JPH06317933A

JPH06317933A - 磁性トナー及び電子写真方法

Info

Publication number: JPH06317933A
Application number: JP5106596A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅; Noriaki Hirota; 典昭廣田; Akinori Toyoda; 昭則豊田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1994-11-15

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡単で小型高性能を可能とする現像特
性の安定した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、トナー溜め内で磁性ト
ナーを磁力で吸着させ、電極ローラで非画像部のトナー
を回収する現像構成の電子写真方式で、磁性トナーは特
定の結着樹脂を採用し、さらに磁性トナーは熱風による
表面改質処理を施し、磁性体の被覆化と、トナーの球形
化を同時にかつ瞬時に施される構成。

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】従来、電子写真法としてはカスケード現
像法、タッチダウン現像法、ジャンピング現像法などが
ある。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
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。

【０００３】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
に示されるジャンピング現像がある。このジャンピング
現像法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で剛性体または弾性体の規制
ブレードを設置し、その規制ブレードによりトナーを薄
層に規制し、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方法である。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。

【０００４】さらに現像の小型化と高画質化を推進する
ため、固定磁石を感光体に内包し更に感光体と所定の間
隙を設けて対向する位置に磁石を有する電極ローラから
構成される現像方式が提案され、より一層の高画質化、
小型化、装置の簡素化、低コストが可能となっている。

【０００５】周知のようにこれらの現像法に使用される
靜電荷現像用のトナ−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。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】しかしながら近年複写像の益々の高画質化
や画質の長期安定性が望まれる傾向が著しくなるにつ
れ、トナ−の主要構成成分である結着樹脂、電荷制御
剤、外添剤に従来以上の帯電性や耐久性が要求されてい
る。また昨今地球環境保護からトナーの再利用が注目さ
れている。

【０００７】

【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、当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
ていた。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
いう欠点を有していた。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。

【０００８】更に現像を小型高性能にした本発明に使用
する現像法は感光体に固定磁石を内包し更に感光体と所
定の間隙を設けて対向する位置に磁石を有する電極ロー
ラから構成される現像方式で、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、低コストが可能になる方式である
が、反面高画質化のためにより高性能化されたトナー特
性に寄り掛かざるをえない面を含んでいる。この現像法
特有の現象と考えられるが、トナーを薄層に規制する規
制ブレードを用いないため、トナーは層規制されずに感
光体と電極ローラが回転する現像場に飛び込んでくる。
そのためトナーの帯電機会が僅かで、いかに俊速にトナ
ーの帯電性を上げられるかがポイントとなる。この帯電
量に影響を与えるのがトナーの流動性である。従来の一
成分現像や、二成分現像で使用されているトナーの流動
性のレベルではではベタ黒画像部や中間調画像部にムラ
が生じたり、また非画像部に地かぶりが増加する傾向に
ある。流動性の低いトナーにこの現象が顕著に表れる。
これは流動性の低いトナーでは帯電に必要な現像部材と
の接触確率が低く満足な帯電量が得られないのとトナー
間で帯電にばらつきが生じ、俊速なトナー帯電性が得ら
れないわけである。これが高流動性を保持したトナーで
は接触性が均一になり、帯電性もばらつきが抑えられ、
高帯電量が得られ、高画質な画像が得られるものと考え
られる。

【０００９】そこで流動性を高めるために取られる手段
は流動性付与剤としてのシリカ等の外添剤の添加量を増
加させることである。しかしシリカ等の外添剤を増加す
ると流動性は向上するが、ある一定量以上では逆に流動
性は減少する傾向にある。また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傷が発生したり、シリカの浮遊
物が感光体上でのフィルミングを発生させる。またシリ
カの浮遊物がベタ黒部に付着し白点が発生する問題が発
生し、単にシリカ増量のみでは弊害が多く発生し、問題
の解決にはならない。

【００１０】さらに磁性体を添加した磁性トナーにおい
ては結着樹脂よりも低抵抗の磁性体がトナー表面に露出
しているため摩擦帯電で得られた電荷がリークしてしま
い高帯電量が得られにくい欠点を有している。そこで磁
性体自体を有機膜で表面コートして磁性体の抵抗を上げ
る試みがなされているが、コートむらや磁性体材料のコ
ストアップ、逆極性帯電を生じる傾向にあり、問題解決
には至っていない。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑み、より一層の小
型化、装置の簡素化、低コストが可能な現像法であり、
さらに高流動性、高帯電性のトナーにより高濃度で低地
かぶりの高画質を達成し、感光体へのフィルミングが防
止でき、小型長寿命で装置内にトナーの汚染の発生しな
い、画像濃度低下、白抜けが無く、長寿命化を可能にす
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
する。

【００１２】

【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、固定磁石
を内包し移動する静電潜像保持体と、前記静電潜像保持
体の表面に対向し前記固定磁石により磁気的に吸引させ
て磁性トナーを供給するトナー溜めと、かつ前記静電潜
像保持体の表面と所定の間隙を有した位置に設置され、
内部に磁石を有する電極ローラから成る現像工程とを包
括する電子写真方法において、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
樹脂が少なくとも一般式（化５）、（化６）から構成さ
れ、かつ１３５℃における溶融粘度が１×１０⁴〜５×
１０⁵(poise)、１４５℃における溶融粘度が３×１０³
〜３×１０⁵(poise)である共重合体であり、かつ前記結
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、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じ
て分級処理されたトナー微粉末に、分散状態で熱風によ
り表面改質処理を施し、前記磁性体の被覆化と、前記ト
ナー微粉末の球形化を同時にかつ瞬時に行うもので、表
面改質処理は、少なくともトナー微粉末を分散噴射する
分散噴霧手段と、前記分散噴霧手段から噴射された前記
トナー微粉末に熱風を当てるため前記熱風を放射する熱
風発生手段と、を具備する表面改質装置により行われ、
分散噴霧手段は圧縮空気によりトナー微粉末を分散噴霧
する分散ノズルであり、トナー微粉末を表面改質処理す
る熱風温度は１００度〜６００度で処理される磁性トナ
ーである。

【００１３】

【化５】

【００１４】

【化６】

【００１５】また固定磁石を内包し移動する静電潜像保
持体と、磁性トナーと、前記静電潜像保持体の表面に対
向し前記固定磁石により磁気的に吸引させて磁性トナー
を供給するトナー溜めと、かつ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設置され、内部に磁石を
有する電極ローラから成る現像工程とを包括する電子写
真方法であって、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、前記結着樹脂が少な
くとも一般式（化７）、（化８）から構成され、かつ１
３５℃における溶融粘度が１×１０⁴〜５×１０⁵(pois
e)、１４５℃における溶融粘度が３×１０³〜３×１０⁵
(poise)である共重合体であり、かつ前記結着樹脂と、
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、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じて分級処理
されたトナー微粉末に、分散状態で熱風により表面改質
処理を施し、前記磁性体の被覆化と、前記トナー微粉末
の球形化を同時にかつ瞬時に行うもので、表面改質処理
は、少なくともトナー微粉末を分散噴射する分散噴霧手
段と、前記分散噴霧手段から噴射された前記トナー微粉
末に熱風を当てるため前記熱風を放射する熱風発生手段
と、を具備する表面改質装置により行われ、分散噴霧手
段は圧縮空気によりトナー微粉末を分散噴霧する分散ノ
ズルであり、トナー微粉末を表面改質処理する熱風温度
は１００度〜６００度で処理される磁性トナーを用いる
電子写真方法である。

【００１６】

【化７】

【００１７】

【化８】

【００１８】

【作用】本発明は上記した構成により、固定磁石を内包
する静電潜像保持体を用い、静電潜像を形成した静電潜
像保持体にトナーを振りかけ磁気的に付着させ、電極ロ
ーラ部まで担持搬送し、電極ローラに交流バイアスを印
加し、静電潜像保持体の非画像部トナーを静電力と磁力
によって除去する構成である。すなわち本発明はカスケ
ード現像法に、静電潜像保持体内部に磁石を設置、電極
に交流電圧印加し、より小型高性能化したものである。
本発明では、最初にトナーが静電潜像保持体に振りかけ
られたときに現像はほとんど終了している。電極ローラ
部はトナーをトナー留め内で循環させると同時に、静電
潜像の非画像部のトナーを回収している。すなわちトナ
ーをトナー溜めから現像部まで担持し運ぶのは静電潜像
保持体である。電極ローラはトナー層を担持しない裸の
面が静電潜像保持体に対向する。電極ローラと静電潜像
保持体は逆方向回転である。

【００１９】本発明に係る磁性トナーは、特に絶縁性一
成分トナーが好ましい。一成分トナーを用いると二成分
現像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。

【００２０】本発明に係る電子写真方法は一度静電潜像
保持体の全面にトナーを付着させ、後に電極ローラによ
り静電力と磁力により非画像部のトナーを除去する構成
である。そのためこの方法ではトナーの帯電特性、流動
性が強く画像特性に影響する。流動性が悪いと非画像部
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し、また静電潜像保持体
の全面にトナーを付着させるときベタ画像にムラが発生
することがわかった。トナーの流動性を上げる（例えば
シリカの添加量を増加させる）につれ、静電潜像保持体
へ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、ベタ黒部のムラが抑制される傾向にあ
るが、反面シリカ増量の弊害が発生している。例えば感
光体へのフィルミング、シリカ凝集物のベタ黒部への白
点付着である。

【００２１】またトナーの電荷量が低下すると静電潜像
保持体との鏡像力が弱くなり静電潜像保持体に付着させ
たトナーが磁力により除去され易くなり画像濃度が低く
なるしまた、文字周辺の飛びちりが多く画像の鮮明さが
低下することがわかった。

【００２２】更に長期使用時においても画質を安定化さ
せるために、トナーの流動性と帯電特性を高い値で安定
化させる必要がある。

【００２３】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。

【００２４】本発明の磁性トナーの製造方法としては公
知の方法が用いられる。混合、混練、粉砕、外添処理
で、必要に応じて分級処理が行われる。また重合法等の
他の方式も用いられる場合もある。混合は結着樹脂、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工程で、公知の処理方法が用いられ
る。そして混合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工程が混練である。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、ハ゛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。その塊をカッターミル等で粗
粉砕し、その後ジェットミル粉砕機等で細かく砕く粉
砕、更に必要に応じて気流式分級機で微粉粒子がカット
され、所望の粒度分布を得る分級と続く。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に対
して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。

【００２５】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後に熱風により表面改質処理を
行う。これは外添処理された磁性トナーを圧縮空気によ
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。従来熱により表
面処理を施す例がみられるが、熱風流が循環している中
へトナーを供給し処理する方法が取られているが、これ
ではトナー相互に凝集し易く、処理した後の形状も均一
に表面が処理されない。また機械的衝撃によりトナーを
球形化する例も見られるが、回転軸へのトナー粒子の融
着や回転体があるため騒音振動等が避けられない。

【００２６】本発明に係る磁性トナーでは粉砕または分
級されたトナー粒子を熱風気流中に分散供給させること
により、トナー粒子の結着樹脂の表面を溶融させ、瞬時
にこの結着樹脂でトナー微粒子の表面に露出している磁
性体の被覆化と、トナー粒子の球形化を同時に行うもの
である。この方式で行うと連続式のため生産効率が向上
し、また分散状態で表面改質が行われるので、粒子同士
が結着したり、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、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。トナーに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わけである。この時の処理の熱
風温度は５０度から６００度が好ましい。５０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。

【００２７】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。

【００２８】また本発明に提示された電子写真方法では
現像時に感光体全面にトナーを付着させるため、従来の
一成分現像方法と比較してトナーと感光体が長く接触し
ている構成である。そのためトナーの流動性をあげるた
め多量の外添剤（例えばシリカ等）を添加すると、浮遊
シリカが発生し、それを核とした感光体へのトナーのフ
ィルミングが発生し易くなる。しかし本発明の磁性トナ
ーでは表面改質処理により最小限の疎水化処理された外
添剤（本発明では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）で高い
レベルの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処理でき、球形化処理しない
トナーに比べて浮遊シリカが極めて少ない。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。添加量は磁性トナー１００重量部に対して
０．５〜３．０重量部が好ましい。トナー同士の凝集を
防ぐために０．５重量部以上の添加量が必要で、３．０
重量部以上だと浮遊シリカが発生する。

【００２９】また磁性体を内添加したトナーでは粉砕時
に結着樹脂表面に磁性体が露出しており、この磁性体が
導電性を持っているため、電荷を保持しにくくトナーの
帯電量を上げにくい欠点がある。表面改質処理によりト
ナー表面に突出している磁性体の表面を結着樹脂で被覆
化することが出来、トナーの帯電量を高める効果が大で
あることが判明した。

【００３０】さらに本発明に係る電子写真方法ではより
小型軽量化できるトナー層規制しない現像法を用いてい
るが、表面改質処理によって得られた高帯電、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
の高画質が得られる。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】また本発明に係る磁性トナーの結着樹脂は
１３５℃における溶融粘度が１×１０⁴〜５×１０⁵(poi
se)、１４５℃における溶融粘度が３×１０³〜３×１０
⁵(poise)であることが好ましい。これは表面改質処理温
度と関係があり、１３５℃における溶融粘度が５×１０
⁵(poise)、１４５℃における溶融粘度が３×１０⁵(pois
e)以上であると、表面改質処理温度を高温にしないと球
形化が弱く、また磁性体の被覆化が中途半端な状態とな
ってしまう。処理温度を高温にすると消費電力が増加し
不経済であるし、装置の温度制御も不安定になる。また
樹脂が硬くなり粉砕性が低下する。逆に１３５℃におけ
る溶融粘度が１×１０⁴(poise)、１４５℃における溶融
粘度が３×１０³(poise)以下であると、表面改質処理の
熱でトナー粒子同士が凝集を起こし易く製造上好ましく
ない。そこで処理温度を下げると凝集はなくなるが、磁
性体の被覆化が中途半端な状態で処理が終わり、帯電特
性にバラツキが生じることが判明した。また定着時にヒ
ートロールにトナーが付着するオフセットが発生し易く
なる。

【００３６】この時溶融粘度測定は高化式フローテスタ
ー（島津製作所製ＣＦＴ−５００Ｃ）を使用した。測定
条件はダイス径１ｍｍ、ダイス長さ１ｍｍ、荷重１０ｋ
ｇｆ、昇温条件６℃／ｍｉｎである。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】さらに本発明に係る磁性トナーは必要に応
じて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。

【００４１】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２０〜６０重量％が好ましい。添加量が２０重
量％以下ではトナー飛散が増加する傾向にあり、６０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。

【００４２】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００４３】図１は本発明の電子写真方法の一例を示し
ている。現像方式は一成分方式を用いている。１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、２は感光体１と同軸で固定された磁石
で、３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４
は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、５は信号
光、６はトナー溜め、７は磁性一成分トナー、８は感光
体１とギャップを開けて設定した非磁性電極ローラ、９
は電極ローラ８の内部に設置された磁石、１０は電極ロ
ーラ８に電圧を印加する交流高圧電源、１１は電極ロー
ラ上のトナーをかきおとすポリエステルフィルム製のス
クレーパ、１２は感光体上のトナー像を紙に転写する転
写コロナ帯電器である。１３はトナー溜め内でのトナー
の流れをスムーズにし、またトナーが自重で押しつぶさ
れ感光体と電極ローラ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。感光体１表面での磁束
密度は６００Ｇｓである。電極ローラ内部の磁力の方を
強くして搬送性を向上させた。また図中に示す磁石２の
磁極角はθは１５度に設定した。感光体１の直径は３０
ｍｍで、周速６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転さ
せ用いた。電極ローラ８の直径は１６ｍｍで、周速４０
ｍｍ／ｓで感光体の進行方向とは逆方向（図中の矢印方
向）に回転させ用いた。感光体１と電極ローラ８とのギ
ャップは３００μｍに設定した。

【００４４】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に帯電させた。この感光体１にレーザ光５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９
０Ｖであった。この感光体１表面上に、トナー７をトナ
ー溜め６内で磁石により付着させた。次に感光体１を電
極ローラ８の前を通過させた。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１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）
を印加した。その後、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）を印加した。すると感光
体１の帯電部分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
ナー像が残った。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によってかきとり、再
びトナー溜め６内に戻し次の像形成に用いた。こうして
感光体１上に得られたトナー像を、紙（図示せず）に、
転写帯電器１２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。

【００４５】図２に本発明の磁性トナーの表面改質装置
の概略を示す。磁性トナー２２は定量供給機２１から投
入され、圧縮空気２３により分散ノズル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磁性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２２
が分散通過し、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。

【００４６】次に磁性トナーの材料組成および製造方法
を述べる。実施例中の部数はすべて重量％である。シリ
カの添加量のみ磁性トナー１００重量部に対する重量部
で示している。また実施例中のモノマー比はすべて重量
％である。

【００４７】（実施例１）実施例１で使用されるトナ−
a1の材料組成を（表１）に示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】（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）にて混合し、その混合
物を二軸混練押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）にて加
熱混練し、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）にて微粉砕を行い、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
ットし、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。その後外添処理として上記によってできた
トナー微粉末母体と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。

【００５０】高い流動性、高いマイナス帯電量が得ら
れ、またシャープな帯電量分布が得られた。

【００５１】これを本発明の電子写真方法で複写テスト
を１００００枚行い、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、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が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。初期画像において反射濃度1.4
の高濃度の画像が得られ、低地かぶりで、また電荷制御
剤、磁性体等の内添剤の分散が良好で凝集物も見られな
かった。

【００５２】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、感光体上にフィルミ
ングの発生は起こっていない。初期の画像に比べて遜色
のない高濃度の複写物が得られた。

【００５３】（表２）に各トナーの流動性を示す。初期
トナーと、１００００枚複写テスト後の廃トナーの流動
性を示している。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。

【００５４】

【表２】

【００５５】（表３）に各トナーの複写テストでの画像
濃度を示す。初期と１００００枚複写テスト後の結果を
示す。

【００５６】

【表３】

【００５７】（実施例２）実施例２で使用されるトナ−
a2の材料組成を（表４）に示した。

【００５８】

【表４】

【００５９】（表４）に示した混合物を表面改質処理の
熱風温度を３５０度とした以外は、実施例１と同様の方
法でトナーa2を作成し、評価した。その結果、高い流動
性、高いマイナス帯電量が得られ、シャープな帯電量分
布が得られた。

【００６０】これを本発明の電子写真方法で複写テスト
を１００００枚行い、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、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が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。初期画像において反射濃度1.4
の高濃度の画像が得られ、低地かぶりで、また電荷制御
剤、磁性体等の内添剤の分散が良好で凝集物も見られな
かった。

【００６１】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、廃トナーの流動性、
電荷量も初期のトナーとほぼ同程度の値を維持し、初期
の画像に比べて遜色のない高濃度の複写物が得られた。

【００６２】（実施例３）実施例３で使用されるトナ−
a3の材料組成を（表５）に示した。

【００６３】

【表５】

【００６４】（表５）に示した混合物を表面改質処理の
熱風温度を４００度とした以外は、実施例１と同様の方
法でトナーa3を作成し、評価した。その結果、少量のシ
リカ添加量で極めて高い流動性が得られ、高いマイナス
帯電量で、シャープな帯電量分布が得られた。

【００６５】これを本発明の電子写真方法で複写テスト
を１００００枚行い、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、横線の乱れ
やトナーの飛び散りなどがなくベタが均一で濃度が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。初期画像において反射濃度1.4
の高濃度の画像が得られ、低地かぶりで、また電荷制御
剤、磁性体等の内添剤の分散が良好で凝集物も見られな
かった。

【００６６】また１００００枚後のトナ−の流動性の低
下は少なく、高い電荷量を維持し、廃トナーの流動性、
電荷量も初期のトナーとほぼ同程度の値を維持し、初期
の画像に比べて遜色のない高濃度の複写物が得られた。

【００６７】（比較例１）実施例１と同様の材料組成
で、熱風による表面改質処理を施さない以外は実施例１
と同様の処理でトナーb1を製作した。

【００６８】その結果流動性が低く、複写テストの結果
地かぶりが多く、中間調の画像にムラが多く発生し、実
用的な画像は得られなかった。また感光体へのフィルミ
ングが発生した。

【００６９】（比較例２）実施例２と同様の材料組成
で、熱風による表面改質処理を７００度で行った以外は
実施例２と同様の処理でトナーb2を製作した。

【００７０】その結果処理中にトナーの融着、凝集物の
発生が著しく生産性に耐えられなかった。

【００７１】（比較例３）比較例１のトナーb1の流動性
を実施例１のトナーa1まで上げる目的でシリカ添加量を
１１．０重量部まで増加した以外は比較例１と同じ材料
組成、製造方法でトナーb3製作した。しかし流動性は上
がらず逆にシリカの浮遊物や凝集物が増大し、ベタ黒部
へのシリカ凝集物の付着による白点が生じ、実用的な画
像は得られなかった。また感光体へのフィルミングが著
しく発生した。

【００７２】（比較例４）比較例４で使用されるトナー
b4の材料組成を（表６）に示した。

【００７３】

【表６】

【００７４】（表６）に示した混合物を比較例１と同様
の方法でトナーb4を作成し、評価した。電荷制御剤の添
加量を多く電荷量の増加を図ったが、トナーの帯電量を
高く出来なかった。これは樹脂中の電荷制御剤等の内添
剤の分散性が悪く凝集物が多く観察され、そのため帯電
量分布がブロードになり、ピークが２つ生じる分布とな
った。流動性は高く得られたがトナーの帯電量分布が不
均一で初期からの画像濃度は薄く、地カブリも多くみら
れた。複写テストで５００枚あたりから画像濃度低下が
発生し、実用的な画像は得られなかった。

【００７５】（比較例５）比較例５で使用されるトナー
b5の材料組成を（表７）に示した。

【００７６】

【表７】

【００７７】（表７）に示した混合物を実施例１と同様
の方法でトナーb5を作成した。トナーの球形化処理、磁
性体の被覆化処理が不十分で流動性が向上せず、帯電量
分布も不均一になった。これは磁性体の被覆化が不十分
のままであると予測される。熱風の処理温度を６５０度
としたが、部分的に凝集が見られ、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。初期から画像濃度が低く。地かぶりが多く、また定
着性、粉砕性が悪く、実用的なトナーは得られなかっ
た。

【００７８】（比較例６）比較例６で使用されるトナー
b6の材料組成を（表８）に示した。

【００７９】

【表８】

【００８０】（表８）に示した混合物を実施例１と同様
の方法でトナーb6を作成した。トナー同士の凝集が多く
見られ、実用的なトナーは得られなかった。熱風温度を
下げたが、凝集はなくならず、また球形化処理、磁性体
の被覆化処理が不十分で流動性が向上せず、初期から画
像濃度が低く。地かぶりが多く、またオフセット性が悪
く、粉砕時過粉砕性が見られ、実用的なトナーは得られ
なかった。

【００８１】（比較例７）磁性体添加量を磁性トナー重
量に対して１０重量％とした以外は実施例１と同様の方
法でトナーを作成した。トナー飛散が多く、地かぶりが
増加し、実用的な画像は得られなかった。

【００８２】（比較例８）磁性体添加量を磁性トナー重
量に対して７０重量％とした以外は実施例１と同様の方
法でトナーを作成した。画像濃度が低く、定着性も悪化
し、実用的な画像は得られなかった。

【００８３】

【発明の効果】以上のように本発明は、固定磁石を内包
し移動する静電潜像保持体と、固定磁石の一部に対向し
た位置でかつ前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を
有した位置に設置され、内部に磁石を有する電極ローラ
から成る現像工程とを包括する電子写真方法に用いられ
る磁性トナーで、磁性トナーは熱風により表面改質処理
を施され、トナーの球形化処理により、より一層の小型
化、装置の簡素化、低コストが可能な現像法を実現し、
高帯電性、高流動性を保持する磁性トナーにより高濃度
で低地かぶりの高画質を達成し、小型長寿命で装置内に
トナーの汚染の発生しない、感光体へのフィルミングの
発生がなく、長寿命化を可能にする磁性トナー及び電子
写真方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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

【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

【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トナー溜め７磁性一成分トナー８電極ローラ９電極ローラ内部に設置された磁石１２転写コロナ帯電器２１定量供給機２３圧縮空気２４分散ノズル２５ヒータ２６熱風２８フード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 9/08 ３８１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
と、前記静電潜像保持体の表面に対向し前記固定磁石に
より磁気的に吸引させて磁性トナーを供給するトナー溜
めと、かつ前記静電潜像保持体の表面と所定の間隙を有
した位置に設置され、内部に磁石を有する電極ローラか
ら成る現像工程とを包括する電子写真方法に用いる磁性
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、前記結着樹脂が少な
くとも一般式（化１）、（化２）から構成され、かつ１
３５℃における溶融粘度が１×１０⁴〜５×１０⁵(pois
e)、１４５℃における溶融粘度が３×１０³〜３×１０⁵
(poise)である共重合体であり、かつ前記結着樹脂と、
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、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じて分級処理
されたトナー微粉末に、分散状態で熱風により表面改質
処理を施し、前記磁性体の被覆化と、前記トナー微粉末
の球形化を同時にかつ瞬時に行うことを特徴とする磁性
トナー。【化１】【化２】
【請求項２】表面改質処理がトナー微粉末を分散噴射す
る分散噴霧手段と、前記分散噴霧手段から噴射された前
記トナー微粉末に熱風を当てるため前記熱風を放射する
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３】トナー微粉末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４】分散噴霧手段は圧縮空気によりトナー微粉
末を分散噴霧する分散ノズルであることを特徴とする請
求項２記載の磁性トナー。
【請求項５】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
と、磁性トナーと、前記静電潜像保持体の表面に対向し
前記固定磁石により磁気的に吸引させて前記磁性トナー
を供給するトナー溜めと、かつ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設置され、内部に磁石を
有する電極ローラから成る現像工程とを包括する電子写
真方法であって、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、前記結着樹脂が少な
くとも一般式（化３）、（化４）から構成され、かつ１
３５℃における溶融粘度が１×１０⁴〜５×１０⁵(pois
e)、１４５℃における溶融粘度が３×１０³〜３×１０⁵
(poise)である共重合体であり、かつ前記結着樹脂と、
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、混練処理、粉砕処理、さらに必要に応じて分級処理
されたトナー微粉末に、分散状態で熱風により表面改質
処理を施し、前記磁性体の被覆化と、前記トナー微粉末
の球形化を同時にかつ瞬時に行う前記磁性トナーを用い
ることを特徴とする電子写真方法。【化３】【化４】
【請求項６】表面改質処理がトナー微粉末を分散噴射す
る分散噴霧手段と、前記分散噴霧手段から噴射された前
記トナー微粉末に熱風を当てるため前記熱風を放射する
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５記載の
電子写真方法。
【請求項７】表面改質処理する熱風温度が１００度〜６
００度で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５記載の電子写真方法。
【請求項８】分散噴霧手段は圧縮空気によりトナー微粉
末を分散噴霧する分散ノズルであることを特徴とする請
求項６記載の電子写真方法。