JPH08254852A - 電子写真用トナー - Google Patents

電子写真用トナー

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JPH08254852A
JPH08254852A JP7059434A JP5943495A JPH08254852A JP H08254852 A JPH08254852 A JP H08254852A JP 7059434 A JP7059434 A JP 7059434A JP 5943495 A JP5943495 A JP 5943495A JP H08254852 A JPH08254852 A JP H08254852A
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JP
Japan
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toner
charge
binder resin
permittivity
loss
Prior art date
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Pending
Application number
JP7059434A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Ogino
健 荻野
Yuzo Horikoshi
裕三 堀越
Hiroaki Naito
浩昭 内藤
Hiromi Tamura
ひろみ 田邨
Norio Saruwatari
紀男 猿渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08254852A publication Critical patent/JPH08254852A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない帯電制御剤の使用で、帯電立ち上りの
速度が大きい電子写真用トナーを提供すること。 【構成】 バインダ樹脂の損失誘電率に対するトナーの
損失誘電率の比を1.2〜2.3の範囲にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法等において
静電潜像を現像するために用いるトナーに関する。さら
に詳しくは、トナーの帯電速度の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法は、光導電性絶縁体(フォト
コンドラムなど)に、コロナ放電などにより一様な静電
荷を与え、様々な手段により該光導電性絶縁体上に光像
を照射することによって静電潜像を形成する。ここに、
トナーと呼ばれる微粉末を帯電させ、帯電したトナーが
電気的吸引力により潜像に付着することによって現像、
可視化を行い、必要に応じて紙等にトナー画像を転写し
た後、加圧、加熱、光等の照射などの手段により紙等の
記録媒体上にトナー画像を定着させて複写物を得るもの
である。
【0003】トナーは従来より、天然または合成高分子
物質よりなるバインダ樹脂、カーボンブラックあるいは
染料等の着色および帯電制御の役割を担う物質、さらに
はワックス類等が、単独あるいは複数組み合わせて用い
られ、これらをバインダ樹脂中に分散させたものを5〜
20μm程度に微粉砕した粒子が用いられている。静電
潜像を現像するためのトナーは、鉄粉、マグネタイト、
フェライト等の鉄あるいは金属酸化物、または前記物質
に種々のコートを施した担体物質(キャリア)と混合さ
れることにより、摩擦帯電させられる(二成分現像方
法)。また、トナー単体で用いる場合、該トナーを現像
装置の壁面や現像装置内のマグネットロールなどの部材
と摩擦することにより摩擦帯電させる(一成分現像方
法)。
【0004】電子写真において高速、大量の印刷を行っ
た場合、大量のトナーが消費されるため、供給したトナ
ーを速やかに印刷可能な帯電量まで上昇させなければな
らない。光定着の代表的なものであるフラッシュ定着
は、非接触定着であるため、現像時の画像の解像度を
劣化させない。電源投入後の待ち時間がなく、クイッ
クスタートが可能である。システムダウンにより定着
器内に記録紙が詰まっても発火しない。のり付き紙、
プレプリント紙、厚さの異なる紙など、記録紙の材質や
厚さに関係なく定着可能である。等の特徴を持ち、高
速、大量の印刷に用いられる。このようなプリンタにお
いては、特に、トナーの帯電を速やかに行う必要があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】トナーの飽和帯電量お
よび帯電上昇速度はトナーの構成要素、すなわち、バイ
ンダ樹脂、カーボン、染料等の帯電制御剤のバランスで
決まる。帯電制御剤の量を増加させれば、帯電速度およ
び飽和帯電量を高くすることはできるが、帯電制御剤は
高価であり、大量の使用は控えたい。また、多量の使用
はトナーの他の特性に悪影響を及ぼす可能性がある。従
来、小量の帯電制御剤、あるいは同一量の帯電制御剤の
使用において、帯電上昇速度を高くする方法の検討はな
されていなかった。
【0006】本発明は、前記のような事情を鑑みてなさ
れたもので、少ない帯電制御剤の使用で、帯電立ち上が
りの速度が大きい電子写真用トナーを提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】トナーの帯電は発生する
電荷の蓄積と漏洩のバランスで決まることが知られてお
り、これに従った比電荷の経時変化の式が公知となって
いる(下記文献1,2)。 〔文献1〕唐木田健一:電子写真学会第60回研究討論
会、p.1,(1987) 〔文献2〕松井乃里恵、岡孝造:電子写真学会誌、p.
307、第27巻、第3号(1988) 電荷の発生はキャリアなどの担持体(二成分現像)、ブ
レード等のプリンタ部材(一成分現像)とトナーの摩擦
によって起こり、電荷の漏洩の度合いが変化しなけれ
ば、単位時間の電荷の蓄積速度が高いほど、帯電の上昇
速度も大きくなると考えられる。また、電荷の漏洩は、
担持体、またはプリンタ部材を通してアース、あるいは
空気中に向かって起こると考えられ、電荷の蓄積の度合
いが変化しなければ、電荷の漏洩が大きくなると、飽和
帯電量に到達する時間が早く、すなわち、帯電の上昇速
度が大きくなり、飽和帯電量が小さくなる傾向があるこ
とが予測される。
【0008】実際には、電荷の蓄積と漏洩の一方を固定
し、他方のみ変えることは難しく、双方のバランスで決
まるとしか言えない場合が多いのであるが、電荷の蓄
積、および漏洩が支配していることは確実である。トナ
ーは絶縁体領域の高い抵抗率を持つ、すなわち、誘電体
である。そして、その特性を示す誘電率の実数部分(貯
蔵誘電率、ε’)、および虚数部分(損失誘電率、
ε'') はそれぞれ、電荷の蓄積と漏洩に関係を持つこと
が予想される。したがって、誘電特性は、トナーの帯電
速度に関係を持つ可能性が大きい。
【0009】発明者らは、検討の結果、トナーの損失誘
電率(ε'') がトナーの帯電速度と相関を示し、損失誘
電率が大きいほど帯電速度も大きくなることを見いだ
し、本発明をなすに至った。他の誘電特性、貯蔵誘電率
(ε’)および誘電正接(tan δ)は帯電速度と明
確な相関を持たない。
【0010】損失誘電率は導電率に相当する量である。
発明者らの検討によれば、トナーの損失誘電率は、重量
分率の大半を占めるバインダ樹脂の値をベースとし、そ
の他の成分が入ることにより増加する。したがって、バ
インダ樹脂が変われば、ベースの値も変わるので、損失
誘電率の絶対値で帯電速度との関係を決定することはで
きない。帯電速度との関係は、ベース値からの変化量あ
るいは変化量比により決定されていることがわかる。検
討の結果、トナーの損失誘電率がバインダ樹脂の損失誘
電率に対し、1.2以上あれば、十分な帯電速度を持つ
ことがわかった。損失誘電率比が2.3を越えると、帯
電速度が大きいが、飽和帯電量が適正範囲を越えてしま
う。また、摩擦に従って、徐々に帯電量が上昇する傾向
を示し、電子写真における使用に適しない。
【0011】電子写真用トナーの損失誘電率およびバイ
ンダ樹脂の損失誘電率を調整する手段は一概ではなく、
経験的、実験的にならざるを得ない。バインダ樹脂の損
失誘電率は樹脂の種類とその製法などに応じて決まる。
トナーの損失誘電率はバインダ樹脂中に含まれる電荷調
整剤などの種類、量にもよるが、実際の使用量は少ない
ので、量よりも他の条件、この場合、導電性成分の分散
状態が重要な因子と考えられる。これはトナーの製造
(混練)条件によって変化する。具体的には、ニーダの
回転数が高くなると、損失誘電率の値も上昇する傾向が
あるように見える。ただし、分散状態は温度によっても
変化するため、常に成立する関係とは言いがたい。トナ
ーの損失誘電率は、カーボンおよび染料のトナー中の分
散状態に影響を受けている。分散状態は、ニーダの回転
シェアが樹脂を通して、カーボン、染料にどのように伝
わるかによって決定されている。これは樹脂粘度によっ
て変化し、低粘度においては、ニーダ回転数に関わら
ず、シェアが伝わらないことがある。しかし、高粘度状
態でも、回転数を上げすぎると、歯の近傍のみ高シェア
であるが、少し離れた位置においてはほとんどシェアが
かからない場合もある。
【0012】このように損失誘電率比を調製することに
より、トナー中の電荷調整剤の量を従来の典型的な例と
比較して50%程度減らすことができる。本発明で用い
るトナーバインダ、カーボン、着色剤、帯電制御剤、ワ
ックス類などは電子写真に通常用いられる、公知の材料
を使用することができる。トナーバインダ樹脂として
は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などを用いること
ができる。フラッシュ定着方式では、トナーの速やかな
融解と用紙への浸透が要求され、これらの要求を満たす
樹脂として、好ましくはポリエステル樹脂が使用され
る。
【0013】高速印刷においては、感光体としてアモル
ファスシリコンが使用される場合が多く、この場合、ト
ナーを正帯電とする必要がある。ポリエステル樹脂は、
負帯電性である場合が多いので、ニグロシン系、第4級
アンモニウム塩系等の帯電制御剤を使用して正帯電とす
る。もともと負帯電性のものを正帯電にすると、帯電制
御剤の添加の量、状態等により、帯電量が低かったり、
立ち上がりが遅くなることが多く、帯電の立ち上がりに
ついての考慮が必須となる。
【0014】本発明で用いるトナーは、従来公知の方法
で製造できる。すなわち、バインダ樹脂、着色剤、およ
び要すればカーボン、帯電制御剤などを、例えば、加圧
ニーダ、ロールミル、エクストルーダなどにより溶融混
練して均一に分散し、例えば、ジェットミルなどによ
り、微粉砕化し、分級機、例えば、風力分級機などによ
り分級して所望のトナーを得ることができる。さらに必
要であれば、製造したトナーに、例えば、シリカ粉、フ
ッ素樹脂粉、酸化チタン微粉等を外添剤として添加する
こともできる。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。
【0016】〔実施例1〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(1)(ダイヤクロンER−501、三菱レ
ーヨン製)92重量部に対し、着色材としてカーボンブ
ラック(モガールL、キャボット製)5重量部、ニグロ
シン系染料(オイルブラックBY、オリエント化学製)
3重量部を加え、加圧ニーダにより140℃,100r.
p.m.で30分溶融混練し、トナー塊を得た。冷却したト
ナー塊をロートプレックス粉砕機により粒径約2mmの粗
粉トナーとした。次いで、該トナーをジェットミルを用
いて微粉砕を行い、粉砕物を風力分級機により分級し、
粒径5〜20μmの正帯電トナーAを得た。
【0017】トナーAの誘電特性は、以下の様にして求
めた。トナー粉体を450kg重/cm 2 にて圧縮、タブレ
ットに成形(KBr錠剤成形器、ハンドプレス:SSP
−10A、島津製作所製)した後、誘電体損測定装置
(TR−10C、WBG−9、BDA−9、SE−4
3、TO−10、安藤電気製)を用いて、印加電圧20
V、周波数1000Hzで測定し、貯蔵誘電率(ε’)、
損失誘電率(ε'') および誘電損失(tan δ)を求
めた。
【0018】帯電速度および飽和帯電量は以下の様にし
て求めた。ポリビン中に、Aトナー6重量部、マグネタ
イトキャリア(関東電化工業製)94重量部を取り、ボ
ールミルにて攪拌、適当な時間ごとにサンプリングし、
ブローオフ法により帯電量を求めた(TB−100、東
芝ケミカル製)。これをグラフにプロットし、前記文献
2に記載の下記式によりカーブフィットを行い、帯電の
立ち上がりの時定数τを求めた。
【0019】 qmax −q=(qmax −qo )exp(−t/τ) 式中、q:トナーの帯電量 t:混合時間 τ:帯電上昇の時定数 qmax :t=0の時のq qo :t=∞の時のq Aトナー6重量部、マグネタイトキャリア(関東電化工
業製)94重量部を取り、現像剤を調製し、FACOM
−6700レーザプリンタ改造機を用いて印刷試験を行
った。
【0020】〔実施例2〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(1)を用い、混練の条件を140℃,20
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーBを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0021】〔実施例3〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(1)を用い、混練の条件を130℃,20
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーCを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0022】〔実施例4〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(2)(プライオトン5120、グッドイヤ
ー製)を用い、混練の条件を140℃,100r.p.m.で
30分とし、実施例1と同様にして、粒径5〜20μm
の正帯電トナーDを得た後、誘電率および帯電の時定数
を求め、印刷試験を行った。
【0023】〔実施例5〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(2)を用い、混練の条件を140℃,20
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーEを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0024】〔実施例6〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(2)を用い、混練の条件を130℃,20
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーFを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0025】〔比較例1〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(1)を用い、混練の条件を130℃,50
r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5〜
20μmの正帯電トナーGを得た後、誘電率および帯電
の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0026】〔比較例2〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(1)を用い、混練の条件を140℃,30
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーHを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0027】〔比較例3〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(2)を用い、混練の条件を130℃,50
r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5〜
20μmの正帯電トナーIを得た後、誘電率および帯電
の時定数を求め、印刷試験を行った。
【0028】〔比較例4〕バインダ樹脂として、ポリエ
ステル樹脂(2)を用い、混練の条件を140℃,30
0r.p.m.で30分とし、実施例1と同様にして、粒径5
〜20μmの正帯電トナーJを得た後、誘電率および帯
電の時定数を求め、印刷試験を行った。上記実施例およ
び比較例の結果を表1と図1,2に示した。損失誘電率
の比が1.2以下では、帯電不足によるカブリが発生
し、2.3以上では40分を経過すると帯電量の上昇に
より、印刷物の光学密度の低下が見られた。損失誘電率
の比が1.2〜2.3の範囲では、良好な印字が得られ
る。
【0029】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例におけるトナーとポリエステル樹脂
(1)の誘電率比と帯電上昇の時定数の関係を示す。
【図2】実施例におけるトナーとポリエステル樹脂
(2)の誘電率比と帯電上昇の時定数の関係を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 浩昭 兵庫県加東郡社町佐保35番(番地なし) 富士通周辺機株式会社内 (72)発明者 田邨 ひろみ 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 猿渡 紀男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バインダ樹脂を主成分とする乾式トナー
    において、バインダ樹脂の損失誘電率に対するトナーの
    損失誘電率の比が1.2〜2.3の範囲にあることを特
    徴とする電子写真用トナー。
  2. 【請求項2】 トナーの結着樹脂がポリエステル系樹脂
    であることを特徴とする請求項1記載の電子写真用トナ
    ー。
  3. 【請求項3】 トナーの構成必須成分として、カーボン
    とニグロシン系染料を含むことを特徴とする請求項1又
    は2記載の電子写真用トナー。
  4. 【請求項4】 トナーの構成必須成分として、カーボン
    と第4級アンモニウム塩系染料を含むことを特徴とする
    請求項1,2又は3記載の電子写真用トナー。
  5. 【請求項5】 トナー定着にフラッシュ定着方式を採用
    している電子写真に使用する請求項1,2,3又は4記
    載の電子写真用トナー。
JP7059434A 1995-03-17 1995-03-17 電子写真用トナー Pending JPH08254852A (ja)

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JP7059434A JPH08254852A (ja) 1995-03-17 1995-03-17 電子写真用トナー

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000004423A1 (fr) * 1998-07-14 2000-01-27 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Liant pour toner et toner
US6605225B1 (en) * 1999-01-26 2003-08-12 Japan Science And Technology Corporation Method and apparatus for fabricating three dimensional element from anisotropic material
CN1300642C (zh) * 1997-02-12 2007-02-14 东丽工程株式会社 静电潜象显影用调色剂组合物

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Effective date: 20030624