなり、地カブリの減少と、画像
濃度の増加、ベタ黒画像部のムラが解消される傾向にあ
る。しかし感光体へのシリカのフィルミングや、浮遊シ
リカによるシリカ凝集物のベタ黒画像部への白点付着等
の課題が発生している。

【００４７】しかし本発明に係る磁性トナーでは、表面
改質処理により最小限量の疎水化処理されたシリカで高
い流動性をトナーに付与することができる。またトナー
が球形化処理されているため、外添処理のときシリカが
トナーへ均一に付着でき、球形化処理しない従来のトナ
ーに比べて浮遊シリカの発生が極めて少ない。そのため
浮遊シリカによる感光体への傷やフィルミングの発生は
皆無である。

【００４８】そのためこの高流動性を保持した磁性トナ
ーにより、得られる複写画像は高画像濃度で、地かぶり
の発生しない高品質像である。

【００４９】さらに弾性体ローラの転写において、文字
やライン等のトナーが集中しているところで、所定の押
圧力で転写してもトナー同士の凝集が起きにくく、中抜
けのない鮮明な画像が得られる。

【００５０】また磁性体は結着樹脂で被覆化されている
ため、現像工程、転写工程での磁性体による感光体表面
の傷の発生は皆無である。

【００５１】シリカの添加量は磁性トナー１００重量部
に対して０．１〜５．０重量部が好ましい。トナー同士
の凝集を防ぐために０．１重量部以上の添加量が必要
で、５．０重量部以上だとシリカが飛散する。本発明で
は外添剤に疎水性シリカを用いたが、他の公知の無機微
粉末、有機微粉末の外添剤を用いてもよい。

【００５２】本発明に係る磁性トナーは少なくとも結着
樹脂、磁性体、外添剤から構成される。

【００５３】本発明に係る磁性トナーの結着樹脂はビニ
ル系単量体を重合または共重合したビニル系重合体であ
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、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、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。

【００５４】またこれらの共重合体の製造方法として塊
状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重
合法が採用される。

【００５５】本発明に係る磁性トナーに使用する共重合
体は、スチレン系成分を好ましくは５０−９５重量％成
分として含むものである。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、定着性が不十
分になるし、粉砕性が悪化する。

【００５６】本発明に係る磁性トナーは前記のごとき結
着樹脂を主要成分としているが、このような主要成分以
外に必要に応じて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。例えば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がある。

【００５７】本発明に係る磁性トナーには必要に応じて
他の公知の外添剤を添加する。外添剤の好ましい材料と
しては疎水性シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニア
等公知の無機微粉末材料が使用される。例えば疎水性シ
リカは四塩化ケイ素を処理して得られる親水性シリカを
さらに表面処理して疎水性シリカが得られるわけである
が、処理剤としてマイナス帯電性、疎水性を考慮したジ
メチルジクロロシラン、ヘキサメチレンジシラザン、ジ
メチルシロキサン等の公知の処理剤が疎水性、マイナス
帯電性に有効な材料である。

【００５８】また本発明に係る磁性トナーには必要に応
じて着色・電荷制御の目的で適当な顔料または染料が配
合される。そのような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、セルコオイルブル
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があ
り、電荷量、着色に必要な量が配合される。

【００５９】さらに本発明に係る磁性トナーは必要に応
じてＷＡＸ等の離型剤が更に配合される。更に必要に応
じて他の種類の添加剤を配合せしめることができる。例
えば酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、タングステン
カーバイド等の研磨剤である。有機材料の微粉末も流動
性補助剤、帯電補助剤、クリーニング補助剤等の目的で
必要に応じて添加される。

【００６０】さらに本発明に係る磁性トナーは磁性体が
配合される。磁性粉としては鉄、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等がある。粉体の平均粒径
は１μｍ以下、特に好ましくは０．６μｍ以下が好まし
い。添加量は１０〜７０重量％が好ましい。添加量が１
０重量％以下ではトナー飛散が増加する傾向にあり、７
０重量％以上ではトナーの帯電量が低下する傾向にあり
画質の劣化を引き起こす傾向にある。

【００６１】上記した構成により、表面改質処理によっ
て得られた高帯電量、高流動性の磁性トナーを用いるこ
とにより、高濃度、低地カブリの高画質が実現できる。

【００６２】弾性体ローラを用いた転写手段においても
文字の飛び散りや中抜けの発生しない高品質の画像が得
られる磁性トナー及び画像形成方法を提供できる。

【００６３】

【実施例】以下本発明の一実施例の磁性トナーについて
図面を参照しながら説明する。本発明はこれに限定され
るものではない。

【００６４】（実施例１）（表１）に本発明の磁性トナーＡの材料組成の一実施例
を示す。

【００６５】

【表１】本発明の磁性トナーの製造について説明する。（表１）
に示した混合物をヘンシェルミキサーＦＭ２０Ｂ（三井
三池社製）にて混合する。その混合物を二軸混練押出機
ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）にて加熱混練する。混練物
をジェットミル粉砕機ＩＤＳ２型（日本ニューマティッ
ク工業社製）にて微粉砕を行う。粉砕物を気流分級機Ｄ
Ｓ２型（日本ニューマティック工業社製）にて微粉をカ
ットする。以上の処理により平均粒径８μｍの粒子が得
られた。そして図２に示した表面改質処理装置により熱
風温度３００度で処理を行った。その後無機微粉末の疎
水性シリカをヘンシェルミキサーＦＭ２０Ｂ（三井三池
社製）にて混合し外添処理した。

【００６６】図２に示した本発明の磁性トナーの表面改
質装置の一実施例について説明する。磁性トナー母体粒
子２２は定量供給機２１から投入され、圧縮空気２３に
よりトナーの分散手段である分散ノズル２４に送られ、
ここで約４５度の方向に噴射される。本発明では分散ノ
ズル２４は左右対称の位置に２個配置した。複数個のノ
ズルから噴射させることによりトナーがより均一に処理
されやすくなるためである。分散ノズル２４から噴射さ
れる磁性トナー母体粒子２２に熱風を放射するため、熱
風発生装置２５から熱風２６が放射される。本発明では
ヒータを使用している。これは熱風を発生できるもので
あればよく装置は限定しない。熱風２６中を磁性トナー
母体粒子２２が分散しながら通過し、ここで表面改質処
理される。表面改質された磁性トナーはフード２８内に
取り込まれ、矢印２９の先にあるサイクロン（図示せ
ず）に補集される。

【００６７】図３に本発明の磁性トナーの断面図を示
す。１は結着樹脂、２は磁性体粒子、３は電荷制御剤、
４は離型剤、５は疎水性シリカである。

【００６８】図５に本発明の磁性トナーの走査型電子顕
微鏡による全体表面観察像を示している。拡大倍率は３
０００倍である。

【００６９】図６に本発明の磁性トナーの走査型電子顕
微鏡による局部表面観察像を示している。拡大倍率は３
００００倍である。

【００７０】図５ではトナーの全体の形状が球形化され
ていることがわかる。更に拡大した図６では表面の磁性
体の像がぼやけており、磁性体が被覆化されていること
がわかる。図５、図６での白い点が磁性体粒子を表して
いる。

【００７１】本発明の磁性トナーＡの物性値を（表２）
に示す。パラメータとして表面改質処理の熱風温度をと
っている。磁性トナーＡ１は熱風温度３００度、Ａ２は
３５０度、Ａ３は４００度である。比較例として表面改
質処理を施さない磁性トナーＢの物性値も記載した。流
動性は静嵩密度で定義した。測定はホソカワミクロン社
製パウダーテスタを使用した。帯電量はブローオフ法で
測定した。測定条件はノンコートフェライトキャリアと
トナー濃度１０％で混合し、１００ｍｌのポリエチレン
ボトルに入れ、回転数６０ｒｐｍで１０ｍｉｎ間撹はん
した。

【００７２】

【表２】磁性トナーＡが明らかに高流動性、高帯電性、低誘電体
損を示していることがわかる。

【００７３】図１に本発明の画像形成方法の一実施例を
示している。現像方式は一成分現像方式を用いている。
１０１はフタロシアニンをポリエステル系バインダ樹脂
に分散した有機感光体ドラム、１０２は感光体をマイナ
スに帯電するコロナ帯電器、１０３は感光体の帯電電位
を制御するグリッド電極、１０４は信号光、１０５は露
光後の潜像を可視像化するための現像装置、１０６は磁
性トナー、１０７は感光体上のトナー像を紙に転写する
転写ローラで、感光体１０１に接触するように設定され
ている。転写ローラは導電性の金属からなる軸の周囲に
導電性弾性部材を設けた弾性ローラである。感光体１０
１への押し圧力は転写ローラ１０７一本当たり（約２１
６ｍｍ巾）に対し０〜２０００ｇ、望ましくは５００〜
１０００ｇである。これは転写ローラ１０７を感光体１
０１に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から
測定した。感光体との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍで
ある。転写ローラ１０７のゴム硬度はアスカーＣの測定
法（ローラ形状でなく、ブロック片を用いた測定）で８
０度以下で、望ましくは３０〜４０度である。本発明で
は、弾性ローラ１０７は直径６ｍｍのシャフトの周辺に
発砲性のリチウム塩を内添した導電性ウレタンエラスト
マーを抵抗値１０⁷Ω（軸と表面に電極を設け、両者に
５００Ｖ印加する）にしたものを用いた。転写ローラ１
０７全体の外径は１６．４ｍｍで、硬度はアスカーＣで
４０度であった。転写ローラ１０７を感光体１０１に転
写ローラ１０７の軸を金属バネで押圧する事で接触させ
た。押圧力は約１０００ｇであった。本発明はこの材料
に限定される物ではない。

【００７４】１０８は受像紙を転写ローラ１０７に導入
する導電性部材からなる突入ガイド、１０９は導電性部
材の表面を絶縁被覆した搬送ガイドである。突入ガイド
１０８と搬送ガイド１０９は直接あるいは抵抗を介して
接地している。１１０は受像紙、１１１は転写ローラ１
０７に電圧印加する電圧発生電源である。

【００７５】感光体１０１の直径は３０ｍｍで、周速６
０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ用いた。現像
装置１０５内の現像ローラ１１２の直径は１６ｍｍで、
周速４０ｍｍ／ｓで感光体の進行方向とは順方向に回転
させ用いた。感光体１０１と現像ローラ１１２とのギャ
ップは３００μｍに設定した。

【００７６】感光体１０１をコロナ帯電器１０２（印加
電圧−４．５ｋＶ、グリッド１０３の電圧−５００Ｖ）
で、ー５００Ｖに帯電させた。この感光体１０１にレー
ザ光１０４を照射し静電潜像を形成した。このとき感光
体の露光電位はー９０Ｖであった。ー５００Ｖに帯電し
静電潜像が書き込まれた感光体１０１を現像ローラ１１
２の前を通過させたとき、現像ローラ１１２には交流高
圧電源（図示せず）により、−３５０Ｖの直流電圧を重
畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク１．５ｋ
Ｖ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。静電潜
像は磁性トナー１０６で現像され、感光体１０１上には
画像部のみのネガポジ反転したトナー像が残った。こう
して感光体１０１上に得られたトナー像を、受像紙に、
転写ローラ１０７によって転写した後、定着器（図示せ
ず）により熱定着して複写画像が得られる。

【００７７】図１に示した画像形成方法を用いて、本発
明の表面改質処理を施した磁性トナーＡ１、Ａ２、Ａ３
で複写テストを行った。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。初期画像において、
横線の乱れやトナーの飛び散りや文字の中抜けなどがな
くベタ黒画像が均一で濃度が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。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非
画像部の地かぶりは発生していない。

【００７８】さらに１万枚の長期連続複写テストを行っ
た。１万枚後のトナーの流動性の低下はなく、高い電荷
量を維持し、感光体上にフィルミングの発生はなく、感
光体上の傷の発生もほとんど見られない。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。

【００７９】（表３）に初期と１万枚複写テスト後のト
ナーの流動性と画像濃度を示している。

【００８０】

【表３】流動性、画像濃度とも変化が少なく安定した特性を示し
ていることが分かる。

【００８１】（比較例１）表面改質処理を施さない以外
は実施例１と同様の組成、処方で磁性トナーＢを試作し
た。

【００８２】磁性トナーＢが低流動性、低帯電量、低誘
電体損を示していることがわかる。図７に磁性トナーＢ
の走査型電子顕微鏡による全体表面観察像を示してい
る。拡大倍率は３０００倍である。

【００８３】図８に磁性トナーＢの走査型電子顕微鏡に
よる局部表面観察像を示している。拡大倍率は３０００
０倍である。

【００８４】図７ではトナーの全体の形状が不定型であ
ることがわかる。更に拡大した図８では表面の磁性体の
像がはっきりと観察でき、磁性体が露出していることが
わかる。図７、図８での白い点が磁性体粒子を表してい
る。

【００８５】実施例１に示した画像形成方法を用いて、
磁性トナーＢで複写テストを行った。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。その結
果、トナーの飛び散りが多く、文字の中抜けが発生して
おり、ベタ黒画像にムラが発生し、低画像濃度で、地か
ぶりが多く実用的な画像は得られなかった。また連続複
写テストにおいて、感光体にフィルミングが発生し、傷
が多く発生した。

【００８６】（比較例２）熱風温度を５０度とした以外
は実施例１と同様の組成でトナーを試作した。磁性トナ
ーＢとほぼ同等の特性を示し、実用的な特性は得られな
かった。

【００８７】（比較例３）また熱風温度を６５０度とす
ると、トナー同士の凝集が多く発生した。また他の添加
剤に熱的なダメージが現れ始めている。消費電力が多く
実用的でない。

【００８８】

【発明の効果】以上のように本発明は、静電潜像保持体
上に形成された静電潜像を可視像化する現像工程と、静
電潜像保持体に当接しバイアス印加した導電性弾性ロー
ラにより磁性トナーを受像紙に移す転写工程と、を有す
る画像形成方法に用いる磁性トナーであって、磁性トナ
ーは熱風により表面改質処理を施す。それによりトナー
の球形化処理と、磁性体の被覆化処理により高流動性、
高帯電特性が得られ、高濃度、低地かぶりの高画質を実
現できる。

【００８９】またローラ転写において、文字の中抜け、
飛び散りが発生しない画像を実現できる。

【００９０】また感光体のフィルミングが発生せず、感
光体への傷の発生がほとんど無く信頼性の高い磁性トナ
ー及び画像形成方法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成方法が使用される電
子写真装置の主要部を示す断面図

【図２】本発明の実施例の磁性トナーの表面改質装置の
主要部を示す概略図

【図３】本発明の磁性トナーの断面図

【図４】転写装置の概略図

【図５】本発明の磁性トナーの走査型電子顕微鏡による
全体表面観察像図

【図６】本発明の磁性トナーの走査型電子顕微鏡による
局部表面観察像図

【図７】従来の磁性トナーの走査型電子顕微鏡による全
体表面観察像図

【図８】従来の磁性トナーの走査型電子顕微鏡による局
部表面観察像図

【符号の説明】

１結着樹脂２磁性体粒子３電荷制御剤４離型剤５疎水性シリカ２１定量供給機２２磁性トナー母体粒子２３圧縮空気２４分散ノズル２５熱風発生装置２６熱風２８フード１０１感光体ドラム１０２コロナ帯電器１０３グリッド電極１０５現像装置１０６磁性トナー１１２現像ローラ１０７転写ローラ１１０受像紙

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年２月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図３】本発明の磁性トナーの断面図

【図４】転写装置の概略図

【図５】本発明の磁性トナーの高解像度走査型電子顕微
鏡によるトナー粒子全体の粒子構造を示す写真

【図６】本発明の磁性トナーの高解像度走査型電子顕微
鏡によるトナー粒子の局部の粒子構造を示す写真

【図７】従来の磁性トナーの高解像度走査型電子顕微鏡
によるトナー粒子全体の粒子構造を示す写真

【図８】従来の磁性トナーの高解像度走査型電子顕微鏡
によるトナー粒子の局部の粒子構造を示す写真

【符号の説明】１結着樹脂２磁性体粒子３電荷制御剤４離型剤５疎水性シリカ２１定量供給機２２磁性トナー母体粒子２３圧縮空気２４分散ノズル２５熱風発生装置２６熱風２８フード１０１感光体ドラム１０２コロナ帯電器１０３グリッド電極１０５現像装置１０６磁性トナー１１２現像ローラ１０７転写ローラ１１０受像紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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】回転自在の静電潜像保持体と、前記静電
潜像保持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像
工程と、前記静電潜像保持体に当接しバイアス印加した導電性弾
性ローラにより前記静電潜像保持体上の前記静電潜像を
可視像化した磁性トナーを受像紙に移す転写工程と、を
有する画像形成方法に用いる磁性トナーであって、前記
磁性トナーが少なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤から
構成され、前記結着樹脂と、前記磁性体と、その他必要
に応じて用いられる添加剤とが、少なくとも混練処理、
粉砕処理、さらに必要に応じて分級処理された磁性トナ
ー母体粒子を、分散状態で熱風により表面改質処理を施
すことを特徴とする磁性トナー。
【請求項２】磁性トナー母体粒子の表面改質処理によ
り、前記磁性トナー母体粒子の磁性体の被覆化処理と、
前記磁性トナー母体粒子の球形化処理を行うことを特徴
とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項３】磁性トナーの誘電体損が４．５×１０^-3
以下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】表面改質処理が磁性トナー母体粒子を分
散噴射する分散手段と、前記分散手段から噴射された前
記磁性トナー母体粒子に熱風を当てる熱風発生手段と、
を具備する表面改質装置により行われることを特徴とす
る請求項１記載の磁性トナー。
【請求項５】磁性トナー母体粒子を表面改質処理する
熱風温度は１００度〜６００度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６】弾性ローラの弾性部材が導電性付与剤を
添加したウレタン発泡体である転写手段を有する画像形
成方法に用いることを特徴とする請求項１記載の磁性ト
ナー。
【請求項７】ウレタン発泡体に分散添加する導電性付
与剤がリチウム塩である転写手段を有する画像形成方法
に用いることを特徴とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項８】回転自在の静電潜像保持体と、前記静電
潜像保持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像
工程と、前記静電潜像保持体に当接しバイアス印加した導電性弾
性ローラにより前記静電潜像保持体上の前記静電潜像を
可視像化した磁性トナーを受像紙に移す転写工程と、を
有する画像形成方法であって、前記磁性トナーが少なく
とも結着樹脂、磁性体、外添剤から構成され、前記結着
樹脂と、前記磁性体と、その他必要に応じて用いられる
添加剤とが、少なくとも混練処理、粉砕処理、さらに必
要に応じて分級処理された磁性トナー母体粒子を、分散
状態で熱風により表面改質処理を施す磁性トナーを用い
ることを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】磁性トナー母体粒子の表面改質処理によ
り、前記磁性トナー母体粒子の磁性体の被覆化処理と、
前記磁性トナー母体粒子の球形化処理される磁性トナー
を用いることを特徴とする請求項８記載の画像形成方
法。
【請求項１０】磁性トナーの誘電体損が４．５×１０
^-3以下である磁性トナーを用いることを特徴とする請求
項８記載の画像形成方法。
【請求項１１】表面改質処理が磁性トナー母体粒子を
分散噴射する分散手段と、前記分散手段から噴射された
前記磁性トナー母体粒子に熱風を当てる熱風発生手段
と、を具備する表面改質装置により行われる磁性トナー
を用いることを特徴とする請求項８記載の画像形成方
法。
【請求項１２】磁性トナー母体粒子を表面改質処理す
る熱風温度は１００度〜６００度である磁性トナーを用
いることを特徴とする請求項８記載の画像形成方法。
【請求項１３】弾性ローラの弾性部材が導電性付与剤
を添加したウレタン発泡体であることを特徴とする請求
項８記載の画像形成方法。
【請求項１４】ウレタン発泡体に分散添加する導電性
付与剤がリチウム塩であることを特徴とする請求項８記
載の画像形成方法。