JPS6021055A - 静電潜像現像用固形トナ− - 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】 技術分野 本発明は静？ｉｆ　／！−′ｉｆ象を現像する際に用い
られるトナーであって、詳しくは、粉砕によって個々の
トナー粒子に分離して使用される固形トナーに関するも
のである。

従来技術 静電潜像現像用トナーは、それ自体十数ミクロン（μＩ
ｎ）程度の粒径を有する微細粒子からなるため、物理的
衝撃等を受けると極めて容易に粉１．！ν４状となって
空気中を浮遊することとなる。従って、前記トナーの取
付操作、例えは、電子写真複写機等の使用者について具
体的に言えは、前記複写機内の現像装置のトナータンク
内へ１ｉｉｉ記トナーを仙填する操作に関して細心な注
意を払うことか要求されている。なせならば、ここて前
記トナーのｌ？遊が発生すると、機内外がトナーで汚染
されたり、あるいは使用者の体内にトナーか吸込まれて
しまう等の事態が生じることとなってしまうからである
。

このため、これらの事態の発生を解消し、かつ前記取扱
操作を容易なものとするために、トナー製造時の製造途
上に得られるトナー材料の塊を使川し、このトナー材料
の塊を０１］記トナータンク内へ補填するようにすると
共に、現像装置内にトナー材料の塊を切削して細分化す
る機構を付設する試みか既に種々なされて来ている。こ
の試みによれは、トナー自体か微細粒子の状態で取扱わ
れることなく、あくまで大きな塊の状態で取扱われるた
めに１１１ｊ記の如きＩ・ナーの浮遊は事実」二発生せ
ず、その結果、？ｉＪ記の如き事態の発生も解消される
ことになる。

ところか、トナー材料の塊を細分化して所望の１′つ径
を有するトナーを得ることは極めて困何てあり、簡略な
細分化機構によって所望の粒径を有するトナーを得るこ
とは現実問題として不可能である。このため、前記試み
を実施する過程においては粒径の不揃なトナーが現像に
用いられることとなり、その結果として現像画像中に顕
著な画像カフリ、あるいは画像ムラ等か発生してしまう
という小太な問題か発生ずる。なお、トナーの粒径をｆ
ｉｉｉｉえるために前記細分化機構に加えてトナーの粒
径を選別する粒径選別機構を旧設したところで、この場
合には現像に用いられるのには適さない不良トナーか多
量に回収、廃棄されねばならず、現像装置の大型化の問
題に加え、ｌ・す−桐料の塊か徒に浪費されてしまうと
いう経済性の而での間１８Ｊか発生することにもなる。

発明の目的 本発明の目的は、前記試みに関する前記各問題を発生す
ることなく、前記の如き事態の発生を解消し得る静電潜
像現像用固形トナーを提供することにある。

発明の要旨 本発明の要旨は、本発明に係る静電潜像現１象川固形ト
ナーが、予め製造されたトナー粒子を１０〜２０に９７
ｃ！ｒｆの加圧下で圧縮凝集することにより固形化され
ていることにある。

実施例 本発明に係る静電潜像現像用固形トナーは、予め製造さ
れたトナー粒子を１０〜２０Ｋｆ／ｃｎＩの加圧下で圧
縮凝集することによって得られるものであり、粉砕後に
おいては、いわゆる１成分系現１象剤吉して、あるいは
２成分系現像剤に対する補給用トナーとして具体的に使
用されるものである。ここて、０１Ｊ記！・ナー粒子は
、固形トナーの使用される態様に応じ、適性な物性を有
するものとして製造されている必要がある。

ところで、実施例においては、固形トナーを１成分系磁
性現像剤として使用する場合が具体的に示されており、
前記トナー粒子としては熱可塑性樹脂と磁性微粉末を主
成分とした、磁性と絶縁性との両者を共に有するトナー
粒子か示されているか、固形トナーの使用される態様に
よっては、前記トナー４☆子自体非磁性であっても良く
、また心電性であっても良い訳である。但し、その平均
粒径は５〜２５μｍｎであることが望ましい。

なお、前記固形トナーは、必要に応じて微量の添加剤、
例えはシリカ、カーボンブラック等の微粉末をトナー粒
１″−と混合したうえで圧ｋｉａ集することによって得
られても良いものである。

次に、添付図面を参照しなから前記実施例につき説明す
る。第１図は、本発明に係る静電潜像用固形トナーの一
例を示す図面であり、図中、固形トナー（Ｔ）は予め従
来の製造方法に従って製造されたトナー粒子（Ｅｏ）を
圧縮ａ集することによって固形化してなるものであり、
その外観、形状は円柱形状とされている。なお、前記固
形トナー（１’ｏ）の高さく１１）は１５−２ＯＮニ、
また面径（ｄ）は］　（Ｊ　ａｍに設定されている。

ところで、前記トナー粒子（【０）につき具体的に説明
すると、前記トナー粒子（Ｅｏ）は、］　０１４ΩＯｎ
の抵抗値を有しており、 （三菱化成工業製　カーホンブラック）をボールミルに
入れて十分に粉砕混合した後、３本ロールにより混練す
ると共に、冷却した後にジェットミルによって微粉砕し
て製造されたものである。なお、前記トナー粒子（【０
）は風力分級機を用いて分級されており、その平均粒径
は１３μｍｎに、また、その粒径分布は第３図中実線（
Ａ）で示される通りのものとされている。なお、このト
ナー粒子（【０）は、いわゆる加熱定着用のものとして
製造されている。これは、前記トナー粒子（【０）が加
圧定着用のものとして製造された場合、圧縮ａ集による
固形化の段階でトナー粒子（ｔｏ）中の樹脂が互いに強
く融島されることとなり、固形トナー（’ｌ”　）を個
々のトナー粒子（【０）に分離する際に大きな障害を生
じ得るものと推察されるがらである。

一方、１）ＩＪ記トナー粒子（【０）の圧縮分集につい
ても具体的ｌこ説明する払　トナー粒子（Ｌりの圧縮凝
集は第２図に示される装置を用いて行われ、通気孔（１
）を有する円柱状の容器（２）の底面に円板（３）を敷
くと共に、容器（２）の内部に約１８２のトナー粒子（
【０）を入れ、その上方から圧力円板（４）を介てて１
５ｈ／ｃｖｉの圧力を加えると、：！：ｌこよって行わ
れた。ここで、前記容器（２）の内径（ｄ）は１０８と
されているが、最終的に得られる固形トナー（Ｔ）の大
きさ等に応じて前記内径（ｄ）は適当な値を採り得るも
のである。また、前記容器（２）の形状も前記固形トナ
ー（１’）の形状等に応じて任意の形状を採り（υるも
のであり、例えは、角柱形状等をも採り得るものである
。

そして、この様な第１図に示される固形トナー（’］’
）に関して本発明者が枦々の実験を行ってｒｉ（ｔ＝認
したところによると、前記固形トナー（Ｔ）を粉砕によ
って個々のトナー粒子（Ｌｏ）に分離した場合、その粒
径分布は第３図中破線（１３）で示される如く、固形化
前の粒径分布、即ち実線（Ａ）て示される粒径分布と実
質的に異ならず、更に、その平均粒径も第４図中点（１
３）で示される如＜１３μ＋１１であり、固形化前の平
均粒径と異なるところはなかった。

また、顕微鏡写真にて両者の形状を比較して見たか、そ
の形状も実質的に異なるところもなかった。

史に、また、前記固形トナー（Ｔ）を粉砕によって個々
のトナー粒子（【０）に分離し、分離されたトナー杓子
（【０）を静電潜像の現像に使用した場合、固形化前の
トナー粒子（【０）をそのままで使用することによって
得られる現像画像と比較して何ら遜色のない良好な現像
画像も得られた。

一方、前記固形トナー（Ｔ　）の取扱に関しては、トナ
ー粒子（【０）自体を直接取扱う場合と異なり、トナー
の浮遊も発生し粗く、また、トナー自体の嵩比重か増大
されている関係」二、トナー貯蔵のための容積は十分に
小さくてきた。因に、固形化前のトナー粒子（【０）の
嵩比重は０．５５９／ｃｎｉ　であるのに対し、前記固
形トナー（１゛）の嵩比重は１２７／ｃｒｌと増大され
ていた。なお参考までに、前記トナー粒子（【０）の製
造途上において得られるトナー材料の塊の嵩比重、即ち
トナー粒子（ｔｏ）の真比重は１．６　ｔ／ｒ：ｎｉで
ある。

なお、前記トナー粒子（［０）を圧縮凝集して固形トナ
ー（Ｔ）を得る際にトナー粒子（【０）に対して加えら
れる圧力の適正値に関して本発明者か実験を行ったとこ
ろ、その適正値は１０〜２０Ｋｇ／ｃｎｔ　の範囲内あ
ることも確認されている。これは、前記圧力が２０　Ｋ
ｆ／ａｌを越える値に設定された場合、粉砕によって固
形トナー（Ｔ）を個々のトナー粒子（［０）に分離する
ことか困難となるばかりでなく、分離されたトナー粒子
（Ｅｏ）の粒径分布にしても、第３図中一点鎖線（Ｃ）
で示される如く、その粒径分布範囲か極端に広がってし
まい、その結果として、静電潜像の現像に関して悪影響
か及ぶこととなるからである。ここて、第３図中一点鎖
線（Ｃ）は、前記圧力か３０Ｋｇ／ａｉの設定された場
合において、固形トナー（Ｔ）を粉砕によって分離して
得られたトナー粒子（【０）の粒径分布を具体的に示す
ものである。

また、前記圧力か２０Ｋｇ／ｃｎｆを越える値に設定さ
れた場合、第４図に示される如く、前記トナー粒子（ｔ
ｏ）の平均粒径も増大する傾向となり、このことも前記
静電潜像の現像に関する悪影響の要因となって、現像画
像中に顕著な画像カフリ、あるいは両像ムラ等か発生す
ることとなるからである。

一方、前記圧力か１０Ｋｙ／ｃａを下回る値に設定され
た場合、トナー粒子（【０）の凝集自体が不完全であっ
たり、また固形トナー（’ｌ”　）か脆く、若干の物理
ナーを固形化することにより得られる有利さ、例えは、
その取扱時における浮遊トナーの発生を防止する効果等
が実質的に活せないからである。

ここで、第５図を参照しなから、前記実験の際に使用し
た現像装置につき具体的に説明する。図中、感光体ドラ
ム（１０）は、その表面に現像されるべき静電潜像を担
持した状態で矢印（ａ）方向へと回転駆動される一方、
その表面に対しては現像装置（］）ＩＥ　）が対向設置
されている。この現像装置（１）　Ｅ）は、いわゆる磁
気刷子タイプのものであり、前記表面に対して微小間隙
を保って設置された現像スリーブ（１１）と、その内部
に設けられた磁気ローラ（１２）とを有している。そし
て、現像時に現像槽（１３）内に収容されている、前記
トナー４１７子（ｔｏ）のみからなる１成分系磁性現像
剤を前記各回転駆動に伴い、現像スリーブ（１Ｊ）の周
１１■１に沿って矢印（ｂ）方向へと搬送する。この様
にして搬送される現像剤は、穂高規制板（Ｉ　ＩＩ　）
の作用の下に、その搬送量が制御されつつ現像領域へと
到達し、この現像領域において感光体トラム（１）の表
面を摺擦し、その表面に担持された静電潜像を現（３）
する。

ところで、静電潜像の現像に伴い現像Ｉ’Ｗ：　（Ｉ　
Ｊ　）内に収容されているトナー粒子（（０）か消費さ
れ、現像槽（１３）内の現像剤の絶対用か徐々に減少す
ることとなるのであるか、これを補う意味で、現像装置
（ＤＥ）の」二部位置にはトナータンク（１５）が付設
されている。このトナータンク（Ａ５）内には前記固形
トナー（Ｔ　）か装填されており、固形トナー（Ｔ）は
適時回転駆動される！・ナー袖給ローラ（１６）によっ
て粉砕されて個々のトナー粒子（ｃｏ）に分離されると
共に、分離されたトナー粒子（Ｌ、）は自重によって下
方へ落下して現像槽（１３）内に補給されることとなる
。そして、現像４ｉ’ｌ！（Ｊ　３　）内の現像剤の絶
対量か一定量に維持される。ここで、前記補給ローラ（
１６）は、現像槽（１３）内の現像剤の絶対量が一定帽
以下になった際に回転駆動されるものであり、綾目状の
ローレット加工された周面を有する、直径３０懸のロー
ラである。そして、そのローレットのピッチは１調に設
定されており、ローレットの作用によって固形トナー（
−Ｉ”）が粉砕される。

なお、現像槽（１３）内には一定方向に回転駆動される
現像剤攪拌ローラ（１７）が設けられており、予め現像
槽（Ａ３）内に収容されている現像剤と補給されたトナ
ー粒子（ＥＯ）とか十分に混合攪拌される様になってい
る。また、トナータンク（１５）内には、内部に装填さ
れた固形トナー（−１”　）の上方に、略トナータンク
（１５）の形状に合せた形状の重り板（１８）か載置さ
れており、固形トナー（Ｔ）かトナー補給ローラ（１６
）に対して所定の圧力をもって押付られる様になってい
る。更にまた、前記トナータンク（１５）の」二部は、
開閉可能な蓋とされており、トナータンク（１５）内の
固形トナー（１”）が補給され尽した時点においては、
前記蓋を開放して内部に固形トナー（Ｔ）か補填される
様にもなっている。

従って、前記現像装置（＋）Ｊ′、）の組込まれた電子
写真複写機等の使用者については、トナー４’１７子（
ｔｏ）自体を直接取扱うといった操作は必要とさＡ１な
い。即ち、予め使用者に供給される固形トナー（１゛）
を取扱えば良いたけてあり、前記現１象装置（１）Ｅ）
と固形トナー（１”）との使用によって、従来使用者に
要求されていた細心な取扱操作が大幅に軽減されること
になる。しかも、現像自体に悪影楓シも生じない状態で
前記の如き取扱操作の軽減か達成されることにもなる。

ところで、前記現像装置（１）Ｅ　）は、前記固形トナ
ー（Ｔ）を用いて静電潜像を現像するための現１象置と
しては、現像方法の態様に応して種々のｔＭ成をも取り
得るものであり、また、トナータンク（１５）自体にし
ても固形トナー（Ｔ）の形状等に応して種々の構成をも
取り得る。例えば、前記固形トナー（１゛）か第６図に
示される如く、トナータンク（２５）の形状に合致され
た形状である場合、固形トナー（Ｔ　）をトナータンク
（２５）内に１小人し、スプリング（２８）の作用の下
に、トナー補給ローラ（２６）に対して固形トナー（１
゛）を押付る様な構成をも取り得る訳である。

発明の効果 本発明に係る静電潜像現像用固形トナーに関しては、予
め製造されたトナー粒子か圧縮編集されることによって
固形化されているため、粉砕によって容易に個々のトナ
ー粒子に分離されることができる。また、前記圧縮凝集
が１０〜２０　Ｋｖ／ｃｒｌの加圧下で行われるので、
粉砕によって得られるトナー粒子の粒径分布は前記予め
製造されたトナー粒子と実質的に変るところもない。

このため、本発明に係る静電潜像現像用固形トナーを使
用することにより、前記従来の試みにおいて解消される
トナー浮遊に関る不具合も同様に解／１１することかで
きるばかりでなく、前記トナー粒子か適正に製造されて
いる限りにおいては、トナー粒径の不揃に起因する現像
画像の劣化、あるいはトナーの浪費といった問題も併せ
て警解消することもてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電潜像現像用固形トナーの一例
を示す図面、第２図はトナー粒子を圧縮凝集するために
用いらＦる装置の一例を示す図面第３図は固形化前のト
ナー粒子の粒径分布との比較において、圧縮凝集によっ
て固形化された１−ナーを粉砕して得られるトナー粒子
の粒径分布を示す図面、第４図は前記圧縮凝集の際にト
ナー杓子に対して加えられた圧力と、前記トナー粒子の
平均粒径との関連性を示す図面、第５図は前記固形トナ
ーを用いて静電潜像を現像するための現像装置の一例の
内部構造の概略を示す図■」、第６図は前記現像装置の
変形例の要部を示す図面である。 Ｔ・・・固形トナー　ｔｏ・・・トナー粒子ＤＥ・・・
現像装置　１０・・電子写真感光体ドラム１５．２５・
・・トナータンク　１６．２６・・・トナー補給ローラ
恩−Ｌヤ礫蜘Ｑ￥讃５−　区 寸　物 味　味

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　粉砕によって個々のトナー粒子に分離して使用さ
   れる静電潜像現像用固形トナーであって、予め製造され
   たトナー粒子が１０〜２０　Ｋｇ／ｃｎｉの加圧ドて圧
   縮凝集された結果として固形化されていることを特徴と
   する静電潜像現像用固形トナー。 ２、前記トナー粒子の平均粒径が５〜２５μＩｌｌであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜
   像現像用固形トナー。 ６　前記トナー粒子が、熱可塑性樹脂と磁性微粉末とを
   主成分として製造されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２　ＪＪｉ記載の静電潜像現像川内形トナー。